KR920003714B1 - 비데오 카메라 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

비데오 카메라

제 1 도는 본 발명의 제 1 실시예에 관한 비데오 카메라를 나타내는 블록선도.

제 2 도는 본 발명의 비데오 카메라에 있어서 자동초점조절장치의 작동을 나타내는 순서도.

제 3 도는 제 1 실시예에 있어서 초점신호검출부의 일예를 나타내는 블록도.

제 4 도는 제 1 실시예에 있어서 보조진동을 실행하는 방법과 초점맞춤방향을 검출하는 방법을 설명하는 개략도.

제 5 도는 본 발명의 제 2 실시예에 관한 비데오 카메라를 나타내는 블록선도.

제 6 도는 제 2 실시예에 있어서 보조진동을 실행하는 방법과 초점맞춤방향을 검출하는 방법을 설명하는 개략도.

제 7 도는 제 2 실시예에 있어서 보조진동을 실행하는 다른 방법을 나타내는 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1, 18 : 주움렌즈 2 : 피사체

3 : CCD 4 : 카메라프로세스회로

5 : 초점신호검출부 6, 19 : 렌즈제어부

7, 20 : 모우터구동부 8 : 스태핑모우터

9, 21 : 전달기구 10 : 발진기

11 : 발진기구동부 12 : 조리개기구

13 : 구경제어부 14 : 구경크기 검출부

15 : 대역증폭기 16 : 게이트부

17 : 피이크검출기 1-1, 18-1 : 제 1 렌즈군

1-2, 18-2 : 제 2 렌즈군 1-3, 18-3 : 제 3 렌즈군

1-4, 18-4 : 제 4 렌즈군

본 발명은 촬영해야할 피사체의 상을 최적의 접속상태로 하기 위하여 자동적으로 초점을 맞추는 자동초점 조절장치를 가지는 비데오카메라에 관한 것이다.

비데오카메라의 중요한 기능이 되고 있는 자동초점조절에 대한 방법이 제안되어 실시되고 있다. 상기 방법중에는 비데오카메라의 영상신호를 이용하는 방식 " 초점맞춤(in-fecus)제어방법"이 있다. 예를들면 1965년에 발행된 "NHK 테크니컬 저널" 제 17 권 제 1 호 21페이지에, 이시다씨등의 논문인 "초점제어서보시스템을 사용한 텔레비젼카메라의 자동초점조정"에 대하여 상세하게 발표되어 있다.

상술한 "초점맞춤 제어방식"에서는 촬영렌즈를 이동시키고, 피사체로 부터 비데오 신호에 형성되어 있는 일정 주파수 이상의 고주파 성분(이하 "고주파성분"이라 칭한다)의 레벨의 변경을 근거로하여 초점조절을 하기 위하여 촬영렌즈를 이동시키는 방향(이하 "초점맞춤방향"이라 칭한다)과 초점맞춤 위치를 검출한다. 이 방법에 의하면 촬영렌즈(주움렌즈)가 이동하지 않을 경우 근본적으로 초점맞춤위치가 현재위치의 전후방향중에서 어느방향으로 이동해야 하는지가 불분명하다. 결과적으로, 촬영렌즈는 자동초점 조절장치를 기동할때 또는 피사체가 움직일때 초점맞춤방향의 역방향으로 이동될 수 있다. 상기와 같이 역방향으로 움직일 경우 초점조절 작동의 응답속도를 상당히 저하시킨다.

본 발명의 목적은 항상 응답 특성이 안정되고 우수한 자동초점 조절장치를 가지는 비데오카메라를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 비데오카메라는, 피사체를 촬상하기 위하여 상기 피사체로부터 반사되는 광선을 초점에 맞추는 집속렌즈를 구비한 촬영렌즈와 상기 촬영렌즈를 통하여 형성된 상을 전기신호로 변환하는 촬상수단을 가지는 촬영수단과, 상기 전기신호를 처리하여 비데오신호를 얻는 단일처리수단과, 상기 비데오신호로부터 촬상수단에 형성되어 있는 영상의 초점상태를 검출하고 검출된 초점상태를 나타내는 초점신호를 출력하는 초점검출수단과, 상기 촬영렌즈의 광축을 따라서 상기 초점조절렌즈를 구동시켜 초점을 조정하고 상기 촬상수단에 형성되어 있는 영상의 초점상태를 주기적으로 변화시키는 보조진동을 발생시켜 상기 촬영수단을 구동시킴으로서 상기 초점신호를 변동시키는 구동수단과, 상기 제어수단은 상기 구동수단에 명령을 보내어 소정의 주기동안 상기 보조진동을 발생하여 상기 보조진동에 의해 발생된 상기 초점신호의 변동으로부터 상기 집속렌즈를 이동하는 초점맞춤방향을 검출하기 위하여 상기 구동수단에 명령을 보내거나 상기 초점맞춤방향으로 상기 구동수단에 의해 상기 초점렌즈를 이동하는 초점맞춤제어작동을 실행하기 위하여 상기 구동수단에 다른 명령을 보내는 것중에서 택일적으로 명령을 보내어 상기 초점조절상태가 최적의 상태로 되도록 상기 구동수단을 제어하는 제어수단을 구비하고 있다.

