JPS61195084A - 自動焦点整合装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明はビデオカメラの自動焦点整合装置に関するもの
である。

従来の技術 従来の自動焦点整合装置としては、例えば公昭４６−１
７１７２号公報に示されるものが知られている。

第３図はこの従来の自動焦点整合装置とはｙ同じ働きを
するもののブロック図を示すものであり、１はレンズ、
２は被写体の光学情報を電気信号に変換する撮像素子、
３は前記撮像素子２よシ得た信号を増幅する前置増幅器
、４は前記前置増幅器３の出力に処理を加えテレビジョ
ン信号にするプロセス回路、６は各種同期信号、プラン
キング信号等を発生する同期信号発生器、６は前記撮像
素子２を駆動する撮像素子駆動回路である。７は前記前
置増幅器３の出力である映像信号より高域周波数成分を
検出する高域周波数成分検出回路で、例えば中心周波数
１　（ＭＨｚ　）のバンドパスフィルタである。８は同
じく前記映像信号より前記高域周波数成分より低い周波
数成分を検出する低域周波数成分検波回路で、例えば中
心周波数２００（ＫＨｚ）のバンドバスフィルタである
。９は前記高域周波数成分検出回路７と前記低域周波数
成分検出回路８の出力に演算処理をし出力する演算処理
回路で、例えば高域周波数成分検出回路７の出力が予め
定めた所定のレベル以上あるかを検出し、所定のレベル
以上あれば高域周波数成分検出回路７の出力を、無い場
合低域周波数成分検出回路８の出力を出力するように構
成されている。１０は前記各周波数成分よシ基準周波数
成分を検出する基準周波数成分検出回路である。１１は
基準周波数発生器で、モータ駆動回路１３を通してモー
タ１４でレンズの焦点整合装置を基準周波数で微変動さ
せる。前記微変動によるフォーカスの変化は目に検知で
きない程度であるが、映像信号に含まれる高域周波数成
分は前記変化成分を゛含んでいる。

前記変化成分、すなわち基準周波数成分は基準周波数検
出回路１ｏで検出され、同期検波回路１２で基準周波数
と比較され位相と振幅が検出される。

前記検出信号はモータ駆動回路１３に加えられモータ１
４で撮像素子２の出力信号に含まれる高域周波数成分が
最大になるようにレンズ１の焦点整合装置を駆動する。

以上のように構成された従来の自動焦点整合装置につい
て、以下その動作について第４図を用いて説明する。

第４図において、縦軸は撮像素子２の出力信号に含まれ
る高域周波数成分の振幅で、横軸はレンズ１の焦点整合
装置の位置である。近は近距離の被写体に合焦する位置
、遠は遠距離の被写体に合焦する位置である。いま、被
写体が距離り、の所にある場合を考えると、し／ズ１の
焦点整合装置が前記距離ｐ１に対応した位置にある時合
焦し、高域周波数成分の振幅は最大となる０そして前記
位置より近距離の被写体に合焦する位置または遠距離側
の被写体に合焦する位置にズしても高域周波数成分の振
幅は減少する、一種の山形特性となりＩのようになる。

ａｌ　、　ａ２　、　ａ３はモータ１４の基準周波数で
の微変動による焦点整合装置の動きを示している。ａ、
はレンズ１の焦点整合装置が被写体の距離Ｄ１に対応し
た位置より近距離側にある場合のモータ１４の微変動で
ある。高域周波数成分は前記微変動に伴うフォーカスの
変化によりｂｌのように振幅変調をうけ基準周波数成分
をもつことになる。またａ２はレンズ１の焦点整合装置
が遠距離側にあった場合で、ｂ２はこの時受ける振幅変
調を示している。このように高域周波数成分はモータ１
４の微変動によって、基準周波数で振幅変調を受ける。

前記振幅変調はｂｌ、ｂ２から明らかなように合焦位置
より近距離側と遠距離側で位相が反転する。従ってｂｌ
のような振幅変調を受けた高域周波数成分から基準周波
数成分を検出し、基準周波数で同期検波した信号でモー
タ１４を矢印Ｃ１の方向に駆動するなら、ｂ２の場合で
は矢印Ｃ２の方向に駆動することになり、モータ１４は
常に高域周波数成分が最大になる位置へ駆動される合焦
状態を得られる。

高域周波数成分は第４図の１に示すように合焦精度が高
いが、焦点整合装置の位置が合焦位置からのズレが大き
くなると急激にその振幅が小さく低域周波数成分は、第
４図のＨに示すように山の傾斜が緩やかで、高域周波数
成分と同じ合焦動作をするが合焦精度が悪くなる。しか
し焦点整合装置が合焦位置から大きくズしてもまだ十分
な振幅があり、動作範囲が広くなる。そこで、演算処理
回路９は高域周波数成分検出回路７の出力振幅が所定レ
ベルに達するまで低域周波数成分検出回路８の信号を出
力し、焦点整合動作させ広い動作範囲を得ている。その
後、合焦位置からのズレがある程度小さくなり高域周波
数成分が所定のレベルに達すると、高域周波数成分検出
回路７の信号を出力し、高い合焦精度を得ている。この
ように高域周波数成分と低域周波数成分を演算処理する
ことによって広い動作範囲と高い合焦精度を両立させて
いる。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記のような構成では、画像が変化した
場合に応答を速くするためにシステムのループゲインを
ある程度高くしておく公費がある。

