JPH0832862A

JPH0832862A - ビデオカメラ装置

Info

Publication number: JPH0832862A
Application number: JP6181971A
Authority: JP
Inventors: Kikuo Yamamoto; 喜久夫山本; Naoki Kawaguchi; 直樹川口
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1994-07-12
Filing date: 1994-07-12
Publication date: 1996-02-02

Abstract

(57)【要約】【目的】消費電力の削減及び映像信号の高周波成分デ
ータの検出結果の信頼性を高めることを目的とする。【構成】１フィールド期間の駆動期間と、４フィール
ド分の期間にわたる停止期間を繰り返すような周期によ
り、フォーカスモータ（ステッピングモータ）をウォブ
リングさせるようにし、４フィールド分停止期間におい
て最初の１フィールド期間内にフォーカスモータの停止
のための通電を行い、最後の１フィールド期間内に次の
駆動前の位置規定のための通電を行い、残りの期間にお
いては通電を停止させる。また、上記ウォブリング周期
において、駆動期間の前後の１フィールド分の停止期間
で検出した高周波成分データＡ、Ｂと、高周波成分デー
タＢを検出した２フィールド先の停止期間において誤差
キャンセル用の高周波成分データＣを検出し、（Ａ−
Ｂ）−（Ｂ−Ｃ）＝Ａ＋Ｃ−２Ｂの式により駆動期間の
前後の高周波成分の差を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はビデオカメラやカムコー
ダ等をはじめとするビデオカメラ装置に関わり、特にい
わゆるコントラスト検出方式によるオートフォーカス機
能を有して、この際フォーカスレンズを移動するための
モータにステッピングモータが用いられているようなビ
デオカメラ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ビデオカメラ等のビデオカメラ装置のオ
ートフォーカス方式として、被写体までの距離を光学的
に検出して合焦点位置を検出する測距方式と、撮像面の
画像信号からピント状態を検出するピント検出方式が知
られている。ピント検出方式としては被写体の画像信号
の高周波信号成分を検出するコントラスト検出方式が知
られている。この方式はフォーカスレンズが合焦位置に
近付くにつれて撮像画像のエッジが明瞭になっていくこ
とを利用してフォーカス制御を行うものである。この撮
像画像のエッジが明瞭になっていくということはビデオ
信号中のコントラストが増加していくことに対応する。
したがって、このフォーカスレンズの動きに対応するビ
デオ信号の高周波成分の変化を検出して、高周波成分の
ピークが得られる方向を演算し、フォーカスレンズを移
動する制御を繰り返すことによって、自動的に合焦点位
置にフォーカスレンズを位置させることができる。（こ
のような制御方式を山登り制御ともいう）。また、フォ
ーカスレンズを移動させるためのフォーカスモータとし
て、アナログ的に制御される通常の直流モータと、例え
ばパルス信号により回転駆動されるされるステッピング
モータが使用されているが、ステッピングモータは容易
に位置制御や回転速度制御が可能なことから、正確なフ
ォーカス制御を行う際には有効である。

【０００３】ところで、山登り制御によりフォーカス制
御を行う際に、特に合焦点位置に近くなる領域では、レ
ンズに対していわゆるウォブリングといわれる微小振動
を与えながら移動をさせていき、このウォブリングの停
止位置より得られる高周波成分を演算して山登り制御を
行うと、手振れや光量の変化に対しても良く追従して合
焦点位置に設定することができる。

【０００４】図６（ａ）は、ウォブリングによってレン
ズの移動を周期的に行う場合のフォーカスレンズの移動
状態を概念的に示したもので横軸は時間、縦軸はレンズ
の位置を示している。なお、破線ごとに示す区間は例え
ば画像の１フィールド期間に相当する時間としている。
すなわち、この場合にはｔ₁₁〜ｔ₁₆期間に示されるよう
に、画像の１フィールド期間に相当する区間ごとにフォ
ーカスレンズの移動と停止が交互に繰り返されるような
ウォブリングが行われる。このように、フォーカスレン
ズについて送りと戻しの移動を繰り返すことでウォブリ
ング動作を継続させることができる。そして、上記のよ
うにフォーカスレンズ１を移動させるためには、フォー
カスモータ（ステッピングモータ）の動作は図６（ｂ）
に示すように、ｔ₁₁〜ｔ₁₂、ｔ₁₃〜ｔ₁₄、ｔ₁₅〜ｔ₁₆期
間はその回転が停止される停止区間とされ、一方、ｔ₁₂
〜ｔ₁₃、ｔ₁₄〜ｔ₁₅期間は回転駆動される回転区間とさ
れる。すなわち、フォーカスレンズの停止と移動に対応
して停止区間と回転区間が交互に繰り返される動作とな
る。