바람직한 실시예에서 구동수단은 제어수단의 제어하에 촬영렌즈의 광축을 따라서 촬상 수단을 진동시키는 독립적인 보조진동 수단을 구비하므로써 보조진동을 실행할 수 있다. 또한, 바람직한 다른 실시예에서 구동수단은 집속렌즈가 제어수단의 제어하에 광축을 따라서 진동하게 하므로써 보조진동을 실행한다.

상기 구조로, 집속렌즈를 구동하는 초점맞춤방향을 검출할 필요가 있을때에만, 보조진동을 실행하고, 집속렌즈는 초점신호 검출부에 의하여 실행되는 검출결과를 근거로하여 최적의 초점상태에 대응하는 위치에 도달할때까지 집속렌즈를 구동한 다음 정지시킨다. 이러한 초점맞춤제어 작동을 실행하므로서 고속으로 안정하게 응답하는 자동초점조절을 실행할 수 있다.

본 발명의 비데오카메라의 제 1 실시예를 나타내는 제 1 도에 있어서, 주움렌즈(zoom lens)(1)는 네개의 렌즈군(1-1)~(1-4)을 구비하고 있다. 각 렌즈군은 편의상 단일 오목렌즈 혹은 볼록렌즈로 나타나 있지만, 실제로는 복수개의 오목렌즈 혹은 볼록렌즈로 구성되어 있다. 피사체(2)의 영상은 주움렌즈(1)를 통하여 CCD(3)에 촬상된다. 카메라프로세스회로(4)는, 공지된 다양한 신호처리방식에 의하여 CCD(3)에서 형성된 전기신호를 처리하여 비데오신호(예를들면, NTSC 신호)(CO)를 출력한다. 초점신호검출부(5)는 카메라프로세스회로(4)로부터 제공되는 휘도신호(Y)에 따라서 비데오신호의 피일드 간격으로 촬영렌즈(1)의 초점상태에 대응하는 초점신호(VF)를 계산하여 출력한다.

렌즈제어부(6)는 초점신호검출부(5)로부터 선행하고 있는 두개의 피일드에서 두개의 초점신호(VF)의 값을 유지하고, 유지된 두개의 값사이의 차이값(

VF)을 계산하여 신호와 신호차이값(

VF)의 절대치를 근거로하여 촬영렌즈의 초점맞춤상태를 판단하고, 모우터구동부(7)에 클럭신호(CK)와 스태핑 모우터구동속도와 방향을 지정하는 회전방향 신호(REV)를 공급한다.

모우터구동부(7)는 클럭신호(CK)와 회전방향 신호(REV)에 따라서 스태핑모우터(8)를 구동하고 스태핑모우터(8)는 주움렌즈(1)의 제 1 렌즈군(1-1)을 전달기구(9)를 통하여 소정의 위치로 이동하게 하므로써 자동초점조절작동을 실행한다.

초점맞춤제어작동은 상술한 바와 같다. 이제부터 촬영렌즈의 응답특성을 초점조절처리에서 개선되는 방법에 관한 설명과 함께 보조진동의 작동을 이하 설명한다.

CCD(3)는 발진기가 진동하는 동안 주움렌즈(1)의 광축을 따라서 진동하기 위하여 발진기(10)에 기계적으로 접속되어 있다. 보조진동을 실행함에 있어서 렌즈제어부(6)는 스태핑모우터(8)를 강제로 일단 정지하게하는 명령(CK=0)을 발생시킴과 동시에 발진기구동부(11)에 4피일드의 주기로 현재위치에서 전후방으로 CCD(3)를 진동시키는 보조진동실행신호(E)를 전송하고 카메라프로세스회로(4)로부터 전송되는 비데오신호에 수직동기 신호와 동기화하여 보조진동의 진동진폭을 지정하는 보조진동진폭신호(A)를 전송한다. 일단 상기 보조진동이 실행되면 주움렌즈(1)의 현재의 초점위치에서 1피일드 주기마다 그리고 초점맞춤방향을 검출하기 위하여 현재위치의 전후에서 각각 초점신호를 얻을 수 있다. 렌즈제어부(6)는 다음 경우에서 각각 보조진동을 실행하게 한다.

(1) 자동초점조절작동을 시작하기 위하여 자동초점 조절장치에 전원이 공급될때.

