JPS58179067A - 自動焦点調整装置 - 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】 本発明は、自動焦点調整装置に関し、特にビデオカメラ
等のカメラ装置において、ビデオ信号中にきまねる高周
波信号成分の量が最大になるように焦点調整を行なう、
いわゆる山登９サーボ制御り式による自動焦点調整装置
に関する。

第１図は、従来形の自動焦点調整装置を示す３゜同図に
おいて、１はズームレンズ、２はフォーカスレンズであ
ってズームレンズ１と共Ｋｍ像レしスを構成するもので
ある。６は絞り口径を調整するアイリス、４は例えばＣ
ＣＤ等の撮像素ｒ１５ｒ１ビデオ増幅回路、６は焦点量
検出回路、７は他人値検出回路、８はサーボ増幅回路、
９はモーター゛、そして１０はサンプリングパルス発生
回路である。

第１図のカメラ装置において、被与体がらの光はズーム
レンズ１、フォーカスレンズ２およびアイリス６を通り
撮像素子４の光電変換面に入射される３、撮像素子４に
より光電変換面上の光学像はビデオ信号に変換され、次
段のビデオ増幅回路５によって適切な振幅に増幅され焦
点量検出回路６に入力される　焦点量検出回路６は、［
４示しない・・イバスフィルタ、検波回路および直流増
幅回路等から構成されており、ビデオ増幅回路５からの
ビデオ信号の中から高周波信号成分を抜き取り整流およ
び増幅を行ない、焦点量信号を出力する。

この焦点量１１（号は、第２図に示すように、焦点リン
グが合焦位置を中心として至近側す、・よび無制限側の
いずれの方向に移動しても小さくなり、焦点リング１の
位置に対して山形の特性を示す１また、この焦点Ｌ１信
弓の山形特性の形状（＝：ｉ　、焦点深度が浅い場合に
山の傾斜が急峻になり、焦点深度が深い場合に山の傾斜
が緩慢になる　なお、焦点深度は撮像し／ズの焦点距離
が短くなればなるほと、またアイリスの絞り口径が小さ
くしたがってＦ値が大きくなればなるほど深くなる。

Ｌ述のような特性を有する焦点量信号は次に他人値検出
回路７に入力され、サンプリングパルス発生回路１０か
ら出力されるサンプリングパルスの周期ｔに応じてｔ秒
前の焦点量Ｖｔ＋　と現在の焦点量Ｖｔｚが比較される
。そしてＶｔ＋　よりもＶｔｚがときい場合はサーボ増
幅回路８を介してモーター９を現在回転している方向と
同一の方向に回転を続行させ、逆にｖｔｌがＶｔｚより
大きい場合にはモーター９を逆回転させる。すなわち、
現在フォーカスレンズ２の移動している方向が合焦位置
（山の頂上）に同って移動しているかどうかを常にチェ
ックしもし、合焦位置と反対の方向に動いている時はモ
ーター９０回転方向を逆転させてフォーカスレンズ２を
合焦方向に移動させる。なお、第１図のカメラ装置にお
いてはサンプリングツ；ルス発生回路１０はビデオ信号
と同期した同期ノ；ルスを受け、該ビ゛デオ信号とめる
一定の同期状態を保ちながら駆動され、ビデオ信号と同
期しかつ一足の周波数を有するサンプリングパルスを出
力する。

このような従来形の自動焦点調整装置においては、サン
ブリング周期が一定の値に固定されているため、また焦
点量信号が一般に低周波ノイズを含んでいるため、焦点
深度が深い場合に焦点量の山の傾斜が緩慢になりかつ焦
点量信号のレベルも小さくなり、焦点Ａ整の精度が低ｆ
するとともに焦点調整が正常に行なわれなぐなるという
゛不都合があった。第６図を参照してこれを詳細に説明
すると、焦点量１００号は低周波ノイズを含んでいるた
め同図に示すようにある幅を持った曲線となる。

したがって例えば焦点深度が浅い場合の％件Ｂにおいて
は、を秒前のサンプルをノイズのために発生した外側の
山の交点ｂ１より、寸だ、現在のす／プルを内側の山の
交点ｂ２よりとり、それぞねのサンプル値をＶｆｂｌお
工びｖｆｂ２とすると〜’ｆｂ＋”すＶｆｂ２の方が犬
きくなり、各サンプル値の関係は山の傾斜方向と一致し
ているため正しい山登り制御を行なうことができる　と
ころが、焦点深間が深くなり、山の傾斜が緩慢になった
場合の特旺ＪｌこおいＣ１，支、各す／グル点付近の山
の傾斜方向が右上がリニなっているにも係らずｔ秒前の
サンフール値■ｆａｌ　（外側の山の交点ａ１の焦点量
）の方が現在のす／プル値ｖｆａ２（内側の山の交点ａ
２の焦点量）よりＪ（きくすなわち”ｆａｌ　＞　ｖｆ
ａ２となり焦点がさらにす７Ｉる方向にレンズを移動さ
せるような誤った信弓が発生される。