【０００５】また、このような周期によりウォブリング
が行われる間、例えばｔ₁₁〜ｔ₁₂期間における停止区間
において、（）内に示すようにこのときに得られた１
フィールド期間内の映像信号より高周波成分データＡを
検出し、さらに１フィールドの回転区間を介した次の停
止区間であるｔ₁₃〜ｔ₁₄期間において、同様に高周波成
分データＢを検出する。そして、次の停止区間であるｔ
₁₅〜ｔ₁₆期間において新たに次の高周波成分データＡを
検出することになる。つまり、この場合にはｔ₁₁〜ｔ₁₄
期間が１回の検出周期Ｓ_D とされることになる。

【０００６】上記したように、１回の検出周期Ｓ_D にお
いて映像信号の高周波成分データＡ、Ｂが得られると、
その差（Ａ−Ｂ）を算出してフォーカスレンズ移動前と
移動後のコントラストの差の情報を得る。例えば、この
コントラストの差（Ａ−Ｂ）の値の正・負を判別するこ
とにより、フォーカスレンズの移動方向が合焦となる方
向と一致しているかを識別することができ、少なくとも
次の回転区間の回転方向を設定して、フォーカスレンズ
が合焦方向に移動していくように制御することができ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記したよ
うなウォブリング制御では、フォーカスモータとしてス
テッピングモータを用いる場合は駆動時には当然通電を
行うが、その停止時においても通電を行うことにより、
ロータを強制的に所定の位置に停止させることが必要に
なる。また、回転を始動させる前段階には、予め所定の
状態にロータの位置を規定するように通電することで、
回転初期時のトルクを軽減することが行われている。

【０００８】ここで、図７はステッピングモータである
フォーカスモータが停止している（あるいは始動前に位
置規定されている）状態を概念的に示すものであり、Ｒ
は所定の位置に磁極を生じるように磁化しているロータ
を、Ｐ₁ 〜Ｐ₄ はロータＲを回転させるための磁力が励
起されるポールを示す。なお、ポールはここでは４本設
けられているが、実際にはさらに多数（例えば４０本程
度）のポールが設けられている。例えば、この図に示す
ポールＰ₁ 、Ｐ₄ が同一の極性となるように通電し、他
のポールＰ₂ 、Ｐ₃ に対してはポールＰ₁ 、Ｐ₄ と逆極
性となるような通電を行っていれば、磁極の吸引力によ
ってロータＲは図に示すように、その両端部がポールＰ
₁ 、Ｐ₄ 及びポールＰ₂ 、Ｐ₃ の中間に位置するような
状態で規定されて、ステッピングモータの回転は停止す
ることになる。また、始動前もこの位置から所望の方向
にロータを回転させるようなパルス駆動信号（２相パル
ス）を与えることができる。したがってこのような通電
を行ってロータＲを図に示す位置状態としておけば、次
の始動時にその方向によって２相の駆動パルスのいずれ
かの位相が進むように制御するだけで所望の方向に回転
をさせることができる。

【０００９】従って、図６に示したような停止と回転を
繰り返すタイミングによりステッピングモータを駆動す
る場合には、ｔ₁₁〜ｔ₁₂、ｔ₁₃〜ｔ₁₄、ｔ₁₅〜ｔ₁₆期間
のような停止区間であっても、図６の（ｃ）に示すよう
にロータの強制停止及び始動前の位置の規定を兼ねるた
めに２相の駆動信号Ｘ、Ｙを通電状態にしておく必要が
あった。ところで特に、駆動中に比較して停止位置を
保つための通電はモータの逆起動電力がないため消費電
力を要するものであり、特にビデオカメラのオートフォ
ーカス動作が行われる際は、ウォブリング動作を行って
いる間ステッピングモータに対して常時通電を行うこと
になり、非常に消費電力が多くなってしまうという問題
がある。例えば、ビデオカメラをバッテリー等の電源に
より使用している場合には、このオートフォーカス動作
でバッテリーの約１／３が消耗してしまうような場合も
起こってくる。

【００１０】また、図６により説明したように、ある停
止位置から次の停止位置へフォーカスレンズが移動した
際の映像信号の高周波成分データの差（Ａ−Ｂ）に基づ
いて山登り制御を行う方法では、例えば手ぶれや周囲の
明るさ等の変化により誤差を含んだ映像のコントラスト
検出情報を得ることになるが、例えばこのような外乱が
著しければ、Ａ−Ｂの算出結果が実際の値と大きく異な
り、適正なフォーカス制御ができなくなるようなことも
起こってくる。

【００１１】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明のビデオ
カメラ装置は上記した問題点を解決するため、被写体を
撮影した画像信号から高周波信号成分を抽出し、この抽
出された高周波信号成分の変化を検出してレンズの合焦
点位置を検出するオートフォーカス機構を備えているビ
デオカメラにおいて、フォーカスレンズを焦点位置に移
動するためのステッピングモータと、このステッピング
モータを駆動してフォーカスレンズを第１の停止位置か
ら所定時間内に第２の停止位置に移動させる駆動信号を
発生する回転制御部を設けて、この回転制御部は少なく
とも第１及び第２の停止位置でステッピングモータを停
止位置に保持するための信号が出力されない通電停止期
間を形成するように構成することとした。