(2) 촬영렌즈가 상기 초점맞춤제어작동에 의하여 초점이 맞추어진 후에 피사체 혹은 비데오카메라 이동되고 자종초점조절이 다시 시작되었을때.

상기 경우는 종래의 초점맞춤제어하에서 자동초점조절에 의하여 실행될 수 없는 초점맞춤방향 판단기능이 요구된다. 보조진동은 또한 상기 경우외에 다음의 경우에 실행가능하고 이것은 촬영렌즈의 응답특성을 개선하는데 유효하다.

(3) 촬영렌즈가 상기 초점맞춤작동에 의하여 초점이 조절되고 자동초점조절이 안료되었을때, 이 완료로부터 자동초점 조절을 다시 시작하는 기간.

(4) 상기 초점맞춤작동에서 자동초점 조절이 완료될때까지의 기간.

상기 경우(3)에 있어서, 렌즈제어부(6)는 CCD(3)가 피사체의 이동이 인식될때까지 보조진동 실행신호(E)에 따라서 보조진동을 계속적으로 실행하게 한다. 따라서 자동초점 조절이 완료된후에 보조진동은 피사체가 이동하는지의 여부를 계속적으로 감시하기 위하여 보조진동이 실행되므로서 피사체의 움직임 또는 비데오카메라의 움직임에 신속하게 응답할 수 있도록 한다.

상기 경우(4)에 있어서, 렌즈제어부(6)는, 동일한 작동으로 프리세트한 일정 기간동안 초점맞춤제어작동을 중지시키고(CK=0), 동시에 보조진동 실행신호(E)를 출력하고 초점맞춤방향을 보조진동에 의하여 확인한 다음에 렌즈제어부(6)는 다시 초점맞춤제어 작동을 실행하도록 한다. 따라서 초점맞춤방향을 검출하는 동안에 초점맞춤동작을 실행하므로써, 자동초점 조절동작이 안정된 상태로 유지되며 촬영렌즈의 과실행(Overrun)을 방지할 수 있다.

제 2 도는 본 실시예에 관한 자동초점 조절제어의 알고리즘을 나타내고 있다. 상기 제 2 도에 있어서, (a)로부터 (e)까지의 단계에서 자동초점 조절장치에 전원이 공급될때 보조진동 진폭신호(A)에 의하여 지정되는 진폭으로 보조진동을 실행한다. 단계(c)에서 한 주기동안만 보조진동을 실행한후에 단계(d)에서 초점맞춤방향을 판단한다. 초점맞춤방향이 검출될때에는 단계(f)에서 초점맞춤제어동작을 실행하고, 초점맞춤방향이 검출되지 않을때에는 단계(e)에서 프리세트한 알고리즘에 따라 보조진동의 진폭이 증대되고 단계(c)의 보조진동을 다시 실행한다.

단계(f)의 초점맞춤제어동작이 진행됨에 따라 점차로 초점이 조절되지만 곧 과실행이 발생한다. 이것은 단계(g)에서 초점신호(VF)의 증감에 따라서 검출된다. 과실행이 검출될때에 단계(h)에서 현재의 일정양에 의하여 주움렌즈(1)의 제 1 군(1-1)이 뒤로 이동하기 위한 과실행보정이 실행된 다음에, 단계(i)에서 보조진동을 실행하고 단계(j)에서 초점맞춤상태를 확인한다. 초점맞춤의 여부를 보조진동으로 얻어지는 현재의 초점위치 전후에서 초점신호(VF) 사이의 초점신호차를 근거로하여 판단한다. 과실행보정이 불충분하여 부(-)로 응답할 경우에는 과실행보정을 다시 실행하기 위하여 단계(h)로 복귀된다.

단계(k)에서 초점맞춤상태를 확인한 후에 보조진동이 단계(1)에서 소정의 간격으로 보조진동을 실행하고, 단계(m)에서 피사체위치의 변경의 여부를 감시하기 위하여 현재의 초점위치의 전후에서 초점신호(VF)에 대한 계산을 행한다. 상기 변경을 검출할때에 단계(b)에서 자동초점조절동작을 다시 실행한다.

이제부터, 본 실시예에서 보조진동의 진동진폭을 결정하는 방법에 대하여 설명한다. 제 1 도에 있어서 주움렌즈(1)의 조리개기구(12)의 구경사이즈를 구경제어부(13)에 의하여 조절되어 카메라프로세스회로(4)의 내부에서 발생된 휘도신호(Y)의 레벨이 프리세트된 기준값과 동일하게 된다. 구경크기검출부(14)는 조리개기구(12)의 구경사이즈를 검출하고 구경사이즈에 대응하는 구경사이즈신호(F)로서 렌즈제어부(6)에 입력한다. 렌즈제어부(6)는, 구경사이즈신호(F)와 보조진동 진폭신호(A)간의 대응관계를 나타내는 대응테이블을 구비하고 있고 구경크기 검출부(14)로부터 입력되는 구경크기신호(F)에 따라서 보조진동 진폭신호(A)를 출력한다.

