JPS6374272A - 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
ない愕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可変速
度で移動させるとともに、ジャストピント位置近傍での
フォーカスレンズの撮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
Ｓ１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に基づいてフォーカスレンズ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、上記フォーカスレンズ１のジャストピント
位ｆｉｆｆＰまでの距離Ｘを算出するとともに、この距
離Ｘに応じて上記フォーカスレンズ１の移動速度を逐次
可変制御する制御手段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、上記
距離×が大きいとき、すなわち上記フォト 一カスレンズ１がジャストピント位置Ｐから大きく離れ
ているときには高速で移動させ、上記距離Ｘが小さいと
き、すなわち上記フォーカスレンズ１がジャストピント
位置Ｐに近づいたときには低速で移動させることができ
る。

よって、ジャストピント位１ｆＰの近傍での過渡応答を
防止することができるとともに、フォーカシング全体に
要する時間の短縮化を図ることができる。

また、上記距１１ｘが予じめ求められているため、ジャ
ストピント位置Ｐｙｉ傍におけるフォーカスレンズ１の
撮動を防止することができる。

よって、再生画像が不自然となることはない。

（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１ｆｆｕｌ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
定の高域成分を抽出して利得制御回路＜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に供給される。

このマイコン３は、デジタル化された上記焦点電圧Ｅを
１フイールド毎に取り込む。

一方、このマイコン゛３には、上記バンドバスフ−タ２
に設けられたエンコーダからフォーカスレンズ１の１フ
イ一ルド期間における移１１の情報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、絞り装置１３から絞り情
報Ｆが供給されるようになっている。

そして、上記マイコン３は、供給された各情報に基づい
て上記フォーカスレンズ１のジャストピント位ＭＰまで
の距Ｍｘを算出する。

以下、この算出方法について説明する。

まず、あるフィールドにおける焦点電圧Ｅ　（Ｘ　）は
、 Ｅ（ｘ）　＝＝　ｂｅ　−（ａＸ）２−（１１なる式に
て表わすことができる。

また、このフィールドから１フイ一ルド期間経過後の焦
点電圧Ｅ　（Ｘ　＋ｍ　）は、Ｅ（ｘ＋ｍ）＝ｂｅ　（
ａ（ｘ＋ｍ）１２・−（２１となる。

そして、上記（１）式をこの（２）式で除すると、：６
−（ａｘ）２＋ａ２（ｘ２＋２ｍｘ＋ｍ２）：＝６ａ　
　ｍ（２ｘ＋□）　　　　　　　　　　　　　　　　・
・・　（５）となる。

この（３）式の対数をとると、 Ｅ（に） ａ２ｍ（２ｘ十ｍ）＝　　Ｉ　ｏｇ　　ｅ　　Ｅ（ｘ＋
ｒｎ）　　　　　　　　　　　　　、、、（４）となる
。

よって、この４）式を×について解くと。

となる。

ここで、この（５）式におけるａの値は、上記焦点電圧
Ｅの傾き（急峻度）を決定する係数であり、このａの値
は被写体周波数をｆｅ、上記フォーカスレンズ１のＦ値
をＦとすると、 なる式にて表わすことができる。

なお、この（６）式におけるｋの値は、レンズ固有の値
（例えば９．５）であり、予じめ求めておく必要がある
。

そして、上記マイコン３は、前述の如く供給される各位
に基づいて上記（５）式及び（６）式を解くことにより
、このとき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Ｘを算出する。

また、上記ジャストピント位ＩＰの近傍の点Ｐ１として
は焦点深度ｄの限界値に限ることなく、任意の点、例え
ば上記距離Ｘの１／２．１／３・・・の点あるいは焦点
電圧Ｅの曲線の変曲点等であってもよい。

さらに、この点Ｐ１は、レンズのＦ値の関数、あるいは
コントラスト（Ｅ　（ｘ　）　／Ｅｍａｘ　）の関数と
して設定してもよい。

そして、このマイコン３は、上述の如く算出された距離
×に基づいて上記フォーカスレンズ１の移動速度を可変
υｊ御する。

すなわち、上記フォーカスレンズ１が、ジャストピント
位置Ｐから大きく離れている場合には、このジャストピ
ント位置Ｐの近傍の点く例えば焦点深度ｄの限界点）Ｐ
Ｉまでフォーカスレンズ１を高速で移動させる。

なお、本実施例においては、このフォーカスレンズ１を
高速で移動させるために、このマイコン３から上記パル
スモータ２に供給される制御信号Ｓ３を高い周波数のパ
ルス信号としている。

また、上記点Ｐ１までの距離が大きい場合には、上記フ
ォーカスレンズ１の移動速度を段階的に除徐に遅くして
もよい。

そして、上述の如く上記フォーカスレンズ１が上記点Ｐ
１まで高速で移動した際、上記制御信号Ｓ３の周波数を
低くすることにより上記フォーカスレンズ１の移動速度
を遅くして、これをジャストピント位置Ｐまで移動させ
フォーカシングを終了する。

上記の如く、本実施例に係るオートフォーカス装置は、
上記マイコン３にてフォーカスレンズ１のジャストピン
ト位ｆｉＰまでの距離Ｘを算出し、算出された距離×に
基づいて上記制御信号＄３の周波数を切り換えることに
より上記フォーカスレンズ１の移動速度を可変制御する
。

これにより、ジャストピント位置Ｐの近傍において、フ
ォーカスレンズ１の高速移動に起因する過渡応答である
収束のための振動が起こらず、再生画像に不自然さを与
えることがない。

また、上記マイコン３にてフを一カスレンズ１のジャス
トピント位置Ｐまでの距離Ｘを算出しであるため、フォ
ーカスレンズ１をジャストピント位置Ｐまで滑らかに移
動させることができるとともに、特にジャストピント位
置Ｐの近傍の点Ｐ１までは高速で移動させることができ
る。

よって、このオートフォーカス装置によればフォーカシ
ングに要する時間の短縮化を図ることができる。

なお、本発明に係るオートフォーカス装置としては、ジ
ャストピント位ＩＰの近傍の点Ｐ１までは山登りサーボ
方式に関係なくフォーカスレンズ１を高速で移動させ、
上記点Ｐ１からジャストピント位置Ｐまでは山登りサー
ボ方式に基づいて上記フォーカスレンズ１を移動させて
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
ンズのジャストピント位置までの距離に応じて上記フォ
ーカスレンズの移動速度を可変利子 御するようにしたため、迅速かつ確実なフォカシングを
行なうことができる。

【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を示すグラフである。 １・・・フォーカスレンズ、２・・・移動手Ｖ（パルス
モータ）、３・・・制御手段〈マイコン）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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、この焦点電圧に基づい
   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のジャストピント位置までの距離
   を算出するとともに、この距離に応じて上記フォーカス
   レンズの移動速度を可変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。