【００１２】また、高周波信号成分の検出タイミング
を、第１の停止位置と第２の停止位置、及びこの第２の
位置で所定時間停止した後のそれぞれに対して設定する
こととした。また、この検出に用いる高周波信号は１フ
イールドの信号を対象とすることとした。

【００１３】

【作用】例えば、１フィールド期間分の移動期間と、４
フィールド期間にわたる停止期間を繰り返すような周期
によりフォーカスレンズをウォブリングさせるようにす
る。そして、この４フィールド期間にわたる停止期間内
において、上記移動期間の直後にのみフォーカスモータ
であるステッピングモータの停止のための通電を行い、
次の移動期間の直前にのみ位置規定のための通電を行う
ようにすれば、この場合には、停止期間において少なく
とも２フィールド期間以上の通電がなされない区間を形
成することができる。

【００１４】また、上記のウォブリング周期であれば、
例えば１つの移動期間の直前の１フィールド分の停止区
間で第１の高周波成分を検出し、この移動期間の直後の
１フィールド分の停止区間で第２の高周波成分を検出
し、更にこの第２の高周波成分データを検出した２フィ
ールド先の停止区間において、誤差キャンセル用に第３
の高周波成分データを検出するような検出周期を設定す
ることができる。そして、例えば第１〜第３の高周波成
分のデータとをそれぞれＡ、Ｂ、Ｃとすれば（Ａ−Ｂ）−（Ｂ−Ｃ）＝Ａ＋Ｃ−２Ｂにより表される式により、誤差をキャンセルして高周波
成分の差を算出することができる。

【００１５】

【実施例】以下、図１〜図５を参照して本発明のビデオ
カメラ装置の実施例について説明する。なお、本発明は
ＣＣＤ固体撮像素子（以下ＣＣＤとする）で撮影するビ
デオカメラに適用したものとされる。図１は本実施例の
ビデオカメラにおいてフォーカス制御に関わる要部の構
成を示すブロック図であり、この図において１はフォー
カスレンズを示し、２は撮像素子としてのＣＣＤを示し
ている。このフォーカスレンズ１を通過した像光はＣＣ
Ｄ２の結像面に対して結像され、ＣＣＤ２ではこれを撮
像信号として出力する。また、フォーカスレンズ１は後
述するフォーカスモータ９（ステッピングモータ）によ
って移動可能とされており、これによりＣＣＤ２の結像
面に結像する像光のピントが変化することになる。

【００１６】３は信号処理部を示し、上記ＣＣＤ２から
供給される撮像信号特定の範囲の信号を抽出しフィルタ
部４に出力する。フィルタ部４は、入力された信号につ
いて例えば、例えば、所定の周波数帯域成分の信号のみ
を通過させて出力する。５は検波器であり、上記フィル
タ部４を通過した帯域の映像信号を検波してＡ／Ｄ変換
器６に供給する。Ａ／Ｄ変換器６ではこの検波信号をデ
ジタル信号に変換して出力する。

【００１７】７は、少なくともオートフォーカス制御を
行うための各種機能回路部の制御と、このオートフォー
カス制御に用いる演算処理のアルゴリズムを有している
オートフォーカスコントロール・マイクロコンピュータ
（以下ＡＦＣマイコンと略す）である。このＡＦＣマイ
コン７では、上記Ａ／Ｄ変換器６から入力されたデジタ
ル信号について、例えば予め設定されている１フィール
ド画面中の所定のフォーカス検出点の輝度レベルについ
て積分処理を行って積分データを得る。例えば、このフ
ォーカス検出点は１フィールド画面内においてその中央
部の近傍で複数個所設定されている。このようにして輝
度レベルの積分値を得ることは、画像におけるコントラ
ストを検出していることであり、したがって、この輝度
レベルの積分値データとは即ち前述してきた映像信号の
高周波成分データに相当する。そして、本実施例のＡＦ
Ｃマイコン７では、このようにして得られる高周波成分
データを後述するような検出周期において３回検出し、
これら３つの高周波成分データに基づいて算出した結果
に応じて、駆動時のフォーカスモータ９の回転方向や回
転速度を設定することになる。また、ＡＦＣマイコン７
内に設けられる７ａはループカウンタを示しているが、
このループカウンタ７ａの動作については後述するため
に、ここでは説明を省略する。

【００１８】８はフォーカスモータを駆動するドライブ
回路であり、電気的に９０度の位相を有する２相の駆動
パルス信号をＡＦＣマイコン７の制御に基づいて出力す
る。また、９はフォーカスレンズ１を移動させるための
フォーカスモータを示し、本実施の場合にはこのフォー
カスモータ９にステッピングモータが用いられている。
ドライブ回路８では、ＡＦＣマイコン７から供給される
制御信号に応じて、フォーカスモータ９を回転駆動、停
止あるいは位置規定させるためのモータ駆動信号を生成
して出力する。フォーカスモータ９はこのモータ駆動信
号によって方向や回転速度が決定される、あるいは停止
されることで、フォーカスレンズ１を所定の方向や速度
で移動させたり、特定の位置で停止させることになる。