촬영렌즈의 초점길이는 일반적으로 렌즈구경크기(F)에 반비례하므로, 상기 대응테이블에서 보조진동진폭신호(A)의 값을, 구경크기신호(F)의 값에 반비례하도록 세트한다. 본 실시예에서 렌즈제어부(6)는 실제로 마이크로 프로세서를 단순히 사용하는 것으로 구성되어 있고 상기 대응테이블은 ROM으로 구성되어 있다. 구경크기 검출부(14)를 위하여 조리개기구(12)의 변위가 홀(Hall) 소자를 사용하여 검출하는 공지된 방법을 이용할 수 있다.

제 3 도는 초점신호검출부(5)의 구체적인 구조를 나타내는 블록선도이다. 초점신호검출부(5)는 고대역증폭기(15), 게이트부(16) 및 피이크검출기(17)로 구성되어 있다. 대역증폭기(15)는 카메라프로세스회로(4)에서 형성된 휘도신호(Y)의 주파수성분을 검출하여 증폭한다. 여기에 대역증폭기(15)의 출력은 (C)로 나타나 있다. 게이트부(16)는 비데오신호의 1피일드의 일정범위에 대응하는 고주파성분만을 검출한다. 여기에서 게이트부(16)의 출력은 (C_G)로 나타나 있다. 피이크검출기(17)은 각 피일드주기동안 전송된 고주파성분의 최대레벨을 검출하여 피일드간격에서 출력하고, 그 출력은 선행하는 초점신호(VF)이다. 발진기(10)로 사용된 압전소자는 공지된 피에조액츄에이터(piezo-actuator)이다.

이제부터 보조진동 제어방법과 그 효과를 제 4 도를 참조하면서 설명한다.

제 4a, b, c, d 도에 있어서, 횡축은 모두 시간(t)을 나타낸다. 제 4a 도는 렌즈제어부(6)에서 형성된 보조진동실행신호(E)의 파형을 시간과 함께 나타낸다. 본 실시예에 있어서, (3tv/2)~(11tv/2) 사이에 있는 4tv동안(tv는 1피일드주기, 즉, NTSC 방식의 경우 1/60초를 나타낸다), 보조진동실행신호(F)는 고("H")레벨이 되어 보조진동을 1주기 실행한다.

상기 보조진동 실행신호(E)를 수신한 발진기구동부(11)는 CCD(3)를, 제 4b 도에 나타난 바와 같이, 현위치(1_O)에서 전후로 진동시킨다. 이때에, 진동진폭(1_A)을 렌즈제어부(6)에서 형성된 보조진동진폭신호(A)에 의하여 설정한다.

제 4c, d 도는 보조진동을 하는 동안 초점신호검출부(5)에서 발생되는 휘도신도의 고주파성분(C_G)과 초점전압(V_F(t))의 시간응답파형을 나타낸다. 렌즈제어부(6)는 현위치(l₀)로 부터 위치변위 l(t)는 길이방향으로 최대가 되고 한쌍의 시간(예를들면 t=3tv 및 t=5tv)에서 초점전압치(V_F(t)_F)(V_F(3tv)=V_F1V_F(5tv)=V_F3)를 비교하므로써 초점맞춤방향을 결정한다. 더욱 상세하게는 V_F1이, 제 4d 도에 나타난 바와 같이 V_F3보다 클 경우 렌즈제어부(6)는 t=3tv에서 변위의 방향으로, 즉 변위 1(t)를 증가하는 방향으로 CCD(3)를 구동하기 위하여 초점방향을 결정한다.

본 발명의 제 2 실시예에 관한 비데오카메라가 제 5 도에 나타나 있다. 제 2 실시예의 구성중에서 제 1 실시예와 동일한 구성은 동일한 도면번호를 나타나고 있다. 제 2 실시예의 요지는 주움렌즈의 구조와 선행하는 보조진동을 실행하는 수단을 가지고 있으며, 상기 구성만을 아래 설명한다.

