JPH04981A - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、オートフォーカス機能を有するビデ［発明の
概要］ 本発明のビデオカメラは、フォーカスレンズ移動に伴っ
てビデオ信号の特定周波数成分の積算値をフォーカス制
御情報として順次算出し、より高い積算値が得られる方
向ヘフーカスレンズを駆動させることによりオートフォ
ーカス動作を行なうものであって、特に、オートフォー
カス動作時に例えば被写体前を人が横切るなどにより、
順次算出されるビデオ信号の特定周波数成分の積算値（
以下、単に積算値という）が、急激に低下した場合は、
その積算値の低下をオートフォーカス制御情報として使
用しないようにするものである。

［従来の技術］ オートフォーカス動作のための、フォーカスレンズ駆動
制御方式としては、合焦位置ではビデオ信号の直流分を
除く周波数成分が最大になることを利用して、ビデオ信
号の直流分を除いた周波数成分を積算した値を算出し、
この積算値が最大となる位置にフォーカスリングを駆動
させて、フォーカスレンズ位置を制御する方式（いわゆ
る山登り制御）が知られている（特願昭６２−１４６６
２８号）。

例えばある被写体に対してＮ（広角）−〇〇（望遠）の
範囲でフォーカスレンズ（フォーカスリング）が移動制
御されたとき、第３図に示すように積算値Ｄｔが得られ
る場合を仮定する。もし、オドフォーカス動作開始時に
フォーカスレンズがＰ１地点にあったとしたら、まずフ
ォーカスレンズを任意の方向に移動させて積算値Ｄｔを
得、高い積算値Ｄｔが得られる方向を確認する方向決定
動作を行なう。そして、その高い積算値Ｄｔが得られる
方向にフォーカスレンズを駆動しながら積算値Ｄｔを順
次得ていき、最終的には最も高い積算値Ｄｔが得られる
地点、すなわちＰＪ地点にフォーカスレンズを位置させ
る方式である。

レンズの頂点位置への制御は、レンズがジャストフォー
カス位置ＰＪ地点を通り過ぎるとその時点で得られる積
算値Ｄｔｎは直前の積算値Ｄｔｎ−＋よりも低下するか
ら、その積算値の低下が検出された時点で進行方向を逆
転させ、ジャストフォーカス点ＰＪに向かってわずかに
移動させることによって達成される。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、上記第３図に例示したような積算値の曲線は
、そのピーク位置や曲線の形状は、当然被写体の距離及
び性質等によって異なるものであるが、オートフォーカ
ス動作中においては、特に被写体の焦点距離が当然変化
して積算値曲線のピーク位置が変動すると、誤動作が生
しることになる。

例えば、上記第３図に例示した積算値曲線が得られる被
写体を撮影しているビデオカメラの前を人や自動車が横
切ると、その瞬間に得られる積算値だけが、その横切っ
た物体を被写体として算出される。従って、横切った時
点でレンズがＰ１地点からＰ２地点までオートフォーカ
ス移動されてきていたとすると、Ｐ２地点で第４図に示
すように急激に積算値が落ち込んでしまう。山登り制御
中に積算値が低下すれば、オートフォーカス制御部では
積算値のピーク点に対応するレンズ位置を通過したと判
断するため、レンズ移動方向を逆転させ、積算値が落ち
込む直前の位置ＰＸをジャストフォーカス位置と判断し
てしまう。

また、近距離の被写体に対してオートフォーカス動作が
行なわれているときに急にビデオカメラをパンニングさ
せ、遠方の風景等を撮影するような場合も同様である。

例えば第５図の実線で示す積算値曲線に基づいてＰ１地
点からジャストフォーカス点Ｐ　Ｊｌｌｌに向かって山
登り制御が行なわれている際にパンニングさせると、パ
ンニングさせた時点（Ｐ２地点）からは焦点距離が■方
向に移動した点線で示す積算値曲線が得られるようにな
るため、Ｐ２地点に到達した際に急激に積算値が低下し
、ＰＸ地点をピーク点と判断する誤動作が生じる。遠方
の被写体から急に近距離の被写体にパンニングさせた場
合も同様である。