【００１９】次に、上記回路構成による本実施例のビデ
オカメラ装置におけるフォーカスレンズ１の移動（この
場合にはウォブリング動作時の状態を示す）タイミング
と、フォーカスモータ９の駆動状態の関係について図２
を参照して説明する。なお、この図において横軸は時間
を示し、縦軸はレンズ位置を示している。そして、それ
ぞれ破線で示す区間が１フィールドまたは１フレーム期
間とされている。

【００２０】本実施例のフォーカスレンズ１の動作状態
は図２（ａ）に示すように、例えばｔ₃ 〜ｔ₁₀期間を本
実施例のウォブリングの１周期と見做すことができる。
このウォブリングの１周期においては、先ず１フィール
ドのｔ₃ 〜ｔ₄ 期間がフォーカスレンズ１を移動させる
移動期間とされ、続くｔ₄ 〜ｔ₆ ，ｔ₆ 〜ｔ₇ ，ｔ₇〜
ｔ₈ ，ｔ₈ 〜ｔ₁₀期間の各停止区間が連続するようにし
て、計４フィールド期間のｔ₄ 〜ｔ₁₀期間に渡る停止期
間が形成されている、つまり、１フィールド期間の移動
期間と４フィールドの停止期間からウォブリングの１周
期が形成されていることになる。このため、このｔ₃ 〜
ｔ₁₀期間のウォブリングの１周期が経過した時点ｔ₁₀以
降は、同様のタイミングでフォーカスレンズ１のウォブ
リング周期が継続されることになる。従ってｔ₁ 〜ｔ₃
期間は、ｔ₃ 〜ｔ₁₀期間の前のウォブリングの１周期に
おける最後のフィールドの停止区間に相当することにな
る。なお、図２（ａ）において（）内に示すＡ、Ｂ、
Ｃは、このフィールド期間内に検出される高周波データ
を示しているが、これについては後述する。

【００２１】そして、上記したようなフォーカスレンズ
１のウォブリング動作を実行させるために、フォーカス
モータ９は次に説明するようにして駆動される。図２
（ｂ）はフォーカスモータ９の動作状態を示しており、
このようにｔ₁ 〜ｔ₃ 期間は停止、ｔ₃ 〜ｔ₄ 期間は回
転、ｔ₄ 〜ｔ₆ ，ｔ₆ 〜ｔ₇ ，ｔ₇ 〜ｔ₈，ｔ₈ 〜ｔ₁₀
期間はそれぞれ停止状態とすることで、先に図２（ａ）
に示したフォーカスレンズ１の移動状態を得ることが可
能となる。

【００２２】そして、このフォーカスモータ９の動作に
対応する本実施例でのドライブ回路８からフォーカスモ
ータ９への通電タイミング（駆動信号の供給タイミン
グ）は図２（ｃ）のようになる。例えば、フォーカスレ
ンズ１の停止区間であるｔ₁ 〜ｔ₃ 期間においてｔ₁ 〜
ｔ₂ 期間までは通電が行われていないが、時点ｔ₃ の直
前となる時点ｔ₂ において、フォーカスモータ９のロー
タＲを位置規定させるための通電が開始される。このと
きのフォーカスモータ９のロータＲは例えば図２（ｄ）
に示すような状態とされて、ロータＲの両極がそれぞれ
隣り合うポールＰとポールＰの中間に位置した状態が維
持できるように通電される。

【００２３】そして、次の移動期間であるｔ₃ 〜ｔ₄ 期
間は、フォーカスモータ９を回転させるための駆動信号
の通電に切換えられ、これにより、フォーカスレンズ１
が移動することになる。このときにはフォーカスモータ
９のロータＲは例えば図２（ｅ）に示すように設定され
た方向と速度に応じて回転していることになる。そし
て、上記ｔ₃ 〜ｔ₄ 期間が経過すると、時点ｔ₄ からは
フォーカスモータ９を停止させるための駆動信号の通電
に切換わり、例えば図２（ｆ）に示すような状態にロー
タＲを停止させて、時点ｔ₅ に至ると通電が停止される
状態に切換わる。この通電停止の期間は図のように時点
ｔ₉ まで継続されることとなる。

【００２４】この通電が停止されているｔ₅ 〜ｔ₉ 期間
におけるフォーカスモータ９のロータＲの状態は図２
（ｇ）のようになる。例えば停止のための通電が行われ
ている時には、先に図２（ｆ）に示したような状態にロ
ータＲを保つようなポールＰの極性を与えるよう通電が
なされているが、この状態から通電がなくなると、例え
ば図２（ｇ）に示すようにロータＲの両極が対向する一
対のポールＰにそれぞれ吸引されるような状態で維持さ
れる。この場合、図２（ｆ）と図２（ｇ）を比較する
と、ロータＲは多少回転することになるものの、実際に
はポールＰはロータの１回転で４０個程度通過するよう
に設けられていることから、この際の変化量も僅かなも
のであり、従ってこれに伴うフォーカスレンズ１の位置
変化は無視することができる。