제 5 도에 있어서 주움렌즈(18)는 피사체측에서부터 연속해서 정(+)의 굴절력을 가지는 제 1 렌즈군(18-1), 부(-)의 굴절력을 가지며 또한 영상확대 변동기능을 가지는 제 2 렌즈군(18-2), 실질적으로 제 1 렌즈군 및 제 2 렌즈군의 총합굴절력을 상쇄하는 굴절력을 가지는 제 3 렌즈군(18-3), 그리고 정(+)의 굴절력을 가지며 또한 초점조절기능을 가지는 제 4 렌즈군(18-4)로 구성되어 있다. 또한, 본 실시예에서는 각 렌즈군은 편의상 단일의 오목렌즈 또는 볼록렌즈로 나타나 있다. 주움렌즈(18)는 소위 "내부초점형 주움렌즈"이고 제 4 렌즈군(18-4)은 초점조절렌즈를 구성한다. 제 4 렌즈군(18-4)은 복수개의 렌즈소자로 구성되고 렌즈소자의 전부 혹은 일부는 초점을 조정하기 위하여 이동된다.

상기 제 1 실시예에서와 같이, 렌즈제어부(19)는 초점검출부(5)에서 계산된 초점신호(VF)의 피일드 출력값을 유지하며 두피일드의 차이값(△V_F)을 계산한 다음 신호와 차이값(△V_F)의 절대값을 근거로하여 촬영렌즈의 초점맞춤상태를 판단한 다음, 모우터구동부(20)에 클럭신호(CK1)과 스태핑모우터(8)의 구동속도 및 방향을 각각 지정하는 회전방향신호(REV1)을 공급한다. 모우터구동부(20)는 클럭신호(CK1)와 회전방향신호(REV1)에 따라서 스태핑모우터(8)를 구동한다. 스태핑모우터(8)는 전달기구(21)를 통하여 소정의 위치까지 주움렌즈(18)의 제 4 렌즈군(18-4)을 이동시킨다. 이러한 방법으로 초점맞춤제어를 실행한다.

보조진동은 제 1 실시예에서와 동일한 경우로 실행된다. 즉 다음과 같은 방법으로 실행된다. 렌즈제어부(19)는 초점맞춤제어에서 스태핑모우터(8)의 구동속도와 방향을 각각 지정하는 클럭신호(CK1) 및 회전방향신호(REV1)를 일단 무관하고 모우터 구동부(20)에 프리세트된 진폭치에 의해서만 전후로 주움렌즈(18)의 제 4 렌즈군(18-4)을 진동시키기 위하여 클럭신호(CK2)와 회전방향신호(REV2)를 제공한다. 따라서, 제 2의 실시예에서는, 스태핑모우터(8)를 사용하므로서, 주움렌즈(18)의 제 4 렌즈군(18-4)을 구동시키기 위하여 초점제어작동과 보조진동을 렌즈제어부(19)에서 제어한다.

이제, 본 실시예에서 보조진동제어방법과 그 효과에 대하여 제 6 도를 참조하면서 설명한다. 제 6a 도와 제 6b 도는 각각 클럭신호(CK2)와 회전방향신호(REV2)의 파형을 시간과 함께 나타내고 있으며, 이 신호는 렌즈제어부(19)에서 형성된다. 본 실시예에 있어서 클럭신호(CK2)의 클럭주파수(fck[HZ])는 일정하므로, 스태핑모우터의 구동속도는 일정하게 된다. 시간(t=(5tv/2)~(9tv/2)(tv는 1피일드기간, 즉 NTSC 방식의 경우 1/60초를 나타낸다) 동안에 회전방향신호는, 예를들면 스태핑모우터(8)를 순방향으로 회전하도록 "H"레벨을 취하는 반면에, 다른 시간에 신호(REV2)는 스태핑모우터(8)를 역방향으로 회전하도록 ("L")레벨을 취한다. 본 실시예에서 보조진동의 진폭은 조건에 따라서 가변적이며, 이것은 진동주기를 일정하게 유지하는 동안 클럭주파수(f_ck)를 변경하므로서 실현된다.

이러한 클럭신호(CK2)와 회전방향신호(REV2)를 수신한 모우터 구동부(20)는 진폭(LA)에서 주움렌즈(18)의 제 4 렌즈군(18-4)을 현재의 위치(L₀)에서 전후로 진동하도록 스태핑모우터(8)를 구동시킨다. 제 6c 도는 시간과 함께 상기 파형을 도시한다. 제 4 렌즈군(18-4)의 위치변위(L(t))가 최대로 되고, 절대값(△L)이 △L=

ㆍf_ckㆍtv일때에, t=(2k-1)ㆍtv(k : 양수)가 된다. 단,

는 스태핑모우터(98)에 의하여 한개의 클럭씩 구동되는 제 4 렌즈군(18-4)의 이동량을 나타낸다.

제 6d 도와 제 6e 도는 초점신호검출부(5)에서 생성된 휘도신호의 고주파성분(C_G)과 초점전압(V_F(t))의 시간응답파형을 나타낸다.

렌즈제어부(19)는 피크검출기(8)로부터 형성되는 초점전압(V_F(t))의 값을, 위치변위(L(t))이 현위치(L₀)로부터의 위치변위(L(t))를 길이방향으로 최대가 되는 한쌍의 시간(예 : t=3tv 및 t=5tv)에서, 비교하므로써 초점맞춤방향을 결정한다.

