JPS63262970A

JPS63262970A - オ−トフオ−カス方式

Info

Publication number: JPS63262970A
Application number: JP62097070A
Authority: JP
Inventors: Yoshitomo Otake; 與志知大竹; Takashi Shinozaki; 俊篠崎; Kaichiro Nomoto; 嘉一郎野本
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1987-04-20
Filing date: 1987-04-20
Publication date: 1988-10-31

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）本発明は各種のビデオカメラ等に用いられるオートフォ
ーカス方式に関する。

（従来の技術）従来から、被写体を撮影することによって得られる映像
信号の高域成分の電圧レベルが再生画像の精細度に対応
していることに着目し、この高域成分の電圧を焦点電圧
として離散的に取り出し、この焦点電圧が最大レベルと
なるようにフォ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、このようなオートフォーカス装置は第３図に示
す如く、フォーカスレンズ１を介して入射される被写体
のＩｌｌＩｆｇｌ光をＣＯＤ　（電荷結合素子）等のヤ
像素子２にて光電変換して映像信号Ｓ！を得て、この映
像信号Ｓｔを前置増幅器３を介して一般的なカメラ回路
４に供給するとともに、フィタ回路（ＨＰＦ）５に供給
して複数の帯域の周波数成分を合成して取り出すように
なっている。

また、このフィルタ回路５の出力は検波回路（ＤＥＦ＞
６にて検波されて焦点電圧とされてト１罪回路７に供給
されるようになっており、この制御回路７は上記焦点電
圧のレベルが最大となるようにモータ８を駆動させて上
記フォーカスレンズ１を所定方向に移動させる。

これにＪ：す、上記フォーカスレンズ１はジャストピン
ト位置に移動されるようになっている。

そして、このようなフォーカシングの方式は、いわゆる
山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号第２１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、第４図に示す如くジャストビン１〜位置を検
出するために有効な高域側の周波数成分子１は低域側の
周波数成分１２．ｆ３に比してレベルが低いためフォー
カシング精度を向上させるための障害となり、特に高解
像度カメラにおいては一層正確なフォーカシング精度が
要求されるため問題となる。

また、一般に上記フィルタ回路５の出力を増幅して上記
各周波数成分子１．チ２　、ｆ３のレベルを所定゛レベ
ルまで上げる必要があるが、この際にこれら周波数成分
ヂ１　　、ｆ２　、ｆ３に重畳されたノイズ成分も増幅
されてしまうため、このノイズによる悪影響が大きくな
り正確なフォーカシングを実現し得なくなってしまうと
いう問題もある。

特に、フォーカスレンズ１がジャストピント位置から離
れている場合には第５図に示す如く焦点電圧が緩やかに
変化するため、ノイズ成分Ｎが重畳されるとサンプリン
グされた隣り合う２点Ａ。

Ｂでの焦点電圧のレベルの大小関係が反対になってしま
い、これによりこのノイズ成分Ｎが重畳された位置をジ
ャストピント位置であると誤判断していまうという問題
がある。

（問題点を解決するための手段）本発明は、上述の如き実情に鑑みてなされたものであり
、高域側の周波数成分を有効に用いるとともに、ノイズ
成分による悪影響を除去して正確なフォーカシングを行
なうことができるオートフォーカス方式を提供すること
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フォーカシ
ング部材を光軸方向に移動させつつ被写体を撮像するこ
とにより得られる映像信号から帯域が異なる複数の周波
数成分を所定の間隔でサンプリングして取り出し、これ
ら周波数成分を各々増幅して合成することにより得られ
る合成焦点電圧に基づいてフォーカシングを行なうオー
トフォーカス方式であって、上記サンプリングの間隔をフォーカシング部材とジャス
トピント位置との位＠関係に応じて可変するとともに、高域側の周波数成分に対する増幅率を低域側の周波数成
分に対する増幅率よりも大きくし、増幅された上記各周
波数成分のなかからレベルが大きい周波数成分を抽出し
て合成することにより上記合成焦点電圧を生成するよう
にしたことを特徴とするオートフォーカス方式を提供す
るものである。

（作　用）上述の如きオートフォーカス方式においては、特にジャ
ストピント位置近傍において高域側の周波数成分が大き
くなるとともに、ジャストピント位置から遠い部分で問
題となるノイズ成分による悪影響を受けにくくなる。

