JPH0193962A - オートフオーカスビデオカメラ - 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】 げ】　産業上の利用分野 本発明は、撮像映像信号と用いて合焦動作を為すオート
フォーカス回路構及びズーム機構を有するビデオカメラ
及び電子ステルカメラに閥する。

（ロ）従来の技術 ビデオカメラのオートフォーカス装置において、撮像素
子からの映像信号自体を焦点制御状態の計画に用いる方
法は、本質的にパラフックスが存在せず、ま次被写界深
度の浅い場合や遠方の被写体に対しても、正確に焦点が
會せらｎる等優れた点が多い。しかも、オートフォーカ
ス用の特別なセンサも不必要で機構的にも極めて簡単で
ある。

この方式のオートフォーカス回路は、基本的には特開昭
６０−１０３７７６号公報（Ｈｏ＋８５／２３２）に開
示される様な山登シサーボ方式と呼ばｎる制御方法にて
フォーカスモータを制御する。

即ち、撮像映像信号の高域成分を評価値として検出し、
この評価値を１フイールド前のものと′店時比較し、ｊ
大値をとる様に常にフォーカスモータを微小振動させ続
けるものである。

また、冥開昭６０−１３５７１２号（ＧＯ２Ｂ７／１１
）　　に見られる様にフォーカスレンズを叉持するフォ
ーカスリングを一刀向に駆動して評価値が増加傾向から
減少順向に転じる点を極大点として、この点にフォーカ
スリングを戻して停止させるものもある。

更に一旦フオーカスレンズが極大点に停止した後に、被
写体が動くとこれに伴りて焦点評価１１ｉ［に変動が庄
じるため、ある閾値を予め設定し、この閾値を越える程
に焦点評価値に変動が生じた時には、フォーカスモータ
を再起動せしめることにより被写体の動きに追従したオ
ートフォーカスが可能となる。

一方、通常のビデオカメラには、望遠から広角まで焦点
距離を連続的に変化させ輻得るズームレンズの移動を為
すズーム機構が装涜されている０このズーム機構におい
て、その被写界深度は各ズーム領域、即ち変倍レンズで
あるズームレンズが望遠から広角間のいずれの位置にあ
るかによって異なることは一般に知られている。部ちズ
ームが広角であれば被写界深度が深くなシ、ズームが望
遠であれば被写界深度が浅くなる。ここで被写界深度が
深いということは、ビ／トを合わせた点から被写体が前
後に多少移動しても合焦点状態が維持され易いことを意
味し、浅ければ合焦点状態の維持が難しいことを意味す
る。

ｅ３　　発明が解決しようとする問題点前述の如き被写
体の動きを焦点評価値の変化として検出可能な山登シ方
式のオートフォーカス機構と、前述の如き通常のズーム
機構を併せ持つビデオカメラにおいては、停止している
か或いはそれに近い状態で被写界深度例に在り、且つピ
ンボケのＦｉｌＨされないレベルの被写体に対して、ズ
ーミングに伴う画角変化及びＦ値（レンズの明るさを表
す尺度）の変化により焦点評価値に変化が生じ、これが
閾値を越える場合にフォーカスモータが再起動してしま
う。この様にピンボケが認識されないにも拘らず、ズー
ミング中に合焦動作が大行されると、ズーミングとフォ
ーカシングの双方による一角変化の相乗結果により、見
かけ上ズームスピードが変化して滑らかなズーム画面が
侵られない。

に）問題点を解決するための手段 虚像素子より得られる撮像輝度信号のうちの画面中央に
設定される中央サンプリングエリアにおける高域成分レ
ベルをｍ１評価壇とし、前記撮像輝度信号のうちの曲紀
中央ヤンプリングエリアの周辺に設定された周辺サンプ
リングエリアにおける高域成分レベルを第２評価値とし
、第２評価値の変化あるいは第１評価値に対する第２評
価値の相対的に化によりズーム励作中での合焦動作を禁
止せしめることを特徴とする。

（ホ）作　用 本発明は上述の如く構成したので、ズーム動作に伴う画
角の変化が、合焦動作に影蚤を及ぼす事が防止される。

（へ）夾施例 以下５図面に従い本発明の一冥施例について説明する。

男１図は本発明の一夾施例の回路ブロック図である、フ
ォーカスレンズ（１）によって結像した画像は、撮像素
子を含む撮像回路（４）によりて映像信号となシ、この
訣像イぼ今生の輝度信号がゲート回路ＣＪＪαＤ及び同
期分離回路のに入力される。輝度１ゴ号よ〕同期分離回
路■によりて分離された垂直及び水平同期信号は、第２
図の如く画面の中央に長方形の領域に対応する中央サン
プリングエリア（Ｋｔ入及びその周辺の鳩辺すンフ”リ
ングエリア（Ｅ２）を設定するためにゲート制御回路Ω
に入力さｎる。