V_F(3tv)=V_F1이 V_F(5tv)=V_F3보다 크다고 가정하면, 렌즈제어부(19)는 t=3tv에서 변위의 방향에서, 즉 변위 L(t)를 증가시키는 방향으로 제 4 렌즈군(18-4)이 구동되도록 초점맞춤방향을 결정한다.

일반적으로, 촬영렌즈의 부분을 이동하므로써 촬영된 영상의 크기변화가 되는 "피일드각도의 변화"가 발생한다. 결과적으로, 보조진동과 같은 렌즈의 부분적인 진동은 피일드각도의 변경과 영상품질의 저하를 인식하게 한다. 그러나, 본 실시예에서, 초점조절을 위한 렌즈이동부는 미약한 초점조절기능을 가지는 렌즈군뒤에 초점조절기능을 가지는데 제 4 렌즈군(18-4)이 설치되므로, 보조진동은 피일드각의 변경이 상당히 미세하게 인식할 수 없다.

또한, 보조진행을 실행하는 동안, 진동으로 인하여 희미한 상태가 불가피하게 발생하지만, 본 발명에서는 눈에 띄지 않게 할 수 있다. 특히, 본 실시예에서는 보조진동의 진동주기를 수십초분의 1초 그리고 진동진폭을 대략 촬영렌즈의 피일드심도로 설정할 수 있다. 결과적으로, 보조진동에 의하여 일어나는 희미한 상태에 대한 인식감도를 줄일 수 있다.

제 2 실시예에 의하면, 간단한 구조로 초점맞춤방향을 검출하고, 고속으로 안정하게 응답하는 자동초점조절에 대한 실현을 확실하게 한다.

상기 제 2 실시예와 동일한 구조에 의하여 실행되고 렌즈제어부에 의하여 명령된 보조진동의 윤곽이 상이한 자동초점조절에 관한 방법이 있다.

이제, 이러한 방법의 보조진동작동을 제 5 도 및 제 7 도를 참조하면서 기술한다. 제 7a 도와 제 7b 도는 각각 클럭신호(CK2) 및 회전방향신호(REV2)의 파형을 시간과 함께 나타내며, 이 신호는 제 5 도에 나타난 렌즈제어부(19)에 의하여 생성된다. 이 경우에 있어서, 클럭신호(CK2)의 클럭주파수(f_ck[HZ]는 일정하므로 스태핑모우터(8)의 구동속도도 또한 일정하게 된다(구동주파수가 2f_ck[pps]라고 가정할 경우). 회전방향신호(REV2)는 "H"와 "L"의 상태를 반복하고 그 주기는 이 반복이 되풀이될때마다 두개의 신호로 증가한다. 특히, 제 7b 도에서 회전 방향신호(REV2)가 주기(t=0~t₁, t₃~t₅, t₇~t₈) 동안에 스태핑모우터(8)를 순방향으로 회전하도록"L"상태를 취하는 반면에 회전방향신호(REV2)가 주기(t=t₁~t₃, t₅~t₇) 동안에 스태핑모우터(8)를 역방향으로 회전하도록 "H" 상태를 취한다.

시간간격은 다음과 같이 설정된다.

t₁=t₄-t₃=n/f_ck

t₂-t₁=t₃-t₂=n/f_ck

t_5-t₄=t₈-t₇=2ㆍn/f_ck

t₆-t₅=t₇-t₆=2ㆍn/f_ck

(n ; 정수)

또한 시간(t=t6)후에 "H"와 "L"레벨신호는 반복주기가 두개의 신호로 증가하는 동안 교호적으로 출력된다.

이러한 클럭신호(CK2)와 회전방향신호(REV2)를 수신한 모우터구동부(20)는 스태핑모우터(8)를 구동하여 주움렌즈(18)의 제 4 렌즈군(18-4)을 정지위치(L₀)에서 전후로 교대로 진동하게 한다. 제 7c 도는 제 4 렌즈군(18-4)의 변위(L(t))의 파형을 시간과 함께 나타내고 있다. 회전방향신호(REV2)의 "H"-"L" 반복주기가 두개의 신호로 증가하게 되고, 또한 변위(L(t))의 진동진폭도 두개의 신호와 함께 증가하게 된다.