さらに、前記従来形においては、サンプリング周期ｔが
一定値であるため焦点深度が浅くなるにしたがって焦点
量の山の頂上付近すなわち合焦点ｆ１近において合焦時
の行き過き量が犬きくなり精１少の高い合焦が１′丁な
われない。すなわち第４図に小すように、 Ｖｆ　ａ＋−Ｖｆ　ａｚ　＜＜　ｖｆｂ＋−ｖｆｂｚと
なり、焦点深度が浅く山の頂上付近の特性が鋭い場合に
もける付き過き量が極めて）〈きくなる、、（７たかつ
て、山の頂上に達すると焦点調整用σ）モーターを停止
上させる装置のない場合は頂」二を中心として至近側と
無制限側との間の移動を繰り返し画面か非常に見苦しく
なる、 本発明の目的は、前述の従来形における問題点に鑑み、
自動焦点調整装置において、焦点深度に応じてサンプリ
ング周期を変化させるという構想に基づき、焦点調整の
精度を向上させるとともに焦点調整における誤動作を防
止することにある。

以］図面により本発明の詳細な説明する、第５図は、本
発明の１実施例に係る自動焦点調整装置の構成を示す。

同図において、ス゛−ムレンズ１、フォーカスレンズ２
、アイリス６、撮像素子４、ビデオ増幅回路５、焦点量
検出回路６、極大値検出回路７、サーボ増幅回路、およ
びモーター９はそれぞ才り第１図のものと同じであり、
同一参照数字が使用されている。また、１１はす／プリ
ングパルス発生回路であり、１２は紋り値検出回路であ
り、さらに１６は焦点距離検出回路である。

第５図の装置において、ズームレンズ１が駆動されずか
つアイリス６による絞り値が一定の場合はその動作は第
１図の装置と同じである５、ところが、ズームレンズ１
が駆動され、その焦点距離が変化すると例えばポテンシ
ョメータ等で構成される焦点距離検出回路１ろによって
その焦点距離に応じた電圧がす／プリフグパルス発生回
路１１に人力されす／プリングパルスの周期が変化され
る。

すなわち、焦点距離か短くなった場合（ワイド刹１）は
、焦点量１隻が深くなり焦点量の山の傾斜が緩慢になる
とサップリングパルスの周波数が低くすなわち周期が長
くなるように制御され、逆に焦点距離か長くなり（望遠
側）焦点深度が浅くしたがって焦点量の山の傾斜が急峻
になると、サンプリンタパルスの周波数が高くしたがっ
てサンプリング周期が知くなるように制御される。

−方、了イリス６が被写体の輝度に応じて深度の深い小
絞り側あるいｉ４深度の浅い開放側へ移動すると、この
移動量は図示しないアイリスモーターの振れ角を例えば
ポテンショメータあるいは該／　（ＩＪスモーク−に内
蔵されたホール素子等によって構成される叙り値検出回
路１２によって検知することにより検出される。この移
動量に対応（７た検出信号がサンプリングパルス発生回
路１１に入力されサップリングパルスの周波数が調整さ
れる。すなわち、アイリス６が小絞りになり焦点量の山
の傾斜が緩慢になるとサップリングパルスの周波数が低
くなり、逆にアイリス６か開放側に駆動され焦点量の山
の傾斜が急峻になるとサンプリングパルスの周波数が高
くなるように制御さｎる。

このように、絞り値検出回路１２および焦点距離検出回
路１６を設けることによって、ズームレンズ１捷たは了
イリス３の状態変化による焦点深度の度合に応じてサン
プリングパルスの周波数が制御される。、これにより焦
点調整の精度が向上しかつ誤動作が防止される。

第６図は、絞り値検出回路１２および焦点距離検出回路
１６にそれぞれポテンショメータを使用した場合のサン
プリングパルス発生のだめの回路構成を示す１．同図に
おいて、１４はズームレンズ１の移動に応じて摺動子が
移動するボデン／ヨメータ、１５は了イリスモーターの
振れ角に応じて摺動子が移動するポテンショメータ、１
６は差動増幅回路、１７は電圧周波数変換回路、１８は
波形整形回路、そして１９はサンプリングパルス出力端
子である。。