ゲート制御回路（ハ）は、垂直同期信号、水平同期（１
号及び固定の発４ｍｔ詠出力に基いて、中央及び周辺サ
ンプリングエリア（Ｅｌ）（Ｅりを設足し、中央サンプ
リングエリア（Ｅｌ）の領域のみの４度イ河号の」遇を
許容するゲート開閉信号（ＧＣＩ）をゲート回路（７！
」に供給し、周辺サンプリングエリア（Ｅ２）の領域の
みの輝！！を信号の通過を許容するゲート開閉信号（Ｇ
Ｃｚ）　　をゲート回路■に供給する。

ゲート回路（１！」によって中央サンプリングエリアの
領域内に対応する輝度信号のみが、高域通過フィルタ（
ＨＰＦ　）　ｃ！４１を通過して高域取分のみが分離さ
れ、次段の検波回路囚にて損幅検波される。この検技出
力は積分回路（至）でフィールド毎に積分されて、Ａ／
ＤＫ換回路ａノにてディジタル値に変換されて、第１メ
モリノに保持される。従って、第１メモリ（至）には、
ゲート回路ｔ２１１及びこれよシ後段の回路にて構成さ
れるｍｌ評価値発生回路（２）にて作成される中央サン
グｙングエリア（Ｅｌ）における５域波分の１フイ一ル
ド分の積算値が、Ｎｌ評価値（Ｓｌ）として保持される
ことになる。

同様にゲート制御信号（ＧＣ２）を受けてゲート回路山
は周辺サングジングエ９ア（Ｅｌ）の領域のみの輝度信
号の通過を許容し、以下、ＨＰＦｃ！ＩＪ。

検波回路Ｃ３１）１禎分回路（至）、Ａ／Ｄ変換回路關
にて構成される第２評価値発生回路（ロ）を経て周辺サ
ンプ９ングエリア（Ｅｌ）における輝ＩＸ信号の高域成
分の１フイ一ルド分の積算値が、第２メモリ田に第２評
価値（Ｓ２〕として保持されることになる。

尚、來１及び第２評価値発生回路（至）（ロ）の各構成
要素の各特注は、全く同一に設定されている。例えばＨ
ＰＦＣ２４１時のカットオフ周波数は、共に５００ＫＨ
ｚである。また、Ｍｌ、第２メモリ（ト）田の各データ
はｌフィールド毎に更新されることＶＣなる。

第１評価値発生回路囚から出力される第１評価値（Ｓ１
〕は、ｊ８１メモリ（至）に保持さｒＬると共に、以下
に述べるオートフォーカス動作の為の焦点評価値として
用いられる。

オートフォーカス動作開始直後に、最初の第ｌ評価値、
ｆｆＤち焦点計画値は最大値メモリ（６）と初期値メモ
リ（７）に保持される。その後、フォーカスモータ制御
回路αＧは、フォーカスモータ（３１を予め決められ九
方向に回転させ１８２比較器（９）出力を監視する。第
２比毅器（９）は、フォーカスモータ紹勤後の焦点計画
値と初期値メモｙ（力に保持されている初期評価値を比
較し、その大小を出力する。

フォーカスモータ制御回路（フォーカスレンズ移動手段
）（ＩＧは、第２比較器（９）が大または小という出力
を発するまで最初の方向にフォーカスモータ（フォーカ
スレンズ移動手段用３）を回転せしめ、現在の焦点評価
値が初期の評−値よりも、予め設定された変劫輸よシも
大でめるという出力がなされた場合には、そのままの回
・紙方向を保持し、現在の評ｗＪ社が初期評価１厘に比
べて、尤配ズρ幅よりも小であるという出力がなされた
一合にはフォーカスモータ（３，の自伝方向を逆にして
、ｆｉｌ！比状器（８７の出力ｔ−比較する。

第ｌｉｔ較器（８少は成人ｆはメモリ（６）に保持され
ている今までの最大の焦点ｔＦ　′ｗＪｉ直と現任の焦
点計画値を比較し、現在の焦点評価値が最大値メモリ（
６）の６谷に比べて大きい（第ｌモード）、上記予め設
定しｆｃ第五の閾直以上に減少した（第２モード）の２
應υの比較ｆｇ　ｇ（５１Ｇす（ＳＩＧｚ）　ｔ−出力
する。ここで最大１１ｍメモリ（６）は、第ｌ比較器（
８）の出力に基づいて、現在の焦点叶１ｄｌｉ値が最大
値メモｙ　（ｂ）の６谷よりも大きい場合にはその値が
更新され、常に現在までの焦点１１ｆ価１直の最大壇が
保持さｎる。

