JPS62299926A - オ−トフオ−カス装置 - 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】 ３、発明の詳細な説明 （産業上の利用分野） 本発明は各種のビデオカメラ等に用いられるオートフォ
ーカス装置に関し、確実かつ迅速にフォーカシングを行
ない得るようにしたものである。

（従来の技術） 従来から、被写体をＩｌｌ彰りることによって得られる
映像信号の１！％域成分の？Ｉ　ｊｌ−ｔノベルが再生
画像の精細度に対応していることし１」し、この高域成
分の電圧を焦点電ハとして取り出し、この焦点電圧が最
大レベルとに【るようにノオーカスレンズを駆動させる
ことによりこのレンズの位置をジャストピント位置に一
致させるようなフォーカシングを行なうオートフォーカ
ス装置が知られている。

そして、このようなフォーカシングの方式は、いわゆる
出登りサーボ方式として知られているものであり、この
方式はＮＨＫ技術研究報告昭４０゜第１７巻・第１号通
巻第８６号Ｗｇ２１ページ、あるいは昭和５７年１１月
発表のテレビジョン学会技術報告ＥＤ第６７５ページ等
の文献に詳細に説明されている。

（発明が解決すべき問題点） ところで、上述の如き出登りサーボ方式においては、互
いに時間的（位置的）にズした二点での焦点電圧をサン
プリングして逐次レベル比較していき、これら二点での
焦点電圧の大小関係によってピントずれの有無、及び方
向を検出することによりフォーカスレンズを所定方向に
移動させていく。

そして、このような出登りサーボ方式において上記ジャ
ストピント位置は、上記フォーカスレンズが−Ｈジャス
トピント位置を通過した後にはじめてどこであるか判明
する。

すなわち、従来の出登りサーボ方式では第３図に示す如
くフォーカスレンズが、所定の間隔ｔにて離間する各点
（Ｔｎ　）（ｎ≧１）にあるときの焦点電圧Ｅｎを各々
サンプリングし、互いに隣り合う二点（Ｔ１とＴ２　）
（Ｔ２と７３　）・・・間における各差分電圧ΔＥを逐
次輝出する。

そして、フォーカスレンズがジャストビント位１１Ｐを
通過して点（Ｔｍ＋１）に達し、二点（ＴＩ　）（Ｔｍ
＋１）ｌｉｔの差分電圧ΔＦの符号が変ったときにはじ
めてジャストピント位ＩＭＰが二点（Ｔ＋＋＋−１）　
　（Ｔ　ｍ＋１　＞間にあることが判明する。

そのため、上記）Ａ−カスレンズは、徐々にジャストピ
ント位＠Ｐに近づき、一旦このジャストピント位置を通
過した後、再度戻ることによってジャストピント位置Ｐ
にて停止するようになっている。

このように、従来の出登りサーボ方式においては、フォ
ーカスレンズかにジャストピント位ＭＰに達しているに
もかかわらず直ちに停止させることができず、このジャ
ストビン１へ位置Ｐを通過して再度戻ってくるまでに無
駄な１間を要してしまいフォーカシングの迅速化を図る
うえで問題となっていた。

また、上述の如き従来の山登りサーボ方式においては、
上記フォーカスレンズがジャストピント位置を挾んで比
較的早い速度で大きく往復動しながらこのジャストピン
ト位置に収束するため、再生画像に不自然さを与えると
いう問題点があった。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上述の如き実情に鑑みてなされたものであり
、迅速かつ確実なフォーカシングを行ない得るオートフ
ォーカス装置を提供することを目的とする。

そして、本発明はこの目的を達成するために第１図に示
す如く、被写体を撮影することにより撮像手段７から得
られる映像信号Ｓ１の所定の高域成分を焦点電圧Ｅとし
て取り出し、この焦点電圧Ｅの二点（Ｔｎ　＞　（Ｔｎ
　＋　１＞　　（ｎ≧１）間の差分電圧ΔＦに基づいて
フォーカスレンズ１を移動手段２にて光軸方向（矢印入
方向）に移動させてフォーカシングを行なうオートフォ
ーカス装置であって、 上記差分電圧ΔＦに基づいて上記フォーカスレンズ１を
を光軸方向（矢印入方向）に所定の振幅ハで振動させな
がら移動させる制御信号Ｓ２を出力する制御手段３を備
え、 この制御信号Ｓ２を上記移動手段２に供給することによ
り上記フォーカスレンズ１をジャストビ（作　用） 従来の出登り１ノ一ボ方式は、差分電圧として必要最小
限の値を得るためにフォーカスレンズをある速度以上で
移動させる必要がある。そのため、フォーカスレンズが
ジャストピント位置を挾んで往復動する際においてもこ
のフォーカスレンズをある速度以上で動かす必要があり
、これが再生画像の不自然さの原因となるとともに、フ
ォーカスレンズがジャストピント位置を通過後移動し過
ぎる原因となる。