第６図において、ズームレンズ側のボテンンヨメータ１
４の出力は差動増幅回路１６の非反転入力端子に、また
アイリス側のポテンショメータ１５の出力は反転入力端
子に印加される１、シたがって、差動増幅回路１６の出
力はズームレンズあるいはアイリスによって変化する焦
点深度が深くなると小さくなり、逆に浅くなると犬きく
なる。第７図は、焦点深度と差動増幅回路１６の出力電
圧との関係を示す。このような差動増幅回路１６の出力
は電圧周波数変換回路１７に入力されて電圧周波数変換
が行なわれる１電圧周波数変換回路１７の特性は第８図
に示すように入力電圧が犬きくなると、すなわち焦点深
度が浅くなると周波数が高くなゐ、・電圧周波数変換回
路１７の出力は波形整形回路１８において波形整形され
出力端子１９よりサップリングパルスとして出力される
３、シたがって、第６図の回路においては、焦点深度が
浅い時はす／プリングパルスの周波数が高くなり、逆に
焦点深度が深い時は該周波数が低くなり、焦点深度の度
合に応じた周波数を有するす／グリフグパルスが発生さ
れる。

なお、上述においては焦点深度の度合に応じてサンプリ
ングパルスの周波数を調整したが、サンプリングパルス
の周波数の調整は例えば焦点量信号の低周波ノイズの大
きさに応じて行なうことも可、能である、すなわち、ノ
イズの大きい時はサンプリング周期を犬きくし逆にノイ
ズが小さい時はサンプリング周期を小さくするように自
動的に制御することによって誤動作のない自動焦点調整
装置を実現することもできる。

このように本発明によれば、焦点深度の度合に応じてサ
ンプリング周期を調整することによって自動焦点調整装
置の誤動作を防止することが可能となるとともに、合焦
点における行き過ぎ量を小さくすることによって高い合
焦精度を得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来形の自動焦点調整装置を示すブロック回路
図、第２図は焦点深度が深い場合および浅い場合におけ
る焦点量信号の特性を示すグラフ、第６図は焦点量信号
に含まれるノイズおも考慮した焦点量信号の特性を示す
グラフ、第４図は焦点量信号特性の合焦点付近の行き過
ぎ量を示すグラフ、第５図は本発明の１実施例に係る自
動焦点調整装置を示すブロック回路図、第６図は第５図
の装置におけるサンプリングパルス発生回路付近の詳細
を示すブロック回路図、第７図は第６図における差動増
幅回路の出力電圧特性を示すグラフ、そして第８図は第
６図の電圧周波数変換回路の入出力特性を示すグラフで
ある。 １・・スームレンズ、２・・フォーカスレンス、５・・
・アイリス、４・・・撮像素子、５・・・ビデオ増幅回
路、６・・・焦点量検出回路、７・・・極大値検出回路
、８・・・サーホ増幅回路、９・・・モーター、１０．
１１・・・サングリフグパルス発生回路、１２・・・絞
り値検出回路、１６・・・焦点距離検出回路、１４・・
・ズームレンズ側ボテ／ンヨメータ、１５・・・アイリ
ス側ボテ／ショメータ、１６・・差動増幅回路、１７・
・・電圧周波数変換回路、１８・・波形整形回路、１９
・・サンシリ／グバルス出力端子。 特許出願人　株式会社　コバノ【 代理人　弁理士　　伊　東　辰　雄 ほか１名 「０ 憾 箪４１ｖｌ 第６図 Ｔ長粉 入力電工（ｖ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　ビデオ信号中に含まれる高周波１３３成分を周期
   的にサンプリングして該高周波信号成分が最大になるよ
   うに焦点調整を行なうカメラ装置における自動Ｎ点調整
   装置において、該自動焦点調整装置に該カメラ装置の焦
   点深度に対応する信号を発生する焦点深度検出手段と該
   焦点深度検出手段からの信号に応じて前記高周波信号成
   分のす／プリング周期を変化させる手段を設けたことを
   特徴とする自動焦点調整装置。 ２、　該焦点深度検出手段は該カメラ装置にお・ける撮
   像レンズの焦点距離を検出する装置を具備し撮像レンズ
   の焦点距離が長くなると該ナングリング周期を短かぐし
   、撮像レンズの焦点距離が短かくなると該す７ブリング
   周期を長くすることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記数（つ自動焦点調整装置。 ろ、　該焦点深度検出手段は該カメラ装置におけるアイ
   リスの絞り口径を検出する装置を具備し、該絞り口径が
   犬きくなると該サンプリング周期を短かくシ、該絞り口
   径が小さくなると該サンプリング周期を長くすることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項に記載の
   自動焦点調整装置。