렌즈제어부(19)는, 현재 위치(L₀)로부터 변위(L(t))가 최대가 되는 한쌍의 시간(제 7 도에 있어서, t₁및 t₃, t₅및 t₇)에서 초점신호검출부(5)에 의하여 생성되는 초점전압(V_F)의 값을 비교하므로써 초점맞춤방향을 결정한다. 그러므로, t=t₁및 t=t₃에서 초점신호값(VF)을 비교하므로서 초점맞춤방향을 검출할때에 보조진동제어는 즉시 정지되고 주움렌즈(18)의 제 4 렌즈군(18-4)은 검출된 방향으로 이동된다. 동시에 초점맞춤제어를 근거로하여 자동초점조절제어를 다시 시작한다.

Claims (17)

1. 피사체(2)를 촬상하기 위하여 싱기 피사체로부터 반사되는 광선을 초점에 맞추는 집속렌즈(1-1), (18-4)를 구비한 촬영렌즈(1), (18)와 상기 촬영렌즈를 통하여 형성된 상을 전기신호로 변환하는 촬상수단(3)을 가지는 촬영수단(1), (3), (18)과, 상기 전기 신호를 처리하여 비데오신호(C₀)를 얻는 단일 처리수단(4)과, 상기 비데오 신호로부터 상기 촬상수단에 형성되어 있는 영상의 초점상태를 검출하고 검출된 초점상태를 나타내는 초점신호(1/F)를 출력하는 초점검출수단(15)과, 상기 촬영렌즈의 광축을 따라서 상기 집속렌즈를 구동시켜 초점을 조정하고 상기 촬영수단에 형성되어 있는 영상의 초점상태를 주기적으로 변화시키는 보조진동을 발생시켜 상기 촬상수단을 구동시키므로서 상기 초점신호를 변동시키는 구동수단(8)(9), (8)(21)과, 상기 제어수단은 상기 구동수단에 명령을 보내어 소정의 주기동안 상기 보조진동을 발생하여 상기 보조진동에 의해 발생된 상기 초점신호(1/F)의 변동으로부터 상기 집속렌즈(1-1), (18-4)를 이동하는 초점맞춤방향을 검출하기 위하여, 상기 구동수단에 명령을 보내거나 상기 초점맞춤방향으로 상기 구동수단(8)(9), (8)(21)에 의해 상기 집속렌즈를 이동하는 초점맞춤제어동작을 실행하기 위하여 상기 구동수단에 다른 명령을 보내는 것중에서 선택적으로 명령을 보내어 상기 초점조절 상태가 최적의 상태로 되도록 상기 구동수단을 제어하는 제어수단(6), (19)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 비데오카메라.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 초점검출수단(5)은 비데오신호의 특정 주파수 이상의 고주파 성분을 추출하고, 상기 고주파 성분으로부터 상기 초점신호(1/F)를 생성하는 것을 특징으로 하는 비데오카메라.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 초점검출수단(5)은 상기 비데오신호의 특정주파수 이상의 고주파 성분을 추출한 다음, 상기 비데오신호의 각 피일드에서 상기 고주파 성분의 최대값을 계산하고, 상기 초점신호(1/F)로서 상기 최대치를 출력하고, 상기 제어수단(6), (19)은 상기 초점신호를 유지하고 연속적인 피일드에서의 초점신호차를 계산하고, 상기 초점상태가 상기 초점차로부터 결정되는 것을 특징으로 하는 비데오카메라.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 제어수단은 상기 제어수단의 제어하에 상기 촬영렌즈(1)의 광축을 따라 현위치에서 전후방향으로 상기 촬상수단(3)을 진동하게 하므로서 상기 보조진동을 발생하는 보조진동수단(11)을 가지는 것을 특징으로 하는 비데오카메라.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 구동수단(8), (21)은 상기 제어수단(19) 제어하에 상기 촬상수단(18)의 광축을 따라 현위치에서 전후방향으로 상기 초점조절렌즈(18-4)를 진동하게 하므로서 상기 보조진동을 일으키는 것을 특징으로 하는 비데오카메라.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 보조진동은 상기 비데오신호의 피일드 주기의 정수배에 대응하는 주기를 가지고 있고, 상기 초점검출수단(5)은 상기 촬상수단(3)의 위치에 관계되는 상기 집속렌즈(1-1), (18-4)의 현위치와 이 현위치의 전후 위치에서 초점신호(1/F)를 얻기위하여 각 피일드내에 초점신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 비데오카메라.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 제어수단(6), (19)은 상기 구동수단(8)(9), (8)(21)이 보조진동을 발생시켜서 초점맞춤방향을 검출한 다음에, 비데오카메라에 처음으로 전원이 공급되었을때 상기 구동수단이 상기 초점 맞춤제어 동작을 실행하는 것을 특징으로 하는 비데오카메라.