すなわち、オートフォーカス動作における山登り制御時
に、被写体に何らかの変動が生じると、オートフォーカ
スシステムの誤判断により適正なフォーカス点にフォー
カスレンズを駆動させることができず、良好な撮影を行
なうことができないという問題がある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、このような問題点にかんがみてなされたもの
で、積算値に基づいてオートフォーカス制御を行なうビ
デオカメラにおいて、あるフォーカスレンズ位置で得ら
れた積算値が、その直前のフォーカスレンズ位置で得ら
れた積算値から特定量以上低下したものであった場合は
、その積算値をオートフォーカス制御情報として使用し
ないようにする制御手段を備えるようにしたものである
。

［作用］ 通常の山登り制御時におけるレンズ移動に伴う積算値の
変化と、物体のレンズ前の横切りやパンニングによって
生ずる急激な変化を判別するために、例えば予め所定の
変化率を定め、ある時点で得られた積算値がその変化率
を超えて急激に低下したときは、その積算値を、ピーク
点を超えたことによって低下した積算値であるとはせず
、方向反転動作を行なわないようにすれば、不適正なピ
ーク点を検出することはなくなる。

［実施例］ 第１図は本発明のビデオカメラの一実施例のオートフォ
ーカス制御回路系ブロック図を示したものである。

１は、フォーカスレンズが駆動モータ２により矢印Ａ、
Ｂ方向に回動されることにより矢印Ｃ１Ｄ方向に移動さ
れて焦点位置が制御されるレンズ系を示す。このレンズ
系は、以下説明するコントラスト検出法（周波数分離法
）による山登り制御がなされることにより、オートフォ
ーカス動作が可能とされている。なお、この場合フォー
カスレンズは、六方向に駆動されたとき（＝Ｃ方向に移
動したとき）に遠距離に合焦され、Ｂ方向に駆動された
とき（＝Ｄ力方向移動したとき）に近距離に合焦される
ものとする。

３はＣＣＤ撮像素子であり、レンズ系１を介した被写体
像を撮像し、その撮像信号を信号処理回路４に出力する
。

信号処理回路４は、ＣＣＤ撮像素子３の出力信号から輝
度信号及びクロマ信号を形成するものであり、プロセス
回路、カラーエンコーダ等から構成されている。

５ａ、５ｂはバンドパスフィルタであり、信号処理回路
４から取り出された輝度信号が供給される。バンドパス
フィルタ５ａは中心周波数が例えば１００　ＫＨｚであ
り、バンドパスフィルタ５ｂは、中心周波数が例えば５
００　ＫＨｚである。このバンドパスフィルタ５ａ、５
ｂにより、信号処理回路４から供給された輝度信号中の
所定周波数成分が取り出される。そして、取り出された
周波数成分はアンプを介して検波回路６ａ、６ｂに供給
され、その所定周波数成分のレベル検出がなされる。

７はスイッチ回路であり、バンドパスフィルタ５ａ、５
ｂのいづれで抽出された周波数成分の検波出力をオート
フォーカス制御データに使用するかをオートフォーカス
制御系システムコントローラ（以下、コントローラとい
う）１０の制御に従って選択する。例えば、コントラス
トが強い被写体のときにはバンドパスフィルタ５ａの出
力が選択され、コントラストが弱い被写体のときにはバ
ンドパスフィルタ５ｂの出力が選択される。

スイッチ回路７によって選択された検波出力、すなわち
輝度信号中の所定周波数成分のレベルの信号はＡ／Ｄ変
換器８においてデジタル化され、そのデジタル出力は積
算回路９に供給される。積算回路９にはコントローラｌ
Ｏから積算エリア制御信号が供給されており、Ａ／Ｄ変
換器８から入力される輝度信号中の所定の周波数成分の
レベルのデータは、積算エリア制御信号で指定される期
間積算される。実際の積算動作としては、例えば１水平
期間における最大値を１フイ一ルド分積算する方式が考
えられる。この積算結果データが、積算値Ｄｔとしてコ
ントローラ１０に供給される。

コントローラ１０は、供給された積算値Ｄｔを用いて山
登り制御を行ない、オートフォーカス動作を達成するこ
とができるように構成されている。すなわち、フォーカ
スレンズが駆動され、完全なピンボケ状態から合焦状態
に達し、再びピンボケ状態になっていく過程での周波数
スペクトル成分の分布とその強度を測定していくと、ピ
ンボケ状態ではスペクトル成分は低域側にあるとともに
その大きさも小さく、ピントがあってくるに従ってスペ
クトル成分が高域側に移りその大きさも大きくなってい
くものであり、このため、成る被写体に対してレンズ位
置を変化させると、その積算データとしては例えば前記
第３図に示したような曲線が得られる。従って、ビデオ
信号中から抽出した高域成分を積算したデータが最大と
なるようにレンズをＰ１位置に駆動すれば、才−トフ才
−カス制御が達成される。なお、コントローラｌＯにお
いてはソフトウェアにより、順次入力される積算値を比
較していくことによって積算値Ｄｔの最大地点を選出す
る比較手段が設けられ、また、積算値Ｄｔ、のその直前
に得られた積算値Ｄｔ、、に対する変化率を求め、それ
を予め設定されている基準の変化率にと比較する手段が
形成されている。

