JPS6373211A - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は６伸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（稈るようにしたものである。

（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、このようなフォーカシングめ方式は、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＠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ＥＤ第６７５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、上述の如き山登りサーボ方式においては、互
に時間的（位置的）にズした二点での焦点電圧を逐次レ
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。

そのため、上記フォーカスレンズがジャストピント位置
に達するまでの時間、常に上述の如きレベル比較を行な
いながら上記レンズを移動させなければならないため、
このレンズを高速でジャストピント位置に移動させるこ
とができずフォーカシングに要する時間が長いという問
題がある。

また、ジャストピント位置近傍では上記フォーカスレン
ズが光軸方向に振動しながら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、
上記フォーカスレンズをジャストピント位置まで高速に
移動させるとともに、ジャストピント位置近傍でのオー
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って得れる映像信号
Ｓ１の高域成分を焦点電圧Ｅとして取り出し、フォーカ
スレンズ１の移動に伴ない光軸方向（矢印へ方向）に所
定間隔ｍだけずれた２点Ｘ　、　Ｘ　＋ｌでの焦点電圧
Ｅ（ｘ）。

Ｅ　（Ｘ　＋ｍ　）を逐次レベル比較することにより得
られる差分電圧ΔＥＸに基づい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、上記フォーカスレン
ズ１がジャストピント位置Ｐにあるときの上記差分電圧
ΔＥＯが所定値ｔ＋ｍｉｎと等しくなるように上記所定
間隔ｍを設定する制御手段３を備えたことを特徴とする
フォーカス装置を提供するものである。

（作　用） 上述の如き構成のオートフォーカス装置によれば、上記
差分電圧ΔＥＯが所定値ｈｍｉｎと等しくなった時に、
上記フォーカスレンズ１がジャストピント位置Ｐに位置
することになる。

よって、ジャストピント位置Ｐの近傍におけるフォーカ
スレンズ１の収束のための振動がなくなるためフォーシ
ングに要する時間の短縮化を図ることができるとともに
、再生画像に不自然さを与えることを防止することがで
きる。

これにより、本発明に係るオートフォーカス装置によれ
ば迅速かつ確実なフォーカシングを示現することができ
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。

このオートフォーカス装置は、後玉のフォーカスレンズ
（マスター系レンズ）１どアホーカル系レンズ５とから
成る光学系６を備えており、この光学系６を介して入射
される擾像光は搬像素子７にて光電変換されて電気的な
映像信号Ｓ１が得られる。

そして、この映像信号Ｓ１は、前置増幅器８にて増幅さ
れて図示しないカメラ回路に供給されるとともに、バン
ドパスフィルタ（ＢＰＦ）９に供給される。

このバンドパスフィルタ９は、上記映像信号Ｓ１から所
定の高域成分を抽圧してこれを利得制御回路（ＡＧＣ）
１０に供給し、この利得制御回路１０は本実施例におけ
る制御手段であるマイコン３から供給される利得制御信
号Ｓｌに応じて上記高域成分を所定量増幅又は減衰して
出力する。

そして、この利得制御回路１０の出力は検波器（ＤＥＴ
）１１に供給され、この検波器１１にて上記高域成分に
対応した第２図に示す如き焦点電圧Ｅが取り出される。

ここで、この焦点電圧Ｅは、上述の如く上記映像信号Ｓ
１を再生した再生画像の精細度に対応するものであり、
上記フォーカスレンズ１がジャストピント位＠Ｐにある
ときにレベルは最大Ｅ　ｍａｘとなる。

そして、上述の如く取り出された焦点電圧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
て上記マイコン３に供給され、このマイコン３はこの焦
点電圧を１フイールド毎に取り込む。

また、本実施例において、マイコン３がら本実施例にお
ける移動手段であるパルスモータ２に制御信号Ｓ３を供
給することにより、上記フォーカスレンズ１はフォーカ
シングの開始と同時に光軸方向に移動される。