これに対して、本発明に係るオートフォーカス装置によ
れば必要最小限の差分電圧は、上記フォーカスレンズ１
を振動させた際にサンプリングした焦点電圧をレベル比
較することにより得ることができる。

このため、上記フォーカスレンズ１の移動速度自体は遅
くすることができ、ジャストピント位置Ｐの通過−を少
なくすることができる。これによリ、フォーカシングに
要する時間の短縮化を図ることができ、迅速なフを一力
シングを実現することができる。

また上述の如く上記フォーカスレンズ１の移動速度自体
を遅くし得るとともに、振動の振幅りをフォーカスレン
ズ１の焦点深度以内に設定することにより従来の如き再
生画像の不自然さを防止することができる。

（実施例） 以下、本発明に係る好適な実施例を第１図及び第２図を
用いて詳細に説明する。

本実施例に係るオートフォーカス装置は、第１図に示す
如くアホーカル系レンズ５とフォーカスレンズ（マスク
系レンズ）１とから構成された光学系６を備えており、
上記フォーカスレンズ１を本実施例における移動手段で
あるパルスモータ２させ によって光軸方向（矢印六方向）に振動すながら移動さ
せることによりフォーカシングを行なうようになってい
るとともに、このフォーカスレンズ１はフォーカシング
開始時と同時に移動されるようになっている。

また、上述の如き光学系６を介して入射される被写体か
らの撮像光は、本実施例における撮像手段であるＣＯＤ
　（電荷結合素子）等を用いた撮像素子７にて電気的な
映像信号Ｓｌに光電変換される。

そして、この映像信号Ｓ１は増幅器８にて増幅されて図
示しない配録回路等に供給されるとともに、自動利得制
御回路（ＡＧＣ）９を介してバンドパスフィルタ（ＢＰ
Ｆ）１０に供給される。

このバンドパスフィルタ１０は、上記映像信号Ｓ！から
所定の高域成分を抽出して検波器（ＤＥＴ）１１に供給
する。

そして、この検波器１１にて上記映像信号Ｓ１の高域成
分に対応する第２図に示す如き焦点電圧Ｅが得られる。

ここで、この焦点電任Ｅは上記映像信号Ｓ１を再生した
再生画像の精細度に対応覆るものであり、上記フォーカ
スレンズ１がジャスＩ・ピント位置Ｐにあるときに最大
となる。

そして、上記焦点電圧Ｅは、Ａ／Ｄ　（アナログ−デジ
タル）変換器１２にてデジタル化されて本実施例におけ
る制御手段であるマイコン３に供給される。

ここで、このマイコン３は、第２図に示す如く上記フォ
ーカスレンズ１の振動中心が所定の各点（Ｔｎ　）（ｎ
≧１）にあるとき、フォーカスレンズ１を所定の振幅り
で振動させることにより得られる焦点電圧Ｅの最大値Ｅ
　ＩａＸと最小値Ｅ　１ｎを取り込み、これらをレベル
比較して差分電圧ΔＥを検出する。

そして、このマイコン３は、上記差分電圧ΔＦのレベル
に応じたパルス数の制御信号ｓ２を上記パルスモータ２
を駆動させるモータドライブ回路（ＭＤＡ）１３に供給
する。

すなわち、マイコン３は、上記フォーカスレンズ３を振
動させながら移動させるために、例えば正方向くジャス
トピント位置Ｐに近づく方向）に２ｍ個のパルスを出力
した後に負方向にｍ個のパルスを出力し、これを繰り返
すことによって上記フォーカスレンズ１は光軸方向にｍ
個のパルス数に対応する振幅で振動しながらジャストピ
ント位置Ｐに間欠的に近づく。

そして、上記差分電圧Δ［のレベルは、上記フォーカス
レンズ１がジャスト１２１〜位ｍＩＰに近づくにしたが
って小さくなり、最小となったときにフォーカスレンズ
１がジャストピント位置Ｐに達したものとしてフォーカ
シングが終了する。

そこで、この差分電圧ΔＦのレベルに応じて、上記制御
信号Ｓ２のパルス数のｍの値を小さくすることにより上
記フォーカスレンズ１のジャストピント位置Ｐへの移動
速度が遅（なる。