１１はフォーカスレンズモータ駆動回路であり、コント
ローラ１０からの駆動方向制御信号（Ｓ、、ＳＢ）に従
って駆動モータ２ａ、２ｂを駆動する。また、駆動速度
制御信号ＳｓがＤ／Ａ変換器１２を介して供給され、駆
動速度制御信号Ｓｓに基すいてレンズ駆動速度を設定す
る。なお、駆動方向制御信号Ｓ、、Ｓ、、及び駆動速度
制御信号Ｓｓは、オートフォーカス動作時においては上
記山登り制御によって生成されるものである。駆動方向
制御信号ＳＦにより、レンズは望遠側方向（ＣＸ３）に
駆動され、駆動方向制御信号Ｓ８により広角側方向（Ｎ
）に駆動される。

１３はフォーカスレンズ位置横比器であり、例えばフォ
ーカスレンズ円筒部分の所定範囲に反射膜を形成し、こ
の円筒部分対して発光ダイオードから検出光を照射し、
被照射位置が反射膜形成部分か否か、つまり円筒部分の
六方向或はＢ方向の回転位置が、反射光が得られる位置
であるか否かにより、フォーカスレンズ位置を検出する
ことができる。検出信号はＡ／Ｄ変換器１４を介してコ
ントローラ１０に入力される。

このようにオートフォーカス制御回路系が構成された本
実施例では、前述したようにコントロラ１０において積
算値Ｄｔに基ずく山登り制御が実行されて、フォーカス
レンズが駆動されオートフォーカスを達成するものであ
るが、そのオートフォーカス動作（山登り制御）は、特
に、■駆動開始モード、■方向検出モード、■フォーカ
ス点通過モード、■反転戻りモード、■微小調整モード
の、５段階の制御によって達成されている。

例えば前記第３図で説明したようにＰ１地点にレンズが
位置していた場合、コントローラ１０は、まず駆動開始
モード■で駆動方向制御信号ＳＦ、ＳＢのいづれか一方
、及び駆動速度制御信号Ｓ３を出力してレンズを所定の
方向に移動させ、次に方向検出モード■として、移動に
伴って順次得られた積算値Ｄｔ、Ｄｔ・・・・に基づい
て方向決定動作を行なう。すなわちいづれの方向に駆動
させれば高い積算値が得られるかを確認して、その方向
へ駆動するための駆動方向制御信号（Ｓ、或はＳ、）を
出力する。

そして、フォーカス点通過モード■として、決定された
方向に積算値Ｄｔを検出しながら移動していく。この際
、順次検出される積算値Ｄｔは、合焦位置に近づくに従
って高い値になってい（ことになるが、レンズがジャス
トフォーカス位置ＰＪ地点を通り過ぎると、その時点で
得られる積算値Ｄｔは、その直前の積算値Ｄｔよりも低
い値となる。すなわち、この積算値の低下によってレン
ズがジャストフォーカス位置を通過したことが検出され
ることになる。そこで、反転戻りモード■として移動方
向を反転し、ジャストフォーカス点Ｐ、に向かってわず
かに移動させ、最後に微小調整モード■としてＮ方向及
び■方向に微小移動しながらジャストフォーカス点ＰＪ
、つまり、最も高い積算値Ｄｔが得られる地点に到達す
る。

このような５段階のモード動作によってオートフォーカ
ス動作が達成されるわけであるが、本実施例においては
特に、フォーカス点通過モード■によって山登り動作が
されているときに積算値が低下した場合、その積算値の
低下が、実際にレンズがジャストフォーカス位置を通過
したことによって発生した低下であるのか否かの判別動
作がコントローラ１０内部で行なわれている。