ｔＩＪはフォーカスモータ（３）の筺誰を指示するモー
タ筐匝１８号倉受けて、モータ位ｄをｄピ憶するモータ
位はメモリであり、最大胆メモ９　（６７と同様に第ｌ
比較器（８）の出力に基づいて、焦点評価値が最大値と
なフた時のモータ位置を常時保持する様に更新される。

フォーカスモータ制御回路αａは、第２比較器（９）出
力に基づいて決定された方向にフォーカスモータ（３）
を＠Ｊ転させながら、第１比較器（８）出力を監視し、
焦点評価値のノイズによる誤ｗＪｆ′Ｐ：ｔ−防止する
ために、第１比較器（８）出力にて現在の焦点評価値が
最大評価値に比して上Ｉｉｄ予め設定されたｉｌのｒＡ
［よシ小さいというｊｌ！２モードが指示されると同時
にフォーカスモータ（３）は逆転される。この逆転後、
モータ位置メモリ（１３＋の６谷と、現在のモータ位置
とがＷＪ３比較器Ｉにて比較され、一致した時に、フォ
ーカスリング（２）が焦点評価値の極大点に戻ったとし
てフォーカスモータ（３）を停止させる様にフォー力ス
キータ制御回路αＧは機能する。同時にフォーカスモー
タ制御回路αＧはレンズ停止信号（ＬＳ）ｔ−出力する
。第１メモリノの第ＩＦＦ価値（Ｓｌ）は、遅延回路（
ト）減算回路ｃｔｌ、再起励決定回路関に入力される。

こζで遅延回路■は第１評価値（８１）’ｋｌフィール
ド分遅延させるものであ）、減算回路ＧｒＩは現フィー
ルドの男ｌ評価値（Ｓｌ）から１フイールド前の第１評
価値（８８１）を減算し九値の絶対値であるｆ劾値（Δ
Ｓ１バΔＳ！−８ｔ−８Ｓｔ）を算出する。同様に第２
メモリ田の第２肝価値（Ｓｌ　）は、遅延回路田、減算
回路（４０１再起動決足回路時に入力され、現フィール
ドの第２評価値（Ｓｌ）から遅延回路四出力であるｌフ
ィールド前の第２評価［（Ｓ８ｚ）をｇ算した値の絶対
値である変＠１［（ａＳ２ン（ΔＳｚ　−３２−８Ｓ２
　）を算出する。

時はフォーカスモータ制御回路αＧによるオートフォー
カス動作が終了して、レンズ停止信号（ＬＳ）が発せら
れると同時に第１％第２メモ９ＣＡ霞の第１、ｊ１ｇ２
評価［（８１）（８２）と、減算回路（３７］［の出力
である変動値（ａＳ１）（ΔＳｚ）及びズームモータ６
υが駆動しているか否かを判別する判別信号（ＺＳ）に
基いて、被写体が動いて変化したか否を検知し、−旦停
止状態にあるフォーカスモータ（３）を再起動せしめる
か否かを決定する再起動決定回路である。ここでズーム
モータ６９は、シスコン（図示省略）からの指令に基い
て、ズームレンズを支持するズームリングＩ３をギアを
介して回転させ、ズームレンズを進退させて広角から望
遠まで、焦点距離ｔｌ一連続的に変え得る。

久にＮ３図のフＯ−ｆヤードに基いて再起動決定回路□
□□の動作を説明する。ズームモータ６υが非作動時に
は、中央及び周辺サンプリングエリア（Ｅｌ）（Ｅｘ）
を加えた全エリアにおける評価＋１ｉＴの変動にて被写
体の動きを監視しているので、第１評価値の変ｗＪ値（
ΔＳｔ）と第２評価値の変動値（ａＳ２）の和が予め設
定された閾値−を越えるか否かを検出し、この閾値０を
越えた時に被写体が変化したとして、フォーカスモータ
制御回路Ｊは再起動指令（ａＳ）を発する。フォーカス
モータ制御回路［１１）はこの再起ａ指令を受けると再
びフォーカスモータ（３）ｆｃいずｎかの方向に回転せ
しめ、既述のオートフォーカス動作を最初からやり直す
。

次に判５ＡＭ号（ＺＳ）によ）ズーム中であると判断さ
れ時について述べると、ピント外れによる評価値の変化
は主に中央サンプリング二９ア（Ｅりにて発生するので
、周辺サン１９ングエリア（Ｅｌ）では、ズーミングに
よる評価値変化の監視用として機能する。ズーミングに
よる評価値の変化は、一般にボケが認識される根皮のピ
ント外れによる評価値の変化に比べて小さい。そこでズ
ーミング中ではない通常時での評価値変化率（変化率−
変動値／評価値）に基ずく再起動レベルを１、ズーミン
グ中の変化率の再起動レベルをｂとすると、ａくｂとし
てズーミング中のボケの許容ａｔ−大きく設定しておく
。

