JPS6373212A - 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
いに時間的（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
トフォカスレンズの振動を伴わない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
Ｓ工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く矢印六方向）に所
定間隔ｍだけずれた各２点ｘ　、　Ｘ　＋１１１での焦
点電圧Ｅ（Ｘ）。

Ｅ　（Ｘ　＋ＩＩ＋　）を逐次レベル比較することによ
り得られる差分電圧ΔＥＸに基づいて上記フォーカスレ
ンズ１を移動手段２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って、上記差分電圧ΔＥ
Ｏが所定値ｈｍｉｎになる点Ｐ１における上記フォーカ
スレンズ１のジャストピント位置Ｐまでの距離Ｘ１を求
めるとともに、上記フォーカスレンズ１の移動に伴ない
上記差分電圧ΔＥｚが上記所定値ｈｍｉｎになった時点
で上記フォーカスレンズ１を上記距離×１だけ移動させ
るように上記移動手段２を制御する制御手段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、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
収束のための撮動がなくなるため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。

よって、本発明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と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
される搬像光は撮像素子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Ｓｔ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Ｓｌから所
定の高域成分を抽出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Ｓ２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置Ｐにある
ときにレベルは最大Ｅ　ｌａｘ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Ｅ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から本実施例にお
ける移動手段であるパルスモータ２に制御信号（パルス
信号）８３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
れるようになっている。

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、すなわちフォーカスレンズ１の１フイ一ルド期間の
移動量だけ各々ずれた各２点ｘ　、　ｘ　＋＋＋＋での
焦点電圧Ｅ（ｘ）、Ｅ（ｘ＋＋）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１３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ｍ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ｔ＋ｍｉｎが
予じめ記憶されている。

そして、本実Ｌｆ１例において上記マイコン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　＋ｎ＋　）を逐次レベル比較する
ことによって差分電圧ΔＥ×を算出し、これに基づいて
前述の如き山登りサーボを実行する。

ここで、この差分電圧ΔＥＸ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ＩＰ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ｈｍｉｎとなる。

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等に基づいて上記差分電圧ΔＥＸが上記検出
限界値ｈｉｉｎと等しくなる点における上記フォーカス
レンズ１のジャストピント位置Ｐまでの距１１！ｔｘｔ
を算出する。

そして、このマイコン３は、上記フォーカスレンズ１の
山登りサーボによる移動に伴ない上記差分電圧ΔＥｘが
上記検出限界値ｈｍｉｎになった時点で、上述の如く算
出された距ＭＸｔに対応したパルス数の制御信号Ｓ３を
上記パルスモータ２に供給する。

これにより、上記フォーカスレンズ１はジャストピント
位置Ｐに移動される。

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。

次に、上述の如き距離ｘ１の本実施例における算出方法
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置Ｐまでの距離をＸとする
と、 Ｅ（ｘ）　＝　ｂｅ　”ｘ）２−（１）Ｅ（ｘ＋ｙ）＝
Ｂ８　　（ａ（ｘ”ｍ））２　　　　　　　　　　　　
　　＝１２１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（×）あるいはＥ　（Ｘ　＋
＋＋＋　）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　十ｍ＋　）で除する
と、＝　８−（ａｘ）　＋（ａ（ｘ＋ｍ））　−１０゜
ａ２ｍ（２ｘ＋ｍ）　　　　・・・（４）となる。

よって、この（４）式において、ΔＥＸ　’　−ｈｉ＋
ｉｎとしてＸについて解けば、差分電圧ΔＥＸが検出限
界値ｔ＋ｍｉｎと等しくなる点における上記フォーカス
レンズ１のジャストピント位ＶＩＰまでの距離ｘ１を求
めることができる。

すなわち、上記（４）式をＸについて解くと、ｅ”””
２””）＝ｈｍｉｎ＋１　　　　　　　　−（５）とな
り、この（５）式の対数をとると、ａ　　ｍ（２ｘ＋ｍ
）＝　ｌｏｇ　ｅ（ｈｍｔｎ＋１　）　　　　　　　　
−（６）となる。

よって、この（６）式より上記路ＩＸｔは、１ｏｇｅ（
ｈｍｉｎ＋１）　　　− ｘｌ：ｘ：　　　　　　　　−一 ２ａ２ｍ　　　　　２ となる。

なお、この（７）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、このａは、 ｆ。

ａ＝に−・・・（８） なる式にて表わすことができる。

よって、上記マイコン３は、上述の如く供給される各情
報ｆｅ、Ｆ等及び検出限界値ｈｍｉｎに基づいて上記（
７）式の演算を行なうことにより、上記距離×１を算出
することができる。

また、この（８）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。

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ΔＥＸ’　が上記検出限界値ｈｉｉｎ
と等しくなった時点で上記フォーカスレンズ１を上記距
離×１だけ移動させることにより直ちにジャストフォー
カスさせることができる。

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
。

（発明の効果） 上述の説明から明らかなように、本発明は差分電圧が検
出限界値になる点におけるフォーカスレンズのジャスト
ピント位置までの距離を予じめ求めておき、上記フォー
カスレンズの移動に伴ない上記差分電圧が上記現出限界
値になった時点で上記フォーカスレンズを上記距離だけ
移動させ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っ
   て、上記差分電圧が所定値になる点における上記フォー
   カスレンズのジャストピント位置までの距離を求めると
   ともに、上記フォーカスレンズの移動に伴ない上記差分
   電圧が上記所定値になった時点で上記フォーカスレンズ
   を上記距離だけ移動させるように上記移動手段を制御す
   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。