これにより、本発明に係るオートフォーカス方式によれ
ば正確なフォーカシングを実現することかできる。

（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。

第１図は本発明に係るオートフォーカス方式を実現する
ためのオートフォーカス装置を示すブロック図であり、
このオートフォーカス装置においてフォーカスレンズ１
０を介して入射される被写体からの撮像光はＣＯＤ　（
電荷結合素子）等の撮像素子１１にて映像信号Ｓ１に光
電変換され、この映像信号Ｓ！は前置増幅器１２を介し
て一般的なカメラ回路１３に供給されるようになってい
る。

また、上記映像信号Ｓ！は前置増幅器１２を介して、各
々帯域が異なるフィルタ回路（ＢＰＦ）１４．１５．１
６に供給され、これらフィルタ回路１４．１５．１６に
よって上記鋏体信号Ｓ１から帯域が異なる高域側の周波
数成分子１と中域の周波数成分子２及び低域側の周波数
成分子３が取り出されるようになっている。

そして、上記各フィルタ回路１４，１５．１６から出力
される各周波数成分ｉｔ　　、ｆ２　、ｆ３は利得制御
回路１７，１８．１９に各々供給され、これら利得制御
回路１７．１８．１９は上記各周波数成分ｉｔ　　、１
２　、ｆａを所定の増幅率（利得）で各々増幅して出力
してする。

ここで、上記各利得制御回路１７．１８．１９の利得は
、後述する制御回路２０から各々供給される利得制御信
号Ｓ２　．５３　　、Ｓ４にて各々設定し得るようにな
っており、高域側の周波数成分に対する利得は低域側の
周波数成分に対する利得よりも大きく設定される。

また、上記各利得制御回路１７．１８．１９の出力は検
波回路（ＤＥＴ）２１．２２．２３に各々供給されて第
２図に示す如き焦点電圧ｅ１゜ｅ２　　、ｅ３とされた
後選択回路２４に供給される。

そして、この選択回路２４は、供給される焦点電圧ｅｌ
　　、ｅ２　　、ｅ！の中からレベルが大きい２つを選
択して合成回路２５に供給する。

この合成回路２５は、選択された上記各焦点電圧を合成
して合成焦点電圧Ｅとし、この合成焦点電圧Ｅは自動利
得制御回路（ＡＧＣ＞２６にて利得制御された後ＡＤ（
アナログ−デジタル）変換器にてデジタル化されて制御
回路２０に供給され°る。

この制御回路２０は上記合成焦点電圧Ｅを所定の数フイ
ールド毎にサンプリングし、サンプリングされた各合成
焦点電圧Ｅｎ、Ｅｎ−ｘを逐次減算処理することにより
差分電圧Ｄｎを生成する。

ここで、この制御回路２０．は、上記フォーカスレンズ
１０とジャストピント位置との位置関係に応じて合成焦
点電圧Ｅのサンプリング区間を可変するようになってい
る。

すなわち、上記フォーカスレンズ１０がジャストピント
位置から離れている場合には、例えば５フイールド毎に
サンプリングし、近い場合には１フイールド毎にサンプ
リングを行なって上記差分電圧［）ｎを生成する。

なお、本実施例における上記フォーカスレンズ１０がジ
ャストピント位装置から離れているか、あるいは近いか
の判断は、例えば合成焦点電圧Ｅに対する上記自動利得
制御回路２６の利得の大小によって行なわれる。

ここで、仮りに焦点電圧のレベルが総体的に低く、この
焦点電圧の曲線が緩やかな場合にはジャストピント位置
近傍でも利得が大きくなりサンプリング区間が大きなる
が、この場合には焦点深度が深くなるので問題はない。

そして、この制御回路２８は一般的な山登りサーボ方式
に基づいて、上述の如く生成された差分電圧Ｄｎのレベ
ル及び極性に応じたモータ駆動信号Ｓ５をモータ２８に
供給してこれを回転駆動させる。

これにより、このモータ２８にて光軸方向（矢印六方向
）に移動される前記フォーカスレンズ１０はジャストピ
ント位置に位置される。

上述の如きオートフォーカス装置において、第２図に示
す如く高域側の周波数成分子ｔの増幅率を大きくして得
られた焦点電圧８１等を合成して得られる合成焦点電圧
Ｅはジャストピント位置近傍で特に急峻となる。