【００２５】そして続く時点ｔ₉ 以降は、先に説明した
時点ｔ₂ 以降の通電タイミングが繰り返されることにな
る。つまり、ｔ₉ 〜ｔ₁₀期間では、再びフォーカスレン
ズＭ９のロータＲを位置規定するための駆動信号が通電
されて、例えばフォーカスモータ９のロータＲは図２
（ｇ）の状態から図２（ｈ）に示すような状態に位置規
定される。そして、時点ｔ₁₀に至るとロータＲを回転さ
せるための駆動信号に切換わって通電が行われることに
なる。

【００２６】ここで、図３に実際にフォーカスモータ９
を駆動する２相のパルス信号の波形図を示す。なお、こ
の図において示される各時点を示す符号ｔ₄ 、ｔ₅ 、ｔ
₉ 、ｔ₁₀は図２のタイミングに対応するものとされる。
フォーカスモータ９を駆動する信号は、この図に示され
ているように２相のパルス信号（Ｘ、Ｙ）とされてい
る。そして、例えばｔ₄ 時点までに至る回転区間に示す
ように、このパルス信号Ｘがパルス信号Ｙより進相にな
ると正回転駆動となる。これに対して、時点ｔ₁₀を起点
とする回転区間に示すように、パルス信号Ｙがパルス信
号Ｘより進相となると逆回転駆動となる。また、ｔ₄ 〜
ｔ₅ 期間あるいはｔ₉ 〜ｔ₁₀期間に示すように、２相の
パルス信号Ｘ、Ｙが所定の極性で固定された時に前記図
２の（ｆ）または（ｈ）に示すように特定にロータが停
止した状態になり、このような状態からパルス信号をゼ
ロにする（ｔ₅ 〜ｔ₉ 期間に示す）と図２の（ｇ）に示
すようにポールに吸引された状態に少し移動して停止し
た状態になる。

【００２７】上述のように、本実施例ではフォーカスレ
ンズ１のウォブリング周期について、１フィールド期間
の移動区間に対して停止期間を４フィールド分の期間と
することで、この停止期間内において通電を停止させて
しまう期間を設けることができる。例えば、ｔ₃ 〜ｔ₁₀
期間（５フィールド）のウォブリングの１周期内におけ
る通電期間は、ｔ₃ 〜ｔ₅ 期間及びｔ₉ 〜ｔ₁₀期間のみ
であり、図２からも分かるように、２フィールド期間以
上にわたって通電が停止されている期間を得ることがで
きる。従って、このように本実施例では、従来のように
常時通電を行っていた場合と比較して大幅に通電時間を
減少させることができ、それだけ消費電力も削減される
ことになる。

【００２８】次に、本実施例における高周波成分データ
の検出動作について説明する。図２（ａ）に示すような
ウォブリング周期に対して、本実施例ではｔ₁ 〜ｔ₈期
間の５フィールドが１つの検出周期Ｓ_D とされる。この
検出周期Ｓ_D においては、ＡＦＣマイコン７により、先
ずｔ₁ 〜ｔ₃ 期間におけるフィールド画面から得られる
輝度レベルの積分値が、図１により説明したようにして
検出され、これを移動前の高周波成分データＡ（（）
内に示す）とするものである。次に、ｔ₃ 〜ｔ₄ 期間の
移動期間を経た直後の停止区間であるｔ₄ 〜ｔ₆ 期間に
おいて、このときのフィールド画面から得られる移動後
の高周波成分データＢ（（）内に示す）を検出する。
そして更に、上記２つの高周波データ成分Ａ、Ｂの検出
タイミングに対してできれば等間隔となるような１フィ
ールド置きのタイミングで、つまり高周波データＢを検
出したｔ₄ 〜ｔ₆ 期間から２フィールド後のｔ₇ 〜ｔ₈
期間において、誤差キャンセル用の高周波成分データＣ
（（）内に示す）を検出することになる。このように
本実施例では、１つの検出周期Ｓ_D において３つの高周
波データＡ、Ｂ、Ｃを検出するようにされる。なお、次
の検出周期Ｓ_D は時点ｔ₈ から始まり、４フィールド分
の停止期間における最後のフィールド期間であるｔ₈ 〜
ｔ₁₀期間において次の高周波成分データＡが再び検出さ
れることとなる。

【００２９】ところで、従来例において説明したよう
に、ＡＦＣマイコン７はフォーカスレンズ１の移動期間
の前後において検出された２つの高周波成分データＡ、
Ｂについて、その差であるＡ−Ｂを算出し、例えばその
算出結果が正であるか負であるかを識別することによ
り、フォーカスレンズ１を移動させた方向が合焦する方
向に向かっているのかあるいは離れているのかを識別す
ることが可能となる。