よって、上述の如く１フイールド毎に取り込まれる焦点
電圧は、上記フォーカスレンズ１が光軸方向に所定間隔
ｍ、すなわち１フイ一ルド期間のフォーカスレンズ１の
移動量だけずれた２点Ｘ。

ｘ＋ｕ＋での焦点電圧Ｅ（ｘ）、Ｅ（ｘ＋Ｉａ）となる
。

また、本実施例において上記マイコン３には、上記バン
ドパスフィルタ９から被写体周波数ｆｅが供給されると
ともに、絞り装置２１３からＦ値情報Ｆが供給されるよ
うになっている。

さらに、このマイコン３には、上記パルスモータ２に設
けられたロータリエンコーダから上記所定間隔ｍに対応
した移動層情報が供給されるようになっているとともに
、本実施例における所定値である検出限界値ｈｍｉｎが
あらかじめ記憶されている。

そして、上記マイコン３は、上述の如く１フイールド毎
に取り込んだ各焦点電圧Ｅ　（Ｘ　）　。

Ｅ　（Ｘ　＋ｍ　）を逐次レベル比較することによって
差分電圧ΔＥＸを算出する。

ここで、この差分電圧へＥＸは第２図に示す如く、上記
フォーカスレンズ１がジャストピント位置Ｐに近づくに
つれて小さくなりジャストピント位置Ｐの近傍で検出限
界値ｈａ＋ｉｎになる。

なお、この検出限界値ｈｍｉｎとは、上記マイコン３に
よる検出可能な最低値である。

そして、上記マイコン３は、上述の如く供給された各情
報ｆｅ、Ｆ等及び上記検出限界値ｈｍｉｎに基づいて上
記フォーカスレンズ１の移動速度を可変制御することに
より、このフォーカスレンズ１がジャストピント位ＵＰ
に位置する時の差分電圧ΔＥＯが上記検出限界値ｈｍｉ
ｎと等しくなるように上記所定間隔ｍを設定する。

なお、本実施例において上記フォーカスレンズ１の移動
速度の制御は、上記マイコン３から上記パルスモータ２
に供給される制御信号Ｓ３のパルス周波数を可変とする
ことにより行なわれるようになっている。

上述の如く、本実施例に係るオートフォーカス装置によ
れば上記差分電圧ΔＥＯが検出限界値ｈｍｉｎと等しく
なった時に上記フォーカスレンズ１がジャストピント位
置Ｐに位置することになる。

よって、この時点でフォーカシングを終了することによ
りジャストフォーカスさせることができる。

ところで、上述の如き所定間隔ｍの設定は、上記マイコ
ン３による演算にて算出される。

以下、この算出方法について説明する。

まず、上述の如く１フイールド毎に取り込まれる上記焦
点電圧Ｅ　（ｘ　）　、　Ｅ　（ｘ　＋ｍ　）は、この
時のフォーカスレンズ１のジャストピント位ｆｉＷＰま
での距離をＸとすると、 Ｅ（Ｘ、）　＝　ｂｅ　−（ａＸ）２−　（１１なる式
にて表わすことができる。

よって、上記差分電圧ΔＥＸは、 ΔＥｘ　＝　　Ｅ（ｘ）−Ｅ（ｘ＋ｍ）　　　　　　　
　　　　　−（３）となる。

ここで、この（３式をＥ　（ｘ　）あるいはＥ（×十ｍ
）で除した値を差分電圧として用いても等価である。

よって、上記（３）式をＥ　（Ｘ　＋ｍ　）で除すると
、＝−（にＷ　’ ｂｅ ＝　　ｅ”　”）　２＋（ａ（ｘ＋ｍ月２−１となる。

この（４）式にｘ＝Ｑを代入すれば ΔＥ０−ｅ（ａｍ）２ −１　　　　　　　　　　　　　・・・（５）となり、
この値ΔＥＯは上記フォーカスレンズ１がジャストピン
ト位置Ｐに位置するときの差分電圧へＥＯとなる。

