DE69416039T2

DE69416039T2 - Automatisches Fokussierungsgerät zur automatischen Fokusanpassung in Abhängigkeit von Videosignalen

Info

Publication number: DE69416039T2
Application number: DE69416039T
Authority: DE
Inventors: Toshinobu Haruki
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1993-06-17
Filing date: 1994-06-17
Publication date: 1999-09-02
Anticipated expiration: 2014-06-18
Also published as: EP0630153A1; KR950002407A; US5757429A; EP0630153B1; DE69416039D1; KR100275185B1; US5574502A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen eine automatische Fokussiervorrichtung und insbesondere eine Verbesserung einer automatischen Fokussiervorrichtung zur automatischen Abstimmung des Brennpunkts in bezug auf ein Objekt als Reaktion auf ein von einem Bildsensor erhaltenes Videosignal in einer Bildabtastvorrichtung, wie z. B. einer Videokamera, mit einem automatischen Fokussiermechanismus.

Beschreibung des Standes der Technik

Herkömmlicherweise wurde bei einer automatischen Fokussiervorrichtung, die in einer Bildabtastvorrichtung, wie z. B. einer Videokamera, verwendet wird, eine Vorgehensweise entwickelt, die ein von einem Bildsensor erhaltenes Videosignal selbst zum Auswerten des Stadiums der Scharfeinstellung verwendet. Gemäß einer solchen Vorgehensweise können viele gute Eigenschaften erhalten werden. Es ist beispielsweise im wesentlichen keine Parallaxe vorhanden. Außerdem kann der Brennpunkt exakt abgestimmt werden, selbst wenn die Tiefenschärfe klein ist und sich ein Objekt in der Ferne befindet. Darüber hinaus muß gemäß dieser Vorgehensweise kein spezieller Sensor zur automatischen Fokussierung separat vorgesehen werden, so daß die Vorrichtung einen sehr einfachen Mechanismus besitzt.
Als ein Beispiel eines solchen Scharfeinstellungsverfahrens, das ein Videosignal verwendet, war üblicherweise ein Servosystem mit einem Regelungsverfahren, dem sogenannten Hill-Climbing, bekannt. Das Hill-Climbing-Servosystem ist beispielsweise in den Patenten der Vereinigten Staaten Nrn. 4 922 346 und 5 003 339 beschrieben. Kurz dargelegt, wird eine Hochfrequenzkomponente eines Videosignals bei jedem einzelnen Feld als Brennpunktauswertungswert erfaßt, der Brennpunktauswertungswert wird immer mit einem Brennpunktauswertungswert verglichen, der ein Feld vorher erfaßt wurde, und die Position einer Fokussierlinse läßt man kontinuierlich geringfügig pendeln, derart, daß der Brennpunktauswertungswert immer den Maximalwert annimmt.
Wenn bei dem vorstehend beschriebenen Hill-Climbing- Servosystem nur der Verlauf eines Brennpunktauswertungswerts erfaßt wird, wird die Fokussierlinse durch ständiges Antreiben der Fokussierlinse in Richtung des zunehmenden Brennpunktauswertungswerts in der defokussierten Position nicht gestoppt, selbst wenn das Objekt geändert wird, so daß sehr gute Nachlaufeigenschaften bezüglich des Objekts erreicht werden können.
Fig. 6 ist ein Blockdiagramm, das die gesamte Struktur der automatischen Fokussiervorrichtung zeigt, und Fig. 7 ist ein Blockdiagramm, das Einzelheiten der Brennpunktauswertungswert-Erzeugungsschaltung von Fig. 6 zeigt.
Mit Bezug auf Fig. 6 umfaßt die Videokamera einen Fokussierring 2 zum Vorwärts- und Rückwärtsbewegen der Fokussierlinse 1, einen Fokussiermotor 3 zum Ansteuern des Fokussierrings 2, einen Blendenmechanismus 21 zum Einstellen der Belichtung und eine Bildsensorschaltung 4 mit einem Bildsensor (nicht dargestellt), wie einem CCD.
Ein auf einer Oberfläche des Bildsensors durch die Fokussierlinse 1 erzeugtes Bild wird durch die Bildabtastschaltung 4 in ein Videosignal umgewandelt und an eine Brennpunktauswertungswert-Erzeugungsschaltung 5 angelegt. Mit Bezug auf Fig. 7, welche Einzelheiten der Brennpunktauswertungswert-Erzeugungsschaltung 5 zeigt, wird eine Leuchtdichtesignalkomponente in dem Videosignal, das von der Bildabtastschaltung 4 angelegt wird, an einen Asynchronseparator 5a und an einen Hochpaßfilter (HPF) 5c angelegt. Wenn das Leuchtdichtesignal durch den Hochpaßfilter 5c läuft, wird nur die Hochfrequenzkomponente von dem Leuchtdichtesignal abgetrennt und wird an einen Detektor 5d angelegt. Die Amplitude der Hochfrequenzkomponente des Leuchtdichtesignals wird vom Detektor 5d erfaßt und das erfaßte Ausgangssignal wird abgetastet und fortlaufend durch einen A/D-Wandler 5e in einen digitalen Wert umgewandelt.
Unterdessen trennt der Synchronseparator 5a ein Vertikal- Synchronsignal und ein Horizontal-Synchronsignal von dem angelegten Leuchtdichtesignal und legt diese an eine Gatesteuerschaltung 5b an. Die Gatesteuerschaltung 5b legt als Reaktion auf die angelegten Vertikal- und Horizontal- Synchronsignale und auf ein konstantes Ausgangssignal eines Oszillators (nicht dargestellt) eine rechteckige Fokussierfläche in einem zentralen Teil eines Bildes fest. Die Gatesteuerschaltung 5b legt ein Signal zum Öffnen oder Schließen eines Gates bei jedem Feld an die Gateschaltung 5f an, so daß der Durchlaß der Hochfrequenzkomponente des Leuchtdichtesignals, das digitalisiert wurde, nur im Bereich der Fokussierfläche gestattet wird. Die Gateschaltung 5f kann überall in der ersteren Stufe einer Integrationsschaltung 5g vorgesehen sein, welche später beschrieben wird.
Nur das erfaßte Ausgangssignal, das der Fokussierfläche entspricht, wird bei jedem Feld durch die Gateschaltung 5f an die Integrationsschaltung 5g angelegt. Die Integrationsschaltung 5g integriert das angelegte erfaßte Ausgangssignal Feld für Feld und liefert das Ergebnis als Brennpunktauswertungswert (FEV) des aktuellen Feldes. Mit anderen Worten, in der Integrationsschaltung 5g wird eine digitale Integration ausgeführt, bei der A/D-umgewandelte Ausgangssignale der im Zeitraum von 1 Feld erhaltenen Fokussierfläche alle addiert werden.
Die wie vorstehend beschrieben strukturierte Brennpunktauswertungswert-Erzeugungsschaltung 5 gibt ständig den Brennpunktauswertungswert von 1 Feld aus und die Schaltungen in der nachfolgenden Stufe starten die Fokussieroperation unter Verwendung des Brennpunktauswertungswerts.
Fig. 8 ist eine Kurve, die die Beziehung zwischen dem Brennpunktauswertungswert und der Linsenposition (Abstand zwischen der Linse und dem Objekt, das heißt, die Objektweite) in der in Fig. 6 gezeigten automatischen Fokussiervorrichtung zeigt. In Fig. 8 stellt die Abszisse die Position der Fokussierlinse dar und die Ordinate stellt den Brennpunktauswertungswert dar.
Mit Bezug auf Fig. 6 und 8 wird unmittelbar, nachdem eine automatische Fokussieroperation gestartet ist, der Brennpunktauswertungswert, der dem ersten Feld entspricht und von der Brennpunktauswertungswert-Erzeugungsschaltung 5 geliefert wird, an einen Maximalwertspeicher 6 und einen Anfangswertspeicher 7 angelegt und darin gehalten. Danach regelt eine Fokussiermotor-Regelungsschaltung 10 eine Fokussiermotor-Treiberschaltung 31 derart, daß sich der Fokussiermotor 3 in einer vorgeschriebenen Richtung dreht. Dann vergleicht ein Vergleicher 9 den anfänglichen Brennpunktauswertungswert, der im Anfangswertspeicher 7 gehalten wird, und den aktuellen Brennpunktauswertungswert, der von der Brennpunktauswertungswert-Erzeugungsschaltung 5 bereitgestellt wird, und liefert ein Vergleichssignal. Die Fokussiermotor-Regelungsschaltung 10 initialisiert die Drehrichtung des Fokussiermotors 3 als Reaktion auf das Vergleichssignal.
Insbesondere dreht die Fokussiermotor-Regelungsschaltung 10 den Fokussiermotor 3 in der vorstehend beschriebenen vorbestimmten Richtung, bis der Vergleicher 9 ein Vergleichsausgangssignal "groß" oder "klein" erzeugt. Wenn ein Vergleichsausgangssignal, das anzeigt, daß der aktuelle Brennpunktauswertungswert größer ist als der anfängliche Brennpunktauswertungswert, der im Anfangswertspeicher 7 gehalten wird, aus dem Vergleicher 9 ausgegeben wird, behält die Fokussiermotor-Regelungsschaltung 10 die vorstehend erwähnte vorgeschriebene Drehrichtung bei. Wenn ein Vergleichsausgangssignal, das anzeigt, daß der aktuelle Brennpunktauswertungswert kleiner ist als der anfängliche Brennpunktauswertungswert, erhalten wird, kehrt die Fokussiermotor-Regelungsschaltung 10 die Drehrichtung des Fokussiermotors 3 um.
Somit ist die Initialisierung der Drehrichtung des Fokussiermotors 3 beendet, und von diesem Zeitpunkt an überwacht die Fokussiermotor-Regelungsschaltung 10 das Ausgangssignal aus dem Vergleicher 8. Um eine Fehlfunktion aufgrund von Rauschen des Brennpunktauswertungswerts zu verhindern, ist der Vergleicher 9 dazu ausgelegt, das Vergleichsausgangssignal, das "groß" oder "klein" anzeigt, so lange nicht zu erzeugen, wie die Differenz zwischen dem anfänglichen Brennpunktauswertungswert und dem aktuellen Brennpunktauswertungswert einen vorbestimmten Schwellenwert nicht übersteigt.
Unterdessen vergleicht der Vergleicher 8 den maximalen Brennpunktauswertungswert, der bis jetzt im Maximalwertspeicher 6 gehalten wurde, und den aktuellen Brennpunktauswertungswert, der aus der Brennpunktauswertungswert-Erzeugungsschaltung 5 ausgegeben wird, und gibt zwei unterschiedliche Vergleichssignale S1 und S2 aus, die einen Modus (erster Modus), bei dem der aktuelle Brennpunktauswertungswert größer ist als der Brennpunktauswertungswert, der im Maximalwertspeicher 6 gehalten wird, und einen Modus (zweiter Modus), bei dem der aktuelle Brennpunktauswertungswert um mehr als einen vorbestimmten Schwellenwert M vermindert ist, anzeigen. Wenn der aktuelle Brennpunktauswertungswert größer ist als der Inhalt des Maximalwertspeichers 6, wird hier der Inhalt des Maximalwertspeichers als Reaktion auf das Ausgangssignal S1 des Vergleichers 8 aktualisiert, so daß der Maximalwert des Brennpunktauswertungswerts soweit immer im Maximalwertspeicher 6 gehalten wird.
Ein Motorpositionsdetektor 30 erfaßt das Ausmaß der Drehung des Fokussiermotors 3 und erzeugt ein entsprechendes Linsenpositionssignal. Das Linsenpositionssignal gibt die Position (Linsenposition) der Linse 1 in Richtung der optischen Achse an. Das Linsenpositionssignal wird an einen Linsenpositionsspeicher 13 angelegt. Ähnlich dem 1 Maximalwertspeicher 6 wird der Linsenpositionsspeicher 13 als Reaktion auf das Ausgangssignal S1 aus dem Vergleicher 8 derart aktualisiert, daß immer das Linsenpositionssignal, bei dem der Brennpunktauswertungswert das Maximum erreicht, gespeichert wird.
Wie vorstehend beschrieben, überwacht die Fokussiermotor- Regelungsschaltung 10 das Ausgangssignal aus dem Vergleicher 8, während der Fokussiermotor 3 als Reaktion auf das Ausgangssignal aus dem Vergleicher 9 in der anfänglich festgelegten Richtung gedreht wird. Wenn das Vergleichsausgangssignal S2 des zweiten Modus, das anzeigt, daß der aktuelle Brennpunktauswertungswert gegenüber dem maximalen Brennpunktauswertungswert um mehr als den Schwellenwert M sinkt, aus dem Vergleicher 8 erhalten wird, kehrt die Fokussiermotor-Regelungsschaltung 10 die Drehrichtung des Fokussiermotors 3 um, wie in Fig. 8 gezeigt. Durch diese Rückwärtsdrehung des Fokussiermotors 3 schaltet die Bewegungsrichtung der Linse von der Richtung zum Bildsensor in die vom Bildsensor wegweisende Richtung um, oder umgekehrt.
Nachdem der Fokussiermotor 3 umgekehrt ist, vergleicht ein Vergleicher 14 den Inhalt im Linsenpositionsspeicher 13, der dem Maximalwert des Brennpunktauswertungswerts entspricht, mit dem aktuellen Linsenpositionssignal, das vom Motorpositionsdetektor 30 geliefert wird. Wenn diese zwei übereinstimmen, das heißt, wenn die Linse 1 in eine Position zurückkehrt, in der der Brennpunktauswertungswert das Maximum erreicht, stoppt die Fokussiermotor- Regelungsschaltung 10 die Drehung des Fokussiermotors 3. Gleichzeitig liefert die Fokussiermotor-Regelungsschaltung 10 ein Linsenstopsignal LS. Auf die vorstehend beschriebene Weise werden eine Reihe von automatischen Fokussieroperationen vollendet.
Ein Speicher 11 und ein Vergleicher 12 sind zum Wiederaufnehmen einer automatischen Fokussieroperation durch die Fokussiermotor-Regelungsschaltung 10, wenn sich der Brennpunktauswertungswert um mehr als einen vorbestimmten Schwellenwert ändert, während die Fokussierlinse gestoppt ist, vorgesehen. Insbesondere wird ein Brennpunktauswertungswert zu dem Zeitpunkt, zu dem die automatische Fokussieroperation durch die Fokussiermotor- Regelungsschaltung 10 beendet wird und das Linsenstopsignal LS erzeugt wird, im Speicher 11 gehalten. Der Vergleicher 12 vergleicht den Inhalt des Speichers 11 mit dem aktuellen Brennpunktauswertungswert, der von der Brennpunktauswertungswert-Erzeugungsschaltung 5 geliefert wird, und wenn die Differenz dazwischen den vorbestimmten Schwellenwert übersteigt, wird angenommen, daß es eine Änderung in dem Objekt gab, und ein Signal, das die Änderung des Objekts anzeigt, wird an die Fokussiermotor- Regelungsschaltung 10 angelegt. Folglich wird die automatische Fokussieroperation durch die Fokussiermotor- Regelungsschaltung 10 wieder aufgenommen, so daß eine automatische Fokussieroperation im Anschluß an die Änderung des Objekts erreicht werden kann.
Die vorstehend beschriebene automatische Fokussiervorrichtung leidet jedoch unter den folgenden Nachteilen.
Erstens, da die Drehgeschwindigkeit des Fokussiermotors 3 nicht erhöht werden kann, ist es schwierig, eine automatische Fokussieroperation mit hoher Geschwindigkeit zu erreichen.
Mit Bezug auf Fig. 8 wird angenommen, daß die automatische Fokussieroperation in dem Stadium gestartet wird, in dem sich die Linse in einer Position A auf der Seite des Objekts befindet, die von einer Brennpunktposition P beträchtlich beabstandet ist. In diesem Fall dreht sich der Fokussiermotor 3 in Richtung des zunehmenden Abstands zwischen der Linse und dem Objekt von der Position A, wo der Brennpunktauswertungswert klein ist und das Objekt signifikant defokussiert ist, so daß der Brennpunktauswertungswert schnell ansteigt. Wenn die Linse die Nähe des Punkts P1 erreicht, wird der Ansteig des Brennpunktauswertungswerts mäßig. Dann geht die Linse durch die Brennpunktposition P und erreicht eine Position P' der Linse, wo der Brennpunktauswertungswert um mehr als den vorstehend erwähnten Schwellenwert M sinkt. Anschließend kehrt die Linse von der Linsenposition P' in die Brennpunktposition P zurück und stoppt dort.
Es ist erforderlich, daß eine solche Reihe von automatischen Fokussieroperationen mit hoher Geschwindigkeit durchgeführt wird. Wenn die Fokussierlinse 1 mit hoher Geschwindigkeit durch Drehen des Fokussiermotors 3 mit hoher Geschwindigkeit bewegt wird, entsteht jedoch das folgende Problem.
Zunächst ist es unvermeidbar, daß aufgrund der Trägheit des Motors selbst ein Überlauf auftritt, wenn der Motor in der Position P' umgekehrt wird oder der Motor in der Linsenposition P gestoppt wird. Je höher die Drehgeschwindigkeit des Fokussiermotors 3 ist, desto größer wird der Überlauf. Folglich wird die Zeit, bis die Linse die Brennpunktposition erreicht, eher verlängert.
Das herkömmliche automatische Fokussiersystem ist in der Fokussiergenauigkeit und im Ansprechen auf Objekte in großer Vielfalt überlegen. Ob die Brennpunktposition erreicht ist oder nicht, wird jedoch durch die Abnahme des Brennpunktauswertungswerts ermittelt, und es kommt zwangsläufig zu einer Verzögerung des Brennpunktauswertungswerts um den Zeitraum von dem Zeitpunkt, zu dem das Licht in den Bildsensor einfällt, bis zum Ende der Integration in der Brennpunktauswertungswert- Erzeugungsschaltung 5, die Fokussierlinse 1 kann nicht anders, als prinzipiell über die Brennpunktposition hinauszulaufen. Wenn die Bewegungsgeschwindigkeit der Linse erhöht wird, wäre folglich das Ausmaß des Überlaufs der Fokussierlinse 1 signifikant groß. Daher ist eine Unschärfe des Bildes, die durch den Überlauf verursacht wird, unvermeidbar.
Somit kann bei der herkömmlichen automatischen Fokussiervorrichtung die Drehgeschwindigkeit des Fokussiermotors 3 nicht sehr hoch eingestellt werden, so daß eine automatische Fokussieroperation mit hoher Geschwindigkeit nicht durchgeführt werden kann.
Darüber hinaus leidet die herkömmliche automatische Fokussiervorrichtung unter dem Nachteil, daß sich der Brennpunktauswertungswert aufgrund von Zeilensprungabtastung ändert. Insbesondere wird bei der vorstehend beschriebenen herkömmlichen automatischen Fokussiervorrichtung die Position der Linse derart geregelt, daß ein Brennpunktauswertungswert, der von einem Pegel einer Hochfrequenzkomponente des Videosignals erhalten wird, immer das Maximum ist. Da das Videosignal jedoch im allgemeinen einer Zeilensprungabtastung unterworfen ist, werden die Positionen von geraden und ungeraden Feldern, die ein Bild ausmachen, in dem Bild um eine Abtastzeile verschoben.
Selbst wenn das gleiche Objekt kontinuierlich aufgenommen wird, schwankt folglich der Brennpunktauswertungswert bei jedem Feld, was zu dem Nachteil führt, daß die Linsenposition, in der der Brennpunktauswertungswert das Maximum erreicht, nicht definitiv ermittelt werden kann.
In EP-A-0 331 502 ist eine Scharfeinstellungsvorrichtung für eine Videokamera offenbart, wobei bei dieser Vorrichtung das Verhältnis des Änderungsausmaßes auf der Basis des Änderungsausmaßes des Auswertungswerts und des Änderungsausmaßes der Position der Linse in einem Feld, das heißt, zwischen dem gegenwärtigen Feld und dem letzten Feld und zwischen dem letzten Feld und dem vorletzten Feld, berechnet wird, was bedeutet, daß der Einfluß des Zeilensprungs verbleibt. In US-A-4 920 420 ist ein automatisches Fokussiersystem offenbart, aber in diesem Dokument wird ein solcher Unterschied überhaupt nicht erörtert.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Daher ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung einer automatischen Fokussiervorrichtung, die eine automatische Fokussieroperation mit hoher Geschwindigkeit ermöglicht.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer automatischen Fokussiervorrichtung, die den Überlauf der Linse in der Brennpunktposition verringern kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt die automatische Fokussiervorrichtung zur automatischen Abstimmung des Brennpunkts in bezug auf ein Objekt als Reaktion auf ein Videosignal, das von einer Bildabtastschaltung nach Anspruch 1 mit einer Linse und einem Bildsensor, der durch die Linse einfallendes Licht empfängt, erhalten wird, eine Brennpunktauswertungswert-Bereitstellungseinheit, eine Linsenposition-Änderungseinheit, eine Berechnungseinheit und eine Geschwindigkeitsregelungseinheit. Die Brennpunktauswertungswert-Bereitstellungseinheit liefert den Pegel einer Hochfrequenzkomponente des Videosignals, das von der Bildabtastschaltung erhalten wird, als Brennpunktauswertungswert in jedem ersten vorgeschriebenen Zeitraum. Die Linsenposition-Änderungseinheit ändert die relative Position der Linse entlang der Richtung der optischen Achse bezüglich des Bildsensors, so daß der Brennpunktauswertungswert aus der Brennpunktauswertungswert-Bereitstellungseinheit das Maximum erreicht. Die Berechnungseinheit berechnet das Verhältnis des Änderungsausmaßes des Brennpunktauswertungswerts in einem zweiten vorgeschriebenen Zeitraum bezüglich des Änderungsausmaßes der entsprechenden Linsenposition und liefert das Ergebnis als Auswertungswert-Änderungsgeschwindigkeit. Die Geschwindigkeitsregelungseinheit regelt die Geschwindigkeit der Änderung der relativen Linsenposition durch die Linsenposition-Änderungseinheit als Reaktion auf die Auswertungswert-Änderungsgeschwindigkeit aus der Berechnungseinheit.
Bei der vorstehend beschriebenen automatischen Fokussiervorrichtung integriert die Brennpunktauswertungswert-Bereitstellungseinheit die Hochfrequenzkomponente bei jedem Feld und liefert das Ergebnis als Brennpunktauswertungswert. Die Berechnungseinheit berechnet das Verhältnis des Änderungsausmaßes des Brennpunktauswertungswerts von einem bestimmten Feld und einem Feld, das um zwei folgt, bezüglich des Änderungsausmaßes der entsprechenden relativen Linsenposition und liefert das Ergebnis als Auswertungswert-Änderungsgeschwindigkeit.
Die Berechnungseinheit nach Anspruch 3 berechnet das Verhältnis des Änderungsausmaßes des Brennpunktauswertungswerts von einem bestimmten Feld zum nächsten Feld bezüglich des Änderungsausmaßes der entsprechenden Linsenposition und liefert das Ergebnis als Auswertungswert-Änderungsgeschwindigkeit.
Die vorangehenden und weitere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen besser ersichtlich.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das die gesamte Struktur einer automatischen Fokussiervorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 2 ist eine Kurve, welche die Beziehung zwischen einem Brennpunktauswertungswert und einer Position einer Fokussierlinse in der in Fig. 1 dargestellten automatischen Fokussiervorrichtung zeigt.
Fig. 3 ist ein Blockdiagramm, das die gesamte Struktur einer automatischen Fokussiervorrichtung gemäß der Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 4 entfällt.
Fig. 5 entfällt.
Fig. 6 ist ein Blockdiagramm, das die gesamte Struktur einer herkömmlichen automatischen Fokussiervorrichtung zeigt.
Fig. 7 ist ein Blockdiagramm, das Einzelheiten einer Brennpunktauswertungswert-Erzeugungsschaltung von Fig. 6 zeigt.
Fig. 8 ist eine Kurve, welche die Beziehung zwischen dem Brennpunktauswertungswert und der Position der Fokussierlinse in der in Fig. 6 gezeigten automatischen Fokussiervorrichtung zeigt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden mit Bezug auf die Figuren ausführlich beschrieben. In den Figuren bezeichnen die gleichen Bezugszeichen die gleichen oder entsprechende Teile.
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das die gesamte Struktur der automatischen Fokussiervorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt. Mit Bezug auf Fig. 1 umfaßt die automatische Fokussiervorrichtung eine Fokussierlinse 1, einen Fokussierring 2 zum Bewegen der Fokussierlinse 1 entlang der Richtung der optischen Achse, einen Fokussiermotor 3 zum Drehen des Fokussierrings und eine Bildabtastschaltung 4 mit einem Bildsensor, wie z. B. einem CCD (nicht dargestellt), der durch die Fokussierlinse 1 einfallendes Licht empfängt. Zwischen der Fokussierlinse 1 und dem Bildsensor ist ein Blendenmechanismus 21 zum Einstellen der Lichtmenge, die auf den Bildsensor durch die Fokussierlinse 1 einfällt, vorgesehen. Als Reaktion auf das einfallende Licht erzeugt die Bildabtastschaltung 4 ein Videosignal.
Die automatische Fokussiervorrichtung umfaßt ferner eine Brennpunktauswertungswert-Erzeugungsschaltung 5, die den Pegel der Hochfrequenzkomponente des Videosignals, das von der Bildabtastschaltung 4 erhalten wird, erfaßt und den Pegel der Hochfrequenzkomponente bei jedem Feld integriert, um das Ergebnis als Brennpunktauswertungswert (FEV) bereitzustellen. Das Videosignal aus der Bildabtastschaltung 4 wird auch an eine Signalverarbeitungsschaltung (nicht dargestellt) angelegt und das darin verarbeitete Videosignal wird beispielsweise auf einem Magnetband aufgezeichnet.
Die automatische Fokussiervorrichtung umfaßt ferner einen Maximalwertspeicher 6, einen Anfangswertspeicher 7, Vergleicher 8 und 9, einen Motorpositionsdetektor 30, einen Linsenpositionsspeicher 13, einen Vergleicher 14, eine Fokussiermotor-Regelungsschaltung 110 und eine Fokussiermotor-Treiberschaltung 131. Durch diese Komponenten wird die Position der Fokussierlinse 1 derart verändert, daß der Brennpunktauswertungswert aus der Brennpunktauswertungswert-Erzeugungsschaltung 5 zum Maximum wird.
Die automatische Fokussiervorrichtung umfaßt ferner einen Speicher 11 und einen Vergleicher 12, und durch diese Komponenten wird, wenn sich das Objekt nach dem Ende der Fokussieroperation ändert, die automatische Fokussieroperation durch die Fokussiermotor- Regelungsschaltung 110 wieder aufgenommen.
Die Strukturen und die Operation sind bis hier etwa die gleichen wie jene der in Fig. 6 dargestellten herkömmlichen automatischen Fokussiervorrichtung und daher wird deren ausführliche Beschreibung nicht wiederholt. Die Fokussiermotor-Regelungsschaltung 110 und die Fokussiermotor-Treiberschaltung 131 sind jedoch darüber hinaus mit neuen Funktionen ausgestattet, die später beschrieben werden.
Die automatische Fokussiervorrichtung umfaßt ferner vier Brennpunktauswertungswertspeicher 41 bis 44. Diese vier Speicher 41 bis 44 speichern jeweils Brennpunktauswertungswerte von 4 Feldern, die kontinuierlich von der Brennpunktauswertungswert- Erzeugungsschaltung 5 geliefert werden.
Die automatische Fokussiervorrichtung umfaßt ferner fünf Positionsprotokollspeicher 51 bis 55. Diese fünf Speicher 51 bis 55 speichern jeweils Positionsdaten der Fokussierlinse 1 in 5 Feldern, die kontinuierlich vom Motorpositionsdetektor 30 geliefert werden.
Die automatische Fokussiervorrichtung umfaßt ferner eine FEV-Änderungsausmaß-Berechnungsschaltung 61, eine Positionsänderungsausmaß-Berechnungsschaltung 63 und eine FEV-Änderungsgeschwindigkeit-Berechnungsschaltung 65. Die Berechnungsschaltung 61 berechnet das Änderungsausmaß A1 des Brennpunktauswertungswerts auf der Basis des Brennpunktauswertungswerts V1, der im Speicher 41 gespeichert ist, und des Brennpunktauswertungswerts V3, der im Speicher 43 gespeichert ist. Die Berechnungsschaltung 63 berechnet das Änderungsausmaß V1 der Linse 1 auf der Basis der Positionsdaten L1, die im Speicher 52 gespeichert sind, und der Positionsdaten L3, die im Speicher 54 gespeichert sind. Die Berechnungsschaltung 65 berechnet die Änderungsgeschwindigkeit R1 des Brennpunktauswertungswerts auf der Basis der Änderungsausmaße A1 und B1 aus den Berechnungsschaltungen 61 und 63.
Die automatische Fokussiervorrichtung umfaßt ferner eine FEV-Änderungsausmaß-Berechnungsschaltung 62, eine Positionsänderungsausmaß-Berechnungsschaltung 64 und eine FEV-Änderungsgeschwindigkeit-Berechnungsschaltung 66. Die Berechnungsschaltung 62 berechnet das Änderungsausmaß A2 des Brennpunktauswertungswerts auf der Basis des Brennpunktauswertungswerts V2, der im Speicher 42 gespeichert ist, und des Brennpunktauswertungswerts V4, der im Speicher 44 gespeichert ist. Die Berechnungsschaltung 64 berechnet das Änderungsausmaß V2 der Linsenposition auf der Basis der Positionsdaten L2, die im Speicher 53 gespeichert sind, und der Positionsdaten L4, die im Speicher 55 gespeichert sind. Die Berechnungsschaltung 66 berechnet die Änderungsgeschwindigkeit R2 des Brennpunktauswertungswerts auf der Basis der Änderungsausmaße A2 und B2 aus den Berechnungsschaltungen 62 und 64.
Die automatische Fokussiervorrichtung umfaßt ferner eine Änderungsgeschwindigkeit-Vergleichsschaltung 67 zum Vergleichen der Änderungsgeschwindigkeiten R1 und R2 aus den Berechnungsschaltungen 65 und 66. Die Fokussiermotor- Regelungsschaltung 110 ist derart ausgelegt, daß sie als Reaktion auf das Vergleichsergebnis aus der Vergleichsschaltung 67 ein Geschwindigkeitsregelungssignal SC erzeugt und das Signal an die Fokussiermotor- Treiberschaltung 131 anlegt. Die Fokussiermotor- Treiberschaltung 131 ist dazu ausgelegt, die Drehgeschwindigkeit des Fokussiermotors 3 als Reaktion auf das Geschwindigkeitsregelungssignal SC zu ändern.
Daher sind im Vergleich zur herkömmlichen Vorrichtung bei der automatischen Fokussiervorrichtung der vorliegenden Erfindung die Speicher 41 bis 44 und 51 bis 55, die Berechnungsschaltungen 61 bis 66 und eine Vergleichsschaltung 67 neu hinzugefügt, und die herkömmliche Fokussiermotor-Regelungsschaltung 10 und Fokussiermotor-Treiberschaltung 31 sind verbessert.
Die Operationen der neu bereitgestellten Komponenten werden beschrieben.
In der Ausführungsform 1 wird der Brennpunktauswertungswert FEV aus der Brennpunktauswertungswert-Erzeugungsschaltung 5 an die Vergleicher 8 und 9 wie bei dem Beispiel des Standes der Technik angelegt, und auf der Basis des Brennpunktauswertungswerts wird die Fokussieroperation ausgeführt. Der Brennpunktauswertungswert FEV wird ebenfalls fortlaufend an den Brennpunktauswertungswertspeicher 41 angelegt.
Wenn die Brennpunktauswertungswert-Erzeugungsschaltung 5 einen Brennpunktauswertungswert eines bestimmten Feldes erzeugt, wird der Brennpunktauswertungswert zuerst im Speicher 41 gespeichert. Danach, wenn die Brennpunktauswertungswert-Erzeugungsschaltung 5 einen Brennpunktauswertungswert des nächsten Feldes erzeugt, wird der Brennpunktauswertungswert V1, der im Speicher 41 gespeichert wurde, im Speicher 42 gespeichert und der neue Brennpunktauswertungswert, der gerade von der Brennpunktauswertungswert-Erzeugungsschaltung 5 erzeugt wurde, wird im Speicher 41 gespeichert.
Anschließend, wenn die Brennpunktauswertungswert- Erzeugungsschaltung 5 einen Brennpunktauswertungswert von noch einem weiteren Feld erzeugt, wird der Brennpunktauswertungswert V2, der im Speicher 42 gespeichert wurde, im Speicher 43 gespeichert und der Brennpunktauswertungswert V1, der im Speicher 41 gespeichert wurde, wird im Speicher 42 gespeichert. Der neue Brennpunktauswertungswert, der gerade von der Brennpunktauswertungswert-Erzeugungsschaltung 5 erzeugt wurde, wird im Speicher 41 gespeichert.
Danach, wenn die Brennpunktauswertungswert- Erzeugungsschaltung 5 einen Brennpunktauswertungswert noch eines weiteren Feldes erzeugt, wird der Brennpunktauswertungswert V3, der im Speicher 43 gespeichert wurde, im Speicher 44 gespeichert, der Brennpunktauswertungswert V2, der im Speicher 42 gespeichert wurde, wird im Speicher 43 gespeichert und der Brennpunktauswertungswert V1, der im Speicher 41 gespeichert wurde, wird im Speicher 42 gespeichert. Der neue Brennpunktauswertungswert, der von der Brennpunktauswertungswert-Erzeugungsschaltung 5 erzeugt wurde, wird im Speicher 41 gespeichert.
Folglich ist im Speicher 41 der neueste Brennpunktauswertungswert V1, das heißt, der Brennpunktauswertungswert des aktuellen Feldes, immer im Speicher 41 gespeichert, der Brennpunktauswertungswert V2 von einem Feld vorher ist im Speicher 42 gespeichert, der Brennpunktauswertungswert V3 von zwei Feldern vorher ist im Speicher 43 gespeichert und der Brennpunktauswertungswert V4 von drei Feldern vorher ist im Speicher 44 gespeichert. Kurz gesagt, sind in diesen vier Speichern 41 bis 44 jeweils die Brennpunktauswertungswerte von vier Feldern, das heißt, vom aktuellen Feld bis zum drittletzten Feld gespeichert.
Wie vorstehend beschrieben, wird der Brennpunktauswertungswert fortlaufend Feld für Feld erzeugt. Zwischen jeweiligen Feldern bewegt sich die Fokussierlinse 1 kontinuierlich. Folglich wird zu einem Zwischenzeitpunkt jeder Belichtungszeit (1 Feld) des Bildsensors die Position des Fokussiermotors 3 durch den Motorpositionsdetektor 30 erfaßt und die erfaßte Position wird als repräsentative Linsenposition jedes Feldes zum Positionsprotokollspeicher 51 geliefert. Daher sind im Speicher 51 immer die neuesten Linsenpositionsdaten L0 gespeichert. Die im Speicher 51 gespeicherten Daten L0 werden nach 1 Feld als Linsenpositionsdaten L1 im Positionsprotokollspeicher 52 gespeichert. Die im Speicher 52 gespeicherten Daten L1 werden nach 1 weiteren Feld als Linsenpositionsdaten L2 im Positionsprotokollspeicher 53 gespeichert. Die im Speicher 53 gespeicherten Daten L2 werden nach noch 1 weiteren Feld als Linsenpositionsdaten L3 im Positionsprotokollspeicher 54 gespeichert. Die im Speicher 54 gespeicherten Daten L3 werden nach noch 1 weiteren Feld als Linsenpositionsdaten L4 im Positionsprotokollspeicher 55 gespeichert.
Im Positionsprotokollspeicher 51 werden die entsprechenden Linsenpositionsdaten zu einem Zwischenzeitpunkt in jedem Feld gespeichert, während der entsprechende Brennpunktauswertungswert im Brennpunktauswertungswertspeicher 41 am Ende jedes Feldes gespeichert wird. Dies liegt daran, daß der Brennpunktauswertungswert eine Integration der fortlaufend bei jedem Feld angelegten Videosignale ist. Wenn der Brennpunktauswertungswert von der Brennpunktauswertungswert-Erzeugungsschaltung 5 zum Brennpunktauswertungswertspeicher 41 geliefert wird, werden die Daten L0, die im Speicher 51 gespeichert wurden, zum Speicher 52 übertragen. Daher sind im Speicher 52 die Linsenpositionsdaten L1 gespeichert, die dem im Speicher 41 gespeicherten Brennpunktauswertungswert V1 entsprechen. Im Speicher 53 sind die Linsenpositionsdaten L2 gespeichert, die dem im Speicher 42 gespeicherten Brennpunktauswertungswert V2 entsprechen. Im Speicher 54 sind die Linsenpositionsdaten L3 gespeichert, die dem im Speicher 43 gespeicherten Brennpunktauswertungswert V3 entsprechen. Im Speicher 55 sind die Linsenpositionsdaten L4 gespeichert, die dem im Speicher 44 gespeicherten Brennpunktauswertungswert V4 entsprechen. Wie vorstehend beschrieben, sind in diesen fünf Speichern 51 bis 55 jeweils die Linsenpositionsdaten L0 bis L4 von 5 Feldern, das heißt vom aktuellen Feld bis zum viertletzten Feld, gespeichert.
Die in den Speichern 41 und 43 gespeicherten Brennpunktauswertungswerte V1 und V3 werden an die FEV- Änderungsausmaß-Berechnungsschaltung 61 angelegt, und in der Berechnungsschaltung 61 wird die Differenz A1 (= V1 - V3) zwischen diesen Brennpunktauswertungswerten berechnet. Die Differenz A1 entspricht dem Änderungsausmaß des Brennpunktauswertungswerts, der in 2 Feldern, das heißt vom zweitletzten zum aktuellen Feld, erzeugt wird. Die in den Speichern 42 und 44 gespeicherten Brennpunktauswertungswerte V2 und V4 werden an die FEV- Änderungsausmaß-Berechnungsschaltung 62 angelegt, und in der Berechnungsschaltung 62 wird die Differenz A2 (= V2 - V4) dieser Brennpunktauswertungswerte berechnet. Die Differenz A2 entspricht dem Änderungsausmaß des Brennpunktauswertungswerts, der in 2 Feldern von drei Feldern vor bis zu einem Feld vor dem aktuellen Feld erzeugt wird.
Die in den Speichern 52 und 54 gespeicherten Linsenpositionsdaten L1 und L3 werden an die Positionsänderungsausmaß-Berechnungsschaltung 63 angelegt, und in der Berechnungsschaltung 63 wird der Absolutwert B1 (= L1 - L3 )der Differenz zwischen diesen Daten berechnet. Der Wert B1 entspricht der Bewegungsstrecke der Linse 1 während 2 Feldern, das heißt, dem zweitletzten bis zum aktuellen Feld. Die in den Speichern 53 und 55 gespeicherten Linsenpositionsdaten L2 und L4 werden an die Positionsänderungsausmaß-Berechnungsschaltung 64 angelegt, und in der Berechnungsschaltung 64 wird der Absolutwert B2 (= L2 - L4 ) der Differenz zwischen diesen Daten berechnet. Der Wert B2 entspricht der Bewegungsstrecke der Linse 1 während 2 Feldern, das heißt dem drittletzten bis zum letzten Feld.
Das Änderungsausmaß A1 des Brennpunktauswertungswerts aus der Berechnungsschaltung 61 und das Änderungsausmaß V1 der Position aus der Berechnungsschaltung 63 werden beide an die Brennpunktänderungsgeschwindigkeit-Berechnungsschaltung 65 angelegt, und in der Berechnungsschaltung 65 wird das Verhältnis A1/B1 dieser Änderungsausmaße berechnet und als Änderungsgeschwindigkeit R1 des Brennpunktauswertungswerts bezüglich des Änderungsausmaßes der Linse 1 an die Änderungsgeschwindigkeit-Vergleichsschaltung 67 angelegt. Das Verhältnis A1/B1 entspricht der Änderungsgeschwindigkeit von zwei Feldern, das heißt vom zweitletzten bis zum aktuellen Feld.
Das Brennpunktauswertungswert-Änderungsausmaß A2 aus der Berechnungsschaltung 62 und das Positionsänderungsausmaß B2 aus der Berechnungsschaltung 64 werden beide an die Brennpunktänderungsgeschwindigkeit-Berechnungsschaltung 66 angelegt, und in der Berechnungsschaltung 66 wird das Verhältnis A2/B2 der Änderungsausmaße berechnet und das Ergebnis wird an die Änderungsgeschwindigkeit- Vergleichsschaltung 67 als Änderungsgeschwindigkeit R2 des Brennpunktauswertungswerts bezüglich des Änderungsausmaßes der Linse 1 angelegt. Das Verhältnis A1/B2 entspricht der Änderungsgeschwindigkeit in 2 Feldern, das heißt von drei Feldern vorher bis einem Feld vorher.
Fig. 2 ist eine Kurve, die die Beziehung zwischen dem Brennpunktauswertungswert und der Position der Fokussierlinse und die Beziehung zwischen der Änderungsgeschwindigkeit des Brennpunktauswertungswerts und der Position der Fokussierlinse zeigt. In der Kurve stellt die durchgezogene Linie 100 die Beziehung zwischen dem Brennpunktauswertungswert und der Position der Fokussierlinse dar und die gestrichelte Linie 101 stellt die Beziehung zwischen der Änderungsgeschwindigkeit des Brennpunktauswertungswerts und der Position der Fokussierlinse dar.
Mit Bezug auf Fig. 2 ist die Beziehung zwischen dem Brennpunktauswertungswert und der Position der Fokussierlinse als Kurve dargestellt, die den Maximalwert bei der Brennpunktposition P annimmt. Die Beziehung zwischen der Änderungsgeschwindigkeit und der Fokussierlinsenposition ist als Kurve dargestellt, die den Differentialkoeffizienten der Kurve 100 des Brennpunktauswertungswerts angibt.
Es wird angenommen, daß sich die Fokussierlinse 1 zuerst an einem Nahpunkt befindet, der auf der Objektseite von der Brennpunktposition P beträchtlich beabstandet ist. Da sie beträchtlich defokussiert ist, ist der Brennpunktauswertungswert zu diesem Zeitpunkt nahezu 0. Von diesem Nahpunkt zu einem Punkt P1 nimmt die Änderungsgeschwindigkeit des Brennpunktauswertungswerts zu. Von diesem Punkt P1 zur Brennpunktposition P nimmt die Änderungsgeschwindigkeit des Brennpunktauswertungswerts ab. Im Gegensatz dazu, wenn die Fokussierlinse 1 von der Unendlichseite nahe zur Brennpunktposition P zieht, nimmt die Änderungsgeschwindigkeit des Brennpunktauswertungswerts von der Position im Unendlichen zu einer Position P2 zu, und vom Punkt P2 zur Brennpunktposition P nimmt die Änderungsgeschwindigkeit des Brennpunktauswertungswerts ab.
Da, wie vorstehend beschrieben, die Änderungsgeschwindigkeit des Brennpunktauswertungswerts abnimmt, wenn sie in die Nähe der Brennpunktposition P kommt, kann durch Überwachen der Änderungsgeschwindigkeit, die in den FEV-Änderungsgeschwindigkeit- Berechnungsschaltungen 65 und 66 berechnet wird, ermittelt werden, wie nahe die Fokussierlinse 1 an der Brennpunktposition P ist.
Da das Videosignal gegenwärtig einer Zeilensprungabtastung unterworfen ist, verschieben sich nun die Positionen der Abtastzeilen in einem gewissen Ausmaß zwischen den geraden und ungeraden Feldern. Folglich unterscheiden sich in benachbarten Feldern vertikale Positionen in dem Bild geringfügig. Der Brennpunktauswertungswert schwankt nämlich mit einer Periode von 2 Feldern. Selbst wenn das Änderungsausmaß des Brennpunktauswertungswerts von 1 Feld berechnet wird, kann folglich die genaue Änderungsgeschwindigkeit des Brennpunktauswertungswerts nicht auf der Basis des Änderungsausmaßes berechnet werden.
In der Ausführungsform 1 sind zwei Änderungsgeschwindigkeit-Berechnungsschaltungen 65 und 66 vorgesehen, wie vorstehend erwähnt, wobei die Berechnungsschaltung 65 die Änderungsgeschwindigkeit zwischen ungeraden Feldern berechnet, während die Berechnungsschaltung 66 die Änderungsgeschwindigkeit von geraden Feldern berechnet. Daher kann der Einfluß der Schwankung des Brennpunktauswertungswerts, der mit der Periode von 2 Feldern erzeugt wird, beseitigt werden.
Die Änderungsgeschwindigkeiten R1 und R2 aus den Änderungsgeschwindigkeit-Berechnungsschaltungen 65 und 66 werden beide an die Änderungsgeschwindigkeit- Vergleichsschaltung 67 angelegt, in welcher diese Geschwindigkeiten R1 und R2 miteinander verglichen werden. Wenn als Vergleichsergebnis R1 ≥ R2 gilt, das heißt, wenn die Änderungsgeschwindigkeit zunimmt, wird von der Vergleichsschaltung 67 ein Vergleichsausgangssignal mit einem Pegel H (hoch) bereitgestellt. Wenn unterdessen R1 < R2 gilt, das heißt, wenn die Änderungsgeschwindigkeit abnimmt, wird von der Vergleichsschaltung 67 ein Vergleichsausgangssignal mit einem Pegel L (niedrig) bereitgestellt. Ähnlich der Regelungsschaltung 10 von Fig. 6 führt die Fokussiermotor-Regelungsschaltung 110 eine Hill-Climbing-Fokussieroperation auf der Basis des Vergleichsausgangssignals aus den Vergleichern 8, 9 und 14 durch und ändert die Geschwindigkeit zum Antreiben des Fokussiermotors 3 auf der Basis des Vergleichsausgangssignals aus der Änderungsgeschwindigkeit- Vergleichsschaltung 67. Mit anderen Worten, zur Regelungsschaltung 110 ist eine Funktion zur Regelung der Geschwindigkeit des Motors hinzugefügt.
Wenn das Vergleichsausgangssignal aus der Änderungsgeschwindigkeit-Vergleichsschaltung 67 auf dem H- Pegel liegt, das heißt, wenn die Änderungsgeschwindigkeit zunimmt, wird ein Geschwindigkeitsregelungssignal SC mit H- Pegel an die Fokussiermotor-Treiberschaltung 131 angelegt und als Reaktion treibt die Fokussiermotor-Treiberschaltung 131 den Fokussiermotor 3 mit hoher Geschwindigkeit an. Wenn unterdessen das Vergleichsausgangssignal aus der Änderungsgeschwindigkeit-Vergleichsschaltung 67 auf dem L- Pegel liegt, das heißt, wenn die Änderungsgeschwindigkeit abnimmt, ändert sich das Geschwindigkeitsregelungssignal SC vom H-Pegel auf den L-Pegel und das Geschwindigkeitsregelungssignal SC mit L-Pegel wird an die Fokussiermotor-Treiberschaltung 131 angelegt. Als Reaktion treibt die Fokussiermotor-Treiberschaltung 131 den Fokussiermotor 3 mit niedriger Geschwindigkeit an.
Ähnlich der Fokussiermotor-Treiberschaltung 31 von Fig. 6 treibt die Fokussiermotor-Treiberschaltung 131 den Fokussiermotor 3 an oder stoppt ihn oder kehrt die Drehrichtung des Fokussiermotors um als Reaktion auf das Ausgangssignal aus der Fokussiermotor-Regelungsschaltung 111, das auf dem Ausgangssignal aus den Vergleichern 8, 9 und 14 basiert, und sie schaltet zusätzlich die Antriebsgeschwindigkeit des Fokussiermotors 3 zwischen zwei Stufen, das heißt, hoher Geschwindigkeit und niedriger Geschwindigkeit, als Reaktion auf das Geschwindigkeitsregelungssignal SC aus der Fokussiermotor- Regelungsschaltung 110 auf der Basis des Ausgangssignals aus der Vergleichsschaltung 67 um. Insbesondere wird eine Funktion zum Umschalten der Antriebsgeschwindigkeit des Fokussiermotors 3 in zwei Stufen als Reaktion auf das Geschwindigkeitsregelungssignal SC zur Fokussiermotor- Treiberschaltung 131 hinzugefügt. Wenn der Fokussiermotor 3 mit hoher Geschwindigkeit angetrieben wird, nimmt das Änderungsausmaß der Fokussierlinsenposition pro Zeiteinheit zu, wenn der Fokussiermotor 3 mit niedriger Geschwindigkeit angetrieben wird.
Wenn sich die Fokussierlinse 1 beispielsweise auf der Seite des Nahpunkts befindet, wird die Richtung der anfänglichen Bewegung der Fokussierlinse 1 durch den Vergleicher 9 ermittelt. Während sich die Linse 1 von der Nahpunktseite zu einem Punkt P1 nahe dem Brennpunkt P bewegt, nimmt die Änderungsgeschwindigkeit des Brennpunktauswertungswerts zu und daher wird ein Geschwindigkeitsregelungssignal SC mit H-Pegel an die Fokussiermotor-Treiberschaltung 131 angelegt. Folglich wird der Fokussiermotor 3 mit hoher Geschwindigkeit angetrieben und die Linse 1 erreicht schnell den Punkt P1.
Wenn die Fokussierlinse 1 die Position P1 durchläuft, beginnt die Änderungsgeschwindigkeit des Brennpunktauswertungswerts zu sinken. Folglich ändert sich das Vergleichsausgangssignal aus der Änderungsgeschwindigkeit-Vergleichsschaltung 67 vom H-Pegel auf den L-Pegel und daher ändert sich das Geschwindigkeitsregelungssignal SC aus der Fokussiermotor- Regelungsschaltung 110 vom H-Pegel auf den L-Pegel. Wenn das Geschwindigkeitsregelungssignal SC auf den L-Pegel gelangt, schaltet die Fokussiermotor-Treiberschaltung 131 die Antriebsgeschwindigkeit des Fokussiermotors 3 auf niedrige Geschwindigkeit um. Daher wird von der Position P1 zur Brennpunktposition P das Änderungsausmaß der Linsenposition pro Zeiteinheit kleiner.
Die Fokussierlinse 1 geht durch die Brennpunktposition P und erreicht eine Position P', in der der Brennpunktauswertungswert vom Maximalwert um mehr als den Schwellenwert M sinkt. Da jedoch die Antriebsgeschwindigkeit des Fokussiermotors 3 niedrig ist, kann der Überlauf der Fokussierlinse 1 unterdrückt werden.
Wenn sich die Fokussierlinse 1 von der Unendlichseite zur Brennpunktposition P bewegt, wird die Geschwindigkeit zum Antreiben des Fokussiermotors 3 von der hohen Geschwindigkeit auf die niedrige Geschwindigkeit umgeschaltet, wenn die Fokussierlinse 1 die Position P2 erreicht.
Da, wie vorstehend beschrieben, in der Ausführungsform 1 die Bewegungsgeschwindigkeit der Fokussierlinse 1 niedriger gemacht wird, wenn die Änderungsgeschwindigkeit des Brennpunktauswertungswerts sinkt, als wenn die Geschwindigkeit des Brennpunktauswertungswerts steigt, kann die Fokussierlinse 1 schnell in die Brennpunktposition P bewegt werden, während der Überlauf der Fokussierlinse 1 unterdrückt werden kann.
Da die Änderungsgeschwindigkeit des Brennpunktauswertungswerts auf der Basis des Brennpunktauswertungswerts von einem bestimmten Feld und einem Feld, das um zwei folgt, berechnet wird, erscheint keine Schwankung des Brennpunktauswertungswerts, der aus Zeilensprungabtastung abgeleitet wird. Daher kann gemäß der Ausführungsform 1 die Fokussierlinse 1 genau in die Brennpunktposition P bewegt werden.
Fig. 3 ist ein Blockdiagramm, das die gesamte Struktur einer automatischen Fokussiervorrichtung gemäß der Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Ausführungsform 2 unterscheidet sich von der obigen Ausführungsform 1 insofern, daß die Änderungsgeschwindigkeit des Brennpunktauswertungswerts auf der Basis des Brennpunktauswertungswerts eines bestimmten Feldes und des Brennpunktauswertungswerts des nächsten Feldes berechnet wird, und die Antriebsgeschwindigkeit des Fokussiermotors 3 wird auf der Basis der Änderungsgeschwindigkeit geändert.
Mit Bezug auf Fig. 3 umfaßt die automatische Fokussiervorrichtung eine Änderungsausmaß- Berechnungsschaltung 71 zum Berechnen eines Änderungsausmaßes des Brennpunktauswertungswerts auf der Basis der Brennpunktauswertungswerte V1 und V2, die in den Speichern 41 und 42 gespeichert sind, eine Änderungsausmaß- Berechnungsschaltung 73 zum Berechnen eines Änderungsausmaßes der Linsenposition auf der Basis der Linsenpositionsdaten L1 und L2, die in den Speichern 52 und 53 gespeichert sind, und eine Änderungsgeschwindigkeit- Berechnungsschaltung 75 zum Berechnen der Änderungsgeschwindigkeit des Brennpunktauswertungswerts auf der Basis der Änderungsausmaße A3 und B3 aus den Berechnungsschaltungen 71 und 73.
Die automatische Fokussiervorrichtung umfaßt ferner eine Änderungsausmaß-Berechnungsschaltung 72 zum Berechnen eines Änderungsausmaßes des Brennpunktauswertungswerts auf der Basis der Brennpunktauswertungswerte V3 und V4, die in den Speichern 43 und 44 gespeichert sind, eine Änderungsausmaß- Berechnungsschaltung 74 zum Berechnen eines Änderungsausmaßes der Linsenposition auf der Basis der Linsenpositionsdaten L3 und L4, die in den Speichern 54 und 55 gespeichert sind, und eine Änderungsgeschwindigkeit- Berechnungsschaltung 76 zum Berechnen der Änderungsgeschwindigkeit des Brennpunktauswertungswerts auf der Basis dieser Änderungsausmaße A4 und B4 aus diesen Berechnungsschaltungen 72 und 74. Die automatische Fokussiervorrichtung umfaßt ferner eine Änderungsgeschwindigkeit-Vergleichsschaltung 77 zum Vergleichen der Änderungsgeschwindigkeiten R3 und R4 aus den Änderungsgeschwindigkeit-Berechnungsschaltungen 75 und 76.
In der Ausführungsform 2 wird in der Berechnungsschaltung 71 die Differenz V1-V2 des Brennpunktauswertungswerts V1 des aktuellen Feldes und des Brennpunktauswertungswerts V2 des vorangehenden Feldes berechnet und das Ergebnis wird als Änderungsausmaß A3 des Brennpunktauswertungswerts an die Änderungsgeschwindigkeit-Berechnungsschaltung 75 angelegt. In der Berechnungsschaltung 73 wird der Absolutwert L1 - L2 der Differenz zwischen den Linsenpositionsdaten L1, die dem Brennpunktauswertungswert V1 entsprechen, und den Linsenpositionsdaten L2, die dem Brennpunktauswertungswert V2 entsprechen, berechnet und das Ergebnis wird als Änderungsausmaß B3 der Linsenposition an die Änderungsgeschwindigkeit-Berechnungsschaltung 75 angelegt. In der Änderungsgeschwindigkeit- Berechnungsschaltung 75 wird das Verhältnis A3/B3 der