【００３０】ところが、実際に高周波成分データＡを検
出してから高周波成分データＢを検出するまでの間に
は、外部の明度の変化や手ぶれなどの外乱による誤差が
含まれることとなり、従って、高周波成分データＡ、Ｂ
の差であるＡ−Ｂの算出データにも誤差が含まれること
になる。そこで本実施例では、誤差キャンセル用に高周
波成分データＣを検出して、例えば（Ａ−Ｂ）−（Ｂ−Ｃ）＝Ａ＋Ｃ−２Ｂとなるように演算を行うようにする。つまり、（Ｂ−
Ｃ）の項により高周波成分データＡの検出後に高周波成
分データＢを検出する時点までに生じたと同じとされる
量の誤差を得て、（Ａ−Ｂ）の項に対して減算を行うこ
とで、誤差のキャンセルされた正確な高周波成分データ
の差を算出することができるわけである。即ち、検出期
間内に被写体、及びカメラが完全に停止しており明暗の
変化がない時はＢ＝Ｃであり、レンズを移動したことに
よって生じるＡ−Ｂの高周波成分の変化がそのまま得ら
れる。又、同じ被写体内の画像が直線的に変化している
時は、この変化がＢーＣを演算することによって検出さ
れ、Ａ、Ｂ間の変化を打ち消してより正しい高周波成分
の変化量を検出することができる。ＡＦＣマイコン７で
は上記のようにして算出された高周波成分の差の正・負
の結果に基づいて、次の移動期間でフォーカスレンズ１
が合焦する方向に移動されるように、フォーカスモータ
９の回転方向を設定して山登り制御を行っていくことが
できることになる。例えば図２の場合であれば、ｔ₁ 〜
ｔ₈ 期間の検出周期Ｓ_D で算出された高周波成分の差の
情報に基づいて、次のｔ₁₀時点からの移動期間における
フォーカスモータ９の回転状態を設定することができる
ことになる。

【００３１】またＡＦＣマイコン７では、例えば上記高
周波成分データの具体的な値に基づいて、合焦位置に達
するまでのフォーカスレンズ１の距離をある程度判別す
ることも可能である。そこで、例えば図４（区間の符合
ｔ₁ 〜ｔ₁₀は図２と同様）に示すように、時点ｔ₁ の前
の検出周期Ｓ_D において得られた高周波成分データに基
づいて、ＡＦＣマイコン７ではフォーカスレンズ１の合
焦位置に対する距離を判別し、この距離が遠いような場
合には、例えばｔ₃ 〜ｔ₄ 期間におけるフォーカスレン
ズ１の移動量を大きく設定して、フォーカスモータ９の
回転速度を高くするように制御を行うようにすることが
できる。これによりｔ₃ 〜ｔ₄ 期間においては、ｔ₃ 時
点の停止位置から、ｔ₄ 時点のＰ₁ に示す位置までフォ
ーカスレンズ１が移動するようにされ、できるだけ速く
フォーカスレンズ１が合焦位置に近付くようにされるこ
とになる。そして、ｔ₁ 〜ｔ₈ 期間の検出周期Ｓ_D にお
いて得られる各高周波成分データＡ、Ｂ₁ 、Ｃ₁ 等に基
づいても、新たに合焦位置に対する距離を判別し、例え
ば依然として合焦位置に対する距離が遠いようであれ
ば、これに応じて時点ｔ₁₀を経過後の移動期間のフォー
カスモータ９の回転速度を高くするよう制御を行ってい
くことになる。

【００３２】一方、時点ｔ₁ の前の検出周期Ｓ_D におい
て得られた高周波成分データの具体的な値に基づいて、
フォーカスレンズ１が合焦位置に近いとされたような場
合には、ｔ₃ 〜ｔ₄ 期間におけるフォーカスレンズ１の
移動量を少なく設定して、例えばｔ₄ 時点においてＰ₂
に示すような位置にフォーカスレンズ１が停止されるよ
うに、フォーカスモータ９の回転速度の制御を行い、さ
らに、ｔ₁ 〜ｔ₈ 期間の検出周期Ｓ_D において得られる
各高周波成分データＡ、Ｂ₂ 、Ｃ₂ 等に基づいて、この
ときの合焦位置に対する距離に応じて時点ｔ₁₀経過後の
フォーカスモータ９の回転速度を設定することになる。

【００３３】つまり、本実施例ではフォーカスレンズ１
の合焦位置からの距離に対応するウォブリング時のフォ
ーカスレンズ１の移動量の設定次第で、例えばフォーカ
スレンズ１が合焦位置から遠いような場合でもその程度
に応じて相当の移動量を取るようにすることができる。
このため、例えば図６に示した従来例では３フィールド
で１検出周期Ｓ_D とされているのに比べ、本実施例では
５フィールドで１検出周期Ｓ_D とされているものの、ジ
ャストフォーカスが得られるまでの時間が遅れるような
問題は生じないことになる。