よって、この差分電圧ΔＥＯが上記検出限界値ｈｍｉｎ
と等しい場合には、 ΔＥｏ””　ｈｍｉｎ＝８（＆罰” −１・・・（６） となり、この（６）式をｍについて解けば上記フォーカ
スレンズ１がジャストピント位置Ｐにある時の差分電圧
ΔＥＯと上記検出限界値ｈｍｉｎとが等しくなるような
所定間隔ｍを求めることができる。

すなわち、上記（６）式より、 ｅ（ａ”）　＝　ｈｍｉｎ＋１　　　　　　　　　　”
’（７）となり、この（７）式の対数をとると、（ａｍ
）２　＝　Ｉ　ｏｇ　　ｅ　（ｈ　ｍｉｎ＋リ　　　　
　　　　　・（８Ｊとなる。

よって、この（８）式から となる。

なお、この０式におけるａの値は、焦点電圧Ｅの曲線の
傾き（急峻度）を決定する係数であり、ｆ。

ａ　＝　ｋ−川（ｌす なる式にて表わすことができる。

また、この（１０）式におけるｋの値は、レンズ固有の
値であり、この値（例えば９．５）は予じめ求めておく
必要がある。

そして、本実施例において上記所定間隔ｍは、１フイ一
ルド期間における上記フォーカスレンズ１の移動量であ
るから、上記制御信号Ｓ３のパルス周波数を適宜可変す
ることにより上記フォーカスレンズ１の移動速度を可変
制御すれば、上述の如くフォーカスレンズ１がジャスト
ピント位ｒＩＩＰにあるときの差分電圧ΔＥＯと上記検
出限界値ｈ１ｎとが等しくなる。

上述の如く、本実施例に係るオートフォーカス装置によ
れば、上述の如く所定間隔ｍを設定することにより上記
フォーカスレンズ１がジャストピント位置Ｐに位置した
ことを直ちに検出することができる。

したがって、ジャストピント位置Ｐの近傍におけるフォ
ーカスレンズ１の振動が生ずることがなく、再生画像に
不自然さを与えることがないとともに、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る。

よって、本実施例に係るオートフォーカス装置によれば
確実かつ迅速なフォーカシングを実現することができた
。

なお、本実施例においては、上記所定間隔ｍを可変する
ために上記フォーカスレンズ１の移動速度を可変制御し
たが、本発明としては上記マイコン３に複数フィールド
毎に焦点電圧Ｅを取り込むようにしたり、あるいは１フ
イールド毎に取り込まれた焦点電圧Ｅを１つおき（ｎ番
目フィールドの焦点電圧とｎ＋２番目フィールドの焦点
電圧、ｎ＋１番目フィールドの焦点電圧とｎ＋３フイー
ルドの焦点電圧）、又は２以上おきに取り出すことによ
り上記所定間隔ｍを可能制御するようにしてもよい。

（発明の効果） 上述の説明から明らかなように、本発明はフォーカスレ
ンズがジャストピント位置にあるときの差分電圧が検出
限界値と等しくなるように所定間隔、すなわち焦点電圧
のサンプリング幅を設定することにより確実かつ迅速な
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
は焦点電圧と差分電圧とを各々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
モータ）、３・・・制御手段（マイコン）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被写体を撮影することによつて得られる映像信号の高域
   成分を焦点電圧として取り出し、フォーカスレンズの移
   動に伴ない光軸方向に所定間隔だけずれた各２点での焦
   点電圧を逐次レベル比較することにより得られる差分電
   圧に基づいてフォーカスレンズを移動手段にて移動させ
   てフォーカシングを行なうオートフォーカス装置であつ
   て、上記フォーカスレンズがジャストピント位置にある
   ときの上記差分電圧が所定値と等しくなるように上記所
   定間隔を設定する制御手段を備えたことを特徴とするオ
   ートフォーカス装置。