ズーミング中は被写体が静止していても、第１１ｉ２評
価値（８１）（８２）は変化するが、ａＳ　１　／Ｓ　
ｔ、Δ３２／３２は共に小さく且つ同程度の値であるた
め、再起動指令（Ｒ３）は発せられない。

ズーミング中に被写体のピント外れが発生した場合には
、ΔＳｒ／Ｓｌ＞ａＳ　２／Ｓ　ｚである。そこでズー
ミング中のオートフォーカス動作の再起動条件が以下の
様に設定される。

■　ａＳ　１　／Ｓ　１≧ｂ１Δ８２／Ｓ！≧ｂこの場
合には、石ｌ−第２肝価値（Ｓｘ）（Ｓｚ）の変化率が
、ズーミング中の再起動レベルを越えているので当然、
再起ＩｇＪ指令（Ｒ８）は発せられる。

■　Δｓｚ／Ｓ！（ｂ、Δｓｘ／Ｓｔ−Δｓｚ／Ｓｚ≧
にの場合には、第２評価値（Ｓｌ）の変動率は再起動レ
ベル以下ではあるが、両評価値の変化率の差が予め設定
された許容レベル＜ｃｔｔ−越えており、即ち被与体の
動きはズーミング中において常に中央サンプリングエリ
ア（Ｅｌ）円で生じ、周辺サンプリングエ９７（Ｅｌ）
）’Ｅに影響しない場合には、第２評価値（Ｓｚ）の評
価Ｉ［変化では被写体の動きは監視できないため、変化
率の差を演算し、中央サンプリングエリア（Ｅｌ）の評
価１直の変化からズーミングによる変化分を削除したも
のが、ピントずれと認識されない限界値（ｑを越えた時
に再起動指令（Ｒ８）が発せられる。

上述の■■の条件により　、Ｗ、２評価（］［（３２）
自体管用いてズーミングによる評価値変化か否かを判別
し、更にズーミングによる評価値変化と判別されても、
両評価組の変化率の菱から画面中火でノ被写体のピント
外れの有無が判別さ扛ることになり、■■の条件のいず
ｔしかが満足された時に再起動指令（Ｒ３，）が発せら
れる。

尚、不冥施・列において、山登シ方式のオートフォーカ
ス動作に際して、中央サンプリングエリア（Ｅｌ）によ
る第ｌ評価値（Ｓｌ）を焦点評価値として第１」用して
いるが、焦点評価値を取シ出すためのフォーカスエリア
を別途設けることも可能であることは言うまでもない。

第３図は上述の第１図の回路プロツクの動作を、ソフト
ウェア的に処理する場合のフＯ−ｆヤードである。

（トノ発明の効果 上述の如く不発明によれば、山登シ方式のオートフォー
カス動作において、ズーミングによる評価値の変化と被
写体の動きによる評価値の変化が識別でき、不用怠なオ
ートフォーカス動作を制御し、滑らかで見やすいズーム
画面を得る事ができる。

【図面の簡単な説明】

図面は全て本発明の一実施例に係）、第１図は回路ブロ
ック図、第２図はサンプリングエリアの設定説明図、罵
３図はフローチャートである。 （Ｅｌ）・・・中央サンプリングエリア、（Ｅｚ）・・
・周辺サンプリングエリア、（Ｓｌ）・・・第ｌｆＦ価
値、（Ｓ２）・・・第２評価値、山・・・第１評価値発
上回路、（２）・・・第２評価値発生回路、６υ・・・
ズームモータ、（３）・・・フォーカスモータ（フォー
カスレンズ移動手段〕、αト・フォーカスモータ制御回
路（フォーカスレンズ移動手段）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）撮像素子より得られる撮像輝度信号のうちの画面
   中央に設定される中央サンプリングエリアにおける高域
   成分レベルを第１評価値として出力する第１評価値発生
   手段と、 前記撮像輝度信号のうちの前記中央サンプリングエリア
   の周辺に設定された周辺サンプリングエリアにおける高
   域成分レベルを第２評価値として出力する第２評価値発
   生手段と、望遠から広角まで焦点距離を変化させるズー
   ム動作を為すズームレンズと、 合焦位置にフォーカスレンズを移動させて停止せしめる
   合焦動作を為すフォーカスレンズ移動手段と、 前記第２評価値の変化あるいは前記第１評価値に対する
   前記第２評価値の相対的変化によりズーム動作中での合
   焦動作を禁止せしめることを特徴とするオートフォーカ
   スビデオカメラ。