【００３４】ここで、上述してきたフォーカスレンズ１
をウォブリングさせるためのフォーカスモータ９の駆動
制御及び高周波成分の検出動作を実現するためのＡＦＣ
マイコン７の処理動作について図５のフローチャートを
参照して説明する。

【００３５】図１に示したようにＡＦＣマイコン７は、
その内部にループカウンタ７ａを有している。このルー
プカウンタ７ａは１フィールド周期に同期するようなタ
イミングで０〜４までの値のカウント動作を繰り返す。
そして、この場合カウント値「０」は検出周期Ｓ_D の最
初の１フィールドに対応する、つまり、図２のｔ₁ 〜ｔ
₃ 期間に対応するものとされ、以下、カウント値「１」
は次のフィールド周期であるｔ₃ 〜ｔ₄ 期間に対応し、
更に同様にカウント値「２」はｔ₄ 〜ｔ₆ 期間に、カウ
ント値「３」はｔ₆ 〜ｔ₇ 期間に、カウント値「４」は
ｔ₈ 〜ｔ₁₀期間の各フィールド周期に対応するものとさ
れる。

【００３６】そして、このルーチンでは、先ず図５のス
テップF101に示すようにループカウンタ７ａのカウント
アップ、つまりカウント値のインクリメントが行われ
る。なお、（）内に記すように、もし撮影モード切換
直後などのようなウォブリングの起動時であれば、この
ステップで最初に得られるカウント値は「０」とされ
る。

【００３７】次に、ＡＦＣマイコン７は、ステップF102
に進んで現在のループカウンタ７ａにおけるカウント値
がいくつであるかについて判別を行うことになる。この
ステップF102においてカウント値が「０」である、つま
り検出周期Ｓ_D の最初の１フィールドに入ったというこ
とが判別されれば、ＡＦＣマイコン７はステップF103に
進んでこのフィールド期間内に得られる高周波成分デー
タＡを検出するための処理を行う（この際フォーカスレ
ンズ１は停止されている）。次にＡＦＣマイコン７は、
ステップF104に進んで、所定タイミングによりフォーカ
スモータ９のロータＲを位置規定するようにドライブ回
路８を制御する。つまり、図２のｔ₁ 〜ｔ₂ 期間の通電
を停止させている状態から、ｔ₂ 〜ｔ₃ 期間に示すタイ
ミングで通電を行い、図２（ｄ）に示すようなロータＲ
の状態が得られるようにするものである。そしてこの
後、ＡＦＣマイコン７はステップF101に戻ることにな
る。

【００３８】また、ステップF102においてカウント値が
「１」と判別されて、検出周期Ｓ_Dにおける２番目のフ
ィールド期間に入るということになれば、ＡＦＣマイコ
ン７はステップF105に進んで後述するステップF112で設
定される方向及び速度によりフォーカスモータ９が回転
するようにドライブ回路８を制御することになる。これ
により、フォーカスレンズ１は設定された方向及び移動
量により１フィールド期間に渡って移動することにな
る。そしてこの処理の後、ＡＦＣマイコン７はステップ
F101に戻る。なお、もし撮影モード切換直後などのよう
な起動時とされる時点では、ステップF112において、ま
だ回転方向と速度が設定されていないため、例えば
（）に記すように、予め初期的に設定された所定の方
向及び速度によりフォーカスモータ９が回転するように
制御することになる。

【００３９】また、ステップF102においてカウント値が
「２」であると判別されて、検出周期Ｓ_D における３番
目のフィールド期間に入るということになれば、ステッ
プF106に進んで、回転駆動させていたフォーカスモータ
９を停止させるようにドライブ回路８を制御することに
なる。つまり、図２のｔ₄ 〜ｔ₅ 期間に示すタイミング
で図２（ｆ）に示すようなロータＲの状態が得られるよ
うに通電を行わせ、続くｔ₅ 〜ｔ₆ 期間は通電を停止さ
せて図２（ｇ）に示すロータＲの状態とするような処理
となる。そして、ＡＦＣマイコン７はステップF107に進
んで、このフィールド期間において得られる高周波成分
データＢを検出して、ステップF101に戻ることになる。

【００４０】あるいは、ステップF102においてカウント
値が「３」であると判別されて、検出周期Ｓ_D における
４番目のフィールド期間に入るということになれば、ス
テップF108に進んで、フォーカスモータ９への通電を停
止させた状態が維持されるようにドライブ回路８に制御
信号を供給する、つまり、図２のｔ₆ 〜ｔ₇ 期間のタイ
ミングで図２（ｇ）に示すロータＲの状態となるように
して、ステップF101に戻ることになる。