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 제어수단(6), (19)은 상기 구동수단(8)(9), (8)(21)이 보조진동을 발생시켜서 상기 초점맞춤방향을 검출한 다음에, 피사체와 비데오카메라 사이의 상대적인 위치가 초점맞춤상태에 있는 위치로부터 변경될때에 상기 구동수단이 초점맞춤제어 작동을 실행하는 것을 특징으로 하는 비데오카메라.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 제어수단(6), (19)은 상기 구동수단(8)(9), (8)(21)이 보조진동을 발생시켜서 초점맞춤방향을 검출한 다음에, 초점맞춤상태를 얻은 후에 소정의 양에 의하여 초점신호(1/F)의 레벨을 변경할때에 상기 구동수단이 초점맞춤제어 작동을 실행하는 것을 특징으로 하는 비데오카메라.
10. 제 1 항에 있어서, 상기 제어수단(6), (19)은 상기 구동수단이 보조진동을 계속적으로 발생하게 하고 피사체의 운동과 초점맞춤상태를 얻은 다음에 피사체의 운동과 비데오카메라의 운동을 계속하여 감시하고, 그후에 초점신호(1/F)의 레벨을 소정의 양으로 변경할때에, 상기 제어수단은 초점맞춤방향을 검출한 다음 상기 구동수단(8)(9), (8)(21)이 초점맞춤제어작동을 실행하게 하는 것을 특징으로 하는 비데오카메라.
11. 제 1 항에 있어서, 상기 초점맞춤제어작동을 하는 동안, 상기 제어수단(6), (19)은 상기 구동수단(8)(9), (8)(21)이 소정의 주기동안 상기 보조진동을 발생하고 초점맞춤방향을 검출하도록 초점맞춤제어 작동을 중지시킨 다음에 다시 구동수단이 검출된 초점맞춤방향에 따라 초점맞춤제어 작동을 실행하게 하는 것을 특징으로 하는 비데오카메라.
12. 제 11 항에 있어서, 초점신호(1/F)의 레벨이 상기 초점맞춤제어작동하는 동안 소정의 레벨 이상에 도달하였을때에 상기 제어수단(6), (19)은 상기 구동수단(8)(9), (8)(21)이 소정의 주기동안 상기 보조진동으로 초점맞춤방향을 검출하게 하기 위하여 초점맞춤제어작동을 중지시킨 다음에 상기 구동수단이 초점맞춤제어동작을 실행하도록 하는 것을 특징으로 하는 비데오카메라.
13. 제 1 항에 있어서, 상기 제어수단(6), (19)은 상기 보조진동을 하는 동안 복수의 진폭값을 저장하고 상기 구동수단이 상기 복수진폭값중에서 최소 진폭값으로 1주기 이상동안 현위치에서 전후로 상기 집속렌즈를 진동하게 한 다음, 상기 구동수단(8)(9), (8)(21)이 각 진폭값에서 집속렌즈(1-1), (18-4)를 진동하게 하며 그동안에 진폭값이 상기 초점맞춤방향에 검출될때까지 계속적으로 진폭값을 큰 값으로 변경시키는 동안 상기 구동수단이 각 진폭값에서 초점렌즈를 진동시키는 것을 특징으로 하는 비데오카메라.
14. 제 1 항에 있어서, 상기 제어수단(6), (19)은 상기 보조진동을 하는 동안 복수의 진폭값을 저장하고 피사체와 휘도에 따라 상기 복수진폭값중에서 하나를 선택하는 것을 특징으로 하는 비데오카메라.
15. 제 1 항에 있어서, 상기 제어수단(6), (19)은 상기 보조진동하는 동안 복수의 진폭값을 저장하고 촬영렌즈(1), (18)에 부착된 조리개(12)의 구경크기에 따라 상기 복수진폭값중에서 하나를 선택하는 것을 특징으로 하는 비데오카메라.
16. 제 1 항에 있어서, 상기 제어수단(6), (19)은 상기 보조진동하는 동안 복수의 진폭값을 저장하고 상기 초점검출 수단(5)에 의하여 검출된 상기 초점신호의 레벨에 따라 상기 복수의 진폭값중에서 하나를 선택하는 것을 특징으로 하는 비데오카메라.
17. 제 1 항에 있어서, 촬영렌즈(1), (18)는, 피사체의 가까운 부분으로부터 차례로, 정의 굴절력을 가진 제 1 의 렌즈군(1-1), (18-1)과, 부의 굴절력과 영상확대 변경 기능을 가진 제 2의 렌즈군(1-2), (18-2)과 상기 제 1 의 렌즈군과 제 2의 렌즈군의 합계 굴절력을 상쇄하는 굴절력을 가진 제 3 의 렌즈군(1-3), (18-3)과, 정의 굴절력과 초점조절 기능을 가지는 제 4 의 렌즈군(1-4), (18-4)으로 이루어진 줌(Zoom)렌즈이고, 상기 제 2의 렌즈군은 상기 초점조절렌즈로 사용되는 것을 특징으로 하는 비데오카메라.

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