すなわち、コントローラ１０によるオートフォーカス動
作制御方式は第２図のフローチャートに示されるように
なる。

上記したように駆動開始モード■、及び方向検出モード
■の動作が実行され（Ｆｌｏｏ、Ｆｌｏｌ）　、フォー
カス点通過モード■で積算値のピーク点に向かってレン
ズを駆動するが、その際に、ある積算値Ｄｔｎが１つ前
の積算値Ｄｔｎ−１より低くなったことが検出された場
合に、すぐに反転戻しモード■に移行せず、その変化の
幅が急激なものかどうかを判定する。つまり、コントロ
ーラ１０において、あらかしめ積算値の基準変化率Ｋが
設定されており、その基準変化率に対して例えば、であ
る場合は、急激な積算値の低下であって、ピーク点を通
過したことによって積算値が低下したものではないと判
定する。そしてその場合は積算値低下を無視して同方向
にレンズを移動させるｆＦ１０３．Ｆ２Ｏ３，Ｆ２Ｏ３
）。例えば、前記第４図の場合で説明すると、Ｐ１地点
からオートフォーカス制御により■方向にレンズを駆動
している際に、Ｐ２地点で積算値が急激に低下しても、
その低下を無視してそのまま美方向にレンズを移動させ
ることになる。また、前記第５図の場合も同様に、Ｐ２
地点で積算値が急激に低下しても、反転戻しモード■の
動作によってＰｘ地点に戻ることなく、そのままパンニ
ング後のジャストフォーカス地点Ｐ、に向かう美方向に
レンズを移動させる。

そして、フォーカス点通過モード■の実行中に積算値が
低下し、さらに、 が算出された段階で初めてピーク点を通過したと判断し
、上記した反転戻しモード■の動作、すなわち、移動方
向の反転制御を行ない（Ｆ２Ｏ３）、さらに微小調整モ
ード■の動作を行なってフォーカスレンズをジャストフ
ォーカス地点ＰＪに位置させることになる（Ｆ２Ｏ３）
。

このため、本実施例ではレンズ前を人が横切ったり、急
激なパンニングにより、突然、値の低い積算値が得られ
ても、その低下前の位置をピーク点とは判断しないため
、不適正な焦点位置でフォーカスレンズを停止させるこ
とはない。

なお、この実施例では積算値の低下が急激であるか否か
は、一定時間内の差によって判定するようにしたが、基
準変化１１に’　を設定しておき、これを（Ｄ　ｔｎ−
１／Ｄ　ｔ　ｎ）の値と比較するようにしてもよい。そ
の他にも演算方法は各種考えられる。

また、基準となるレベル、すなわち積算値のどの程度の
低下を基準として、急激な低下か通常の低下かを判別す
るかは、実施するビデオカメラの特性に応じて設定され
ればよい。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明のビデオカメラは、オート
フォーカス制御情報としての積算値が、その直前のフォ
ーカスレンズ位置で得られた積算値から急激に低下した
ものであった場合は、その積算値の低下なオートフォー
カス制御情報として使用しないようにする制御手段にお
いて判断することにより、ビデオカメラの前を何かの物
体が横切ったりパンニングをしたときでも、誤ったフォ
ーカス位置にフォーカスレンズが制御されることを防止
することができ、常に良好な機影を行なうことができる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のビデオカメラのオートフォーカス制御
系の一実施例を示すブロック図、第２図は本実施例にお
けるオートフォーカス制御動作を示すフローチャート、 第３図は山登り制御の説明図、 第４図はビデオカメラを物体が横切った場合に得られる
積算値の説明図、 第５図はパンニング時に得られる積算値の説明図である
。 １はレンズ系、２はフォーカスレンズモータ、３はＣＣ
Ｄ撮像素子、１０はコントローラ、１１はフォーカスレ
ンズ駆動回路を示す。 ＦＩＯＩ Ｆ２Ｏ３ ＝４６６−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　フォーカスレンズ移動に伴って、ビデオ信号の特定周
   波数成分の積算値をオートフォーカス制御情報として順
   次算出し、より高い積算値が得られる方向へフーカスレ
   ンズを駆動させることによりオートフォーカス動作を行
   なうことができるように構成されたビデオカメラにおい
   て、 あるフォーカスレンズ位置で得られた積算値が、その直
   前のフォーカスレンズ位置で得られた積算値から特定量
   以上低下したものであった場合は、その積算値の低下を
   オートフォーカス制御情報として使用しないようにする
   制御手段を備えたことを特徴とするビデオカメラ。