【００４１】また、ステップF102においてカウント値が
「４」であると判別されて、検出周期Ｓ_D における最後
のフィールド期間（図２のｔ₇ 〜ｔ₈ 期間）に入るとい
うことになれば、ＡＦＣマイコン７はステップF109に進
んで、通電を停止させた状態が維持されるようにドライ
ブ回路８を制御すると共に、ステップF110に進んで、高
周波成分データＣを検出する。そして、次にステップF1
11に進んで、上記ステップF110で検出した高周波成分デ
ータＣと、先のステップF103、F107でそれぞれ検出され
た高周波成分データＡ及びＢに基づいて、例えば単純にＡ＋Ｃ−２Ｂを算出してこの算出結果の正・負を判別し、更にステッ
プF112に進んで上記式より得られた情報等に基づいて、
次のフォーカスレンズ１の移動区間でのフォーカスモー
タ９の回転方向及び回転速度を設定してステップF101に
戻るようにされる。このようなループによる処理動作が
行われることで、図２により説明したようなフォーカス
レンズ１の移動、フォーカスモータ９への通電タイミン
グ、及び高周波成分データＡ、Ｂ、Ｃの検出が行われる
こととなる。

【００４２】なお、本発明としてのこれらフォーカスレ
ンズ１の移動、フォーカスモータ９への通電タイミン
グ、及び高周波成分データＡ、Ｂ、Ｃの検出タイミング
等は、図２に示したものに限定されるものではなく、各
種変更が可能である。例えば、図２においては４フィー
ルド分に渡る停止期間を、例えば３フィールド分とする
ことも考えられ、この場合には、停止期間における最後
のフィールド期間で得られる高周波成分データについて
Ａ及びＣを兼ねるようにすれば、５フィールドの検出周
期で等間隔のタイミングで３つの高周波データを得るこ
とができる。あるいは、図２においては４フィールド分
に渡って示されるような停止期間を更に拡大することも
可能である。

【００４３】また、３つの高周波成分データＡ、Ｂ、Ｃ
の検出タイミングも、図２に示すようなタイミングに必
ずしも限定されるものではなく、他のパターンが考えら
れる。また、仮に停止区間とされるフィールド期間数に
余裕があれば、２フィールドごとのタイミングで検出す
るようなことも考えられ、更に、等間隔のタイミングで
高周波成分データを検出しなくとも、算出式を変更すれ
ば誤差をキャンセルしてフォーカスレンズ１の移動前後
の高周波成分の差の情報を得ることは可能である。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように本発明のビデオカメ
ラ装置は、フォーカスレンズをウォブリングさせる１周
期において複数フィールド期間にわたる通電停止期間を
形成するようにしたため、従来ではフォーカスモータ
（ステッピングモータ）に対して常時通電を行っていた
のに比べ、大幅な消費電力の節減が実現されるという効
果を有している。また、フォーカスレンズの移動区間の
前後で検出した高周波成分データに加え、誤差キャンセ
ル用の高周波成分データも別タイミングで検出し、これ
ら３つの検出結果に基づいてフォーカスレンズの移動前
後の高周波成分の差を算出することで、算出結果の誤差
がキャンセルされるため、常に適正なフォーカス制御を
実行することが可能となるという効果も有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のビデオカメラ装置の実施例を示すブロ
ック図である。

【図２】本実施例のフォーカスレンズ及びフォーカスモ
ータの駆動タイミングを示す説明図である。

【図３】本実施例においてフォーカスモータを駆動する
パルス信号を示す波形図である。

【図４】本実施例におけるフォーカスレンズの移動状態
を示す説明図である。

【図５】本実施例におけるＡＦＣマイコンの処理動作を
示すフローチャートである。

【図６】従来例におけるフォーカスレンズ及びフォーカ
スモータの駆動タイミングを示す説明図である。

【図７】フォーカスモータのロータの停止（位置規定）
状態を示す図である。

【符号の説明】

１フォーカスレンズ７ＡＦＣマイコン７ａループカウンタ８ドライブ回路９フォーカスモータＲロータＰポール

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体を撮影した画像信号から高周波信
号成分を抽出し、この抽出された高周波信号成分の変化
を検出してレンズの合焦点位置を検出するオートフォー
カス機構を備えているビデオカメラにおいて、上記フォーカスレンズを焦点位置に移動するためのステ
ッピングモータと、上記ステッピングモータを駆動して
上記フォーカスレンズを第１の停止位置から所定時間内
に第２の停止位置に移動させる駆動信号を発生する回転
制御手段を設け、上記回転制御手段は少なくとも上記第１及び第２の停止
位置で上記ステッピングモータを停止位置に保持するた
めの信号が出力されない通電停止期間を形成するように
構成したことを特徴とするビデオカメラ装置。
【請求項２】上記高周波信号成分の検出タイミングは
上記第１の停止位置と、上記第２の停止位置、及び該第
２の位置で所定時間停止した後に設定されていることを
特徴とする請求項１に記載のビデオカメラ装置。
【請求項３】上記高周波信号は１フィールドの信号を
対象としていることを特徴とする請求項１、又は請求項
２に記載のビデオカメラ装置。