なお、上記ｍの値は、差分電圧ΔＥとして必要最小限の
値を得るために所定数以下に少なくすることはできず、
振動の振幅りが上記フォーカスレンズ１の焦点深度内の
値、例えば２０〜２００μｍ程度となるように設定する
ことが好ましい。

これにより上記フォーカスレンズ１の正方向への移動速
度が遅くても必要最小限の値以上の差分電圧ΔＥを得る
ことができる。よって、フォーカスレンズ１の移動速度
が早１ぎることによって生ずる、ジャストピント位置Ｐ
からの過度な行き過ぎを防止することができフォーカシ
ングに要づる時間の短縮化を図ることができる。

特に、本実施例の如く、フォーカイレンズ１がジャスト
ピント位置Ｐに近づくにしたがって、このフォーカスレ
ンズ１の移動速度を遅くすることによって、より一層こ
の効果を顕著にすることができる。

また、上記フォーカイレンズ１の振動中心がジャストピ
ント位置Ｐと一致した場合、すなわち、フォーカスレン
ズ１がジャストピント位置Ｐを挾んで振動する場合でも
、振動の振幅りを焦点深度内の値にすることにより再生
画像に不自然さを与えることを防止し得る。

なお、本実施例においては、上記フォーカスレンズ１を
フォーカシングの全領域に亘って振動させているが、フ
ォーカスレンズ１がジ１シストピント位置Ｐの近傍にお
ける時にのみ振動させるようにしてもよく、これにより
フォーカスレンズ１をジャストピント位置Ｐの近傍に迅
速に移動させることができフォーカシングに７Ｂｇる時
間をより一層短かくすることができる。

また、例えばフォーカシングｔｔｎ始と同時にフォーカ
スレンズ１のジャストピント位ＩＰまでの距離を算出す
るような場合には、フォーカシング開始時のみフォーカ
スレンズ１を振動させることにより、上記距離を算出す
る期間におけるフォーカスレンズ１の移動量を少なくす
ることができ、上記距離の誤差を少なくすることができ
る。

さらに、フォーカスレンズ１を振動させるための正方向
へのパルス数と負方向へのパルス数の設定も、本実施例
の如＜２ｍとｍに限定されることなく、例、１　Ｇｆ　
２　ｍとｋｍ　（０＜ｋ＜２）とし、ｋの値をジャスト
ピント位置に近づくにしたがって２に近づけてもよい。

イし そして、これにＪ、す、上記各点口１）の間隔を小さく
することなくジャストピンＩ〜位置に近づけば近づくほ
どフォーカスレンズ１の移動速度を遅くすることができ
る。

（発明の効果） １−述の説明から明らかなように、本発明によれば迅速
かつ確実なフォーカシングを実現し得る。

また、特にフォーカスレンズを振動させるために特別な
手段を設ける必要がないためオートフォーカス装隨の小
型化、軽口化を図ることができるとともに、構造も筒中
にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るオー１〜フオーカス装置の実施例
を示すブロック図、第２図は本発明に係るフォーカスレ
ンズのジ１シストピント位置までの距離と焦点電圧との
関係を示すグラフ、第３図は従来のフォーカスレンズの
ジャストピン１−位置までの距離と焦点電圧との関係を
示すグラフである。 １・・・フォーカスレンズ、２・・・移動手段（パルス
し一層）、３・・・制御手段（マイコン）、６・・・光
学系、７・・・Ｗ４像手段（―像素子）、Ａ・・・光軸
方向、Ｅ・・・焦点電［１−１ΔＦ・・・差分電圧、Ｐ
・・・ジャストピント位置、１１・・・振動の振幅、Ｓ
ｌ・・・映像信号、Ｓ　２　・・・　制　ｍ　イへ　号
　。 第２図 第３ｒＭ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被写体を撮影することにより撮像手段から得られる映像
   信号の所定の高域成分を焦点電圧として取り出し、この
   焦点電圧の二点間の差分電圧に基づいてフォーカスレン
   ズを移動手段にて光軸方向に移動させてフォーカシング
   を行なうオートフォーカス装置であって、 上記差分電圧に基づいて上記フォーカスレンズを光軸方
   向に所定の振幅で振動させながら移動させる制御信号を
   出力す制御手段を備え、 この制御信号を上記移動手段に供給することにより上記
   フォーカスレンズをジャストピント位置に振動させなが
   ら近づけてこのジャストピント位置に収束させるように
   したことをことを特徴とするオートフォーカス装置。