これによって、上述の如き差分電圧［）ｎが大きくなる
ためより正確なフォーカシングを行なうことができる。

また、レベルの大きい焦点電圧を選択して合成電圧Ｅを
得るようにしたため、特にフォーカスレンズ１０がジャ
ストピント位置から太き（離れている場合にＳＮが悪い
焦点電圧、すなわち、レベルが小さく、このレベルに対
するノイズ成分が相対的に大きくなるため正確なフォー
カシング、に寄与しない焦点電圧による悪影響を受ける
ことが少なくなる。

なお、ジャストピント位置の近くでは各周波数成分をす
べて用いて合成・焦点電圧Ｅを生成するようにしてもよ
い。

さらに、合成焦点電圧Ｅのサンプリング区間を可変し、
フォーカスレンズ１０がジャストビン］・位置から大き
く離れて場合におけるサンプリング区間を長くすること
により、サンプリングされたある２点での合成焦点電圧
１：ｎ　、　Ｅｎ　＋ｌのレベルの大小関係が合成焦点
電圧に重畳されたノイズ成分により反対となることがな
く、これによりノイズ成分による誤判断を防止すること
ができる。

上述の如く、本実施例に係るオートフォーカス方式によ
れば、高域側の周波数成分に基づく焦点電圧を有効に利
用することができるとともに、ノイズ成分による悪影響
を除去することができ、これにより正確なフォーカシン
グを実現することができる。

なお、本実施例においては合成焦点電圧のサンプリング
区間を可変するために、合成焦点電圧を蓄積するフィー
ルド期間を可変したが、他に１フイールド毎に蓄積され
た合成焦点電圧を数フィールドおきにサンプリングした
り、１フイールド毎に蓄積された合成焦点電圧を数フィ
ールド分づつ平均化してもよく、またフォーカスレンズ
１０の移動速度をジャストピント位置に近づくほど遅く
なるように段階的に可変してもよい。

そして、特に移動速度をこのように可変した場合には、
全体としてフォーカシングに要する時間を短縮すること
ができる。

さらに、ジャストピント位置近傍でのサンプリング区間
が小さくなるため、フォーカシング精度を向上すること
ができる。

また、本発明に係るフォーカシング部材としてはフォー
カスレンズ１０のみならず撮像素子１１であってもよい
。

（発明の効果）上述の説明からも明らかなように、本発明によれば、特
にジャストピント位置近傍において高域側の周波数成分
を有効に利用することができるとともに、ジャスミルピ
ント位置から大きく離れた部分で問題となるノイズ成分
による悪影響を除去することができ、これにより正確な
フォーカシングを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る実施例を示すブロック図、第２図
は合成焦点電圧を示すグラフ、第３図は従来例を示すブ
ロック図、第４図は異なる周波数成分に基づく焦点電圧
を示すグラフ、第５図は焦点電圧とノイズ成分との関係
を示すグ、ラフである。１ｏ・・・フォーカシング部材（フォーカスレンズ）、
１１・・・フォーカシング部材（撮像素子）、１４．１
５．１６・・・フィルタ回路（ＢＰＦ）、１７．１８．
１９・・・利得制御回路、２ｏ・・・制御回路、２４・
・・選択回路、２５・・・合成回路。粘卒図暖颯

Claims

【特許請求の範囲】

（１）フォーカシング部材を光軸方向に移動させつつ被
写体を撮像することにより得られる映像信号から帯域が
異なる複数の周波数成分を所定の間隔でサンプリングし
て取り出し、これら周波数成分を各々増幅して合成する
ことにより得られる合成焦点電圧に基づいてフォーカシ
ングを行なうオートフォーカス方式であって、高域側の周波数成分に対する増幅率を低域側の周波数成
分に対する増幅率よりも大きくし、増幅された上記各周
波数成分のなかからレベルが大きい周波数成分を抽出し
て合成することにより上記合成焦点電圧を生成するよう
にしたことを特徴とするオートフォーカス方式。
（２）フォーカシング部材を光軸方向に移動させつつ被
写体を撮像することにより得られる映像信号から帯域が
異なる複数の周波数成分を所定の間隔でサンプリングし
て取り出し、これら周波数成分を各々増幅して合成する
ことにより得られる合成焦点電圧に基づいてフォーカシ
ングを行なうオートフォーカス方式であって、上記サンプリングの間隔をフォーカシング部材とジャス
トピント位置との位置関係に応じて可変するとともに、高域側の周波数成分に対する増幅率を低域側の周波数成
分に対する増幅率よりも大きくし、増幅された上記各周
波数成分のなかからレベルが大きい周波数成分を抽出し
て合成することにより上記合成焦点電圧を生成するよう
にしたことを特徴とするオートフォーカス方式。