そのため、例えばビデオカメラをゆっくりとパンニング
した場合など本来は前の状態のままで静止していても良
いような場合にも映像信号の変化に追従して応答してし
まうため、画面が揺動し非常に見苦しいという問題点を
有していた。

本発明はかかる点に鑑み、システムの応答を損うことな
く、画像の変化が緩やかな場合に生ずる画面の揺動を抑
制することのできる自動焦点整合装置を提供す名ことを
目的とする。

問題点を解決するための手段 本発明はし／ズにより撮像面上に結像している光学情報
を電気信号に変換する撮像素子の前記撮像面上に結像し
ている被写体像の前記結像状態が最良になるように働く
自動焦点整合装置であり、前記撮像素子より得られる現
フィールドの映像信号と、フィールドまたは、フィール
ドの整数倍前の映像信号を比較することにより前記撮像
素子に結像している被写体像の変化を検出する手段にて
検出された変化の度合いによシシステムのループゲイン
を制御するようにしたものである。

作　　用 本発明は前記した構成により、現フィールドの映像信号
と、フィールドまたは、フィールドの整数倍前の映像信
号とを比較し、画像の時間的変化が緩やかな場合にはシ
ステムのループゲイ／を小さくして前の状態にフォーカ
スロックさせた状態にして画面の揺動を抑制し、画面の
時間的変化が急な場合にはシステムのループゲインを犬
キ＜シて速く応答するようにできる。

実施例 第１図は本発明の実施例における自動焦点整合装置のブ
ロック図を示すものである。第１図において、１６は現
フィールドの映像信号と、フィールドまたは、フィール
ドの整数倍前の映像信号とを比較し画像の変化を検出す
るだめの動き検出回路、１６は動き検出回路１６の出力
をある一定値と比較するだめの比較回路、１７は比較回
路１６の出力に応じてシステムのループゲインを制御す
るための利得制御回路である。

以上のように構成された本実施例の自動焦点整合装置に
ついて、以下その動作を説明する。

第２図は、動き検出回路１６と比較回路１６の一実施例
を示すブロック図である。動き検出回路に入力された映
像信号は、Ａ／Ｄ変換回路１８によりディジタル信号に
変換される。そして減算器２０によりフレームメモリ１
９に蓄えられている前フレームの映像信号との差信号を
検出する。この差信号がフレーム間の画像の変化に対応
する。

この差信号は比較回路１６により設定値と比較され、差
信号が設定値よシも小さい場合には、画像の変化が小さ
いのでシステムのループゲインを小さくし、設定値より
も大きい場合には、画像の変化が大きいのでシステムの
ループゲインを大きくするような制御信号が出力される
。この制御信号により第１図の利得制御回路１７を制御
することによシ、画像の変化の度合いに応じてシステム
のループゲインを制御することができる。

以上のように本実施例によれば、時間的な画像の変化を
検出する動き検出回路と、検出された画像の変化の度合
いに対応してシステムのループゲインを制御する利得制
御回路を設けることにより、例えばビデオカメラをゆっ
くりとパンニノグした場合などは、システムのループゲ
インを小さくしてバンニ／グ前の状態にフォーカスロッ
クすることＫより画面の揺動を抑制し、画像が急に変化
した場合にはシステムのループゲインを大きくして速く
応答させることができる。

なお、本実施例においては、動き検出回路として第２図
に示すような構成で現フレームの映像信号と前フレーム
の映像信号の差信号により画像の動きを検出したが、他
方式でも画像の動きを検出できるものならどんなもので
もよく、例えば現フレームの映像信号と前フレームの映
像信号の時間的な相関をとる方式でもよい。また、本実
施例では利得制御回路により回路の利得を制御したが、
周期的、光学的にボカす量を制御したり、モータの駆動
電圧を制御しても同様の効果が得られる。

さらに、本実施例においては、映像信号の高域周波数成
分が最大となるようにし／ズの焦点整合装置を駆動する
自動焦点整合装置について述べたが、他の方式の自動焦
点整合装置にも適用できることは言うまでもない。

発明の詳細 な説明したように本発明によれば、システムの応答を損
うことなく、画像の変化が緩やかな場合に生ずる画面の
揺動を抑制することができ、その実用的効果は大きいも
のがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における一実施例の自動焦点整合装置の
ブロック図、第２図は同実施例の動き検出回路と比較回
路の具体回路例を示すブロック図、第３図は従来の自動
焦点整合装置のブロック図、第４図は同装置の動作を説
明するだめの特性図である。 １・・・・・・し／ズ、２・・・・・・撮像素子、１６
・・・・・・動き検出回路、１６・・・・・・比較回路
、１７・・・・・・利得制御回路、１８・・・・・・Ａ
／Ｄ変換回路、１９・・・・・・フレームメモリ、２ｏ
・・・・・・減算器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. レンズにより撮像面上に結像している光学情報を電気信
   号に変換する撮像素子の前記撮像面上に結像している被
   写体像の前記結像状態が最良になるように働く自動焦点
   整合装置であって、前記撮像素子より得られる現フィー
   ルドの映像信号と、フィールドまたは１フィールドの整
   数倍前の映像信号を比較することにより前記撮像素子に
   結像している被写体像の変化を検出する手段を備え、こ
   の検出手段にて検出された被写体の変化の度合いにより
   システムループゲインを制御するように構成したことを
   特徴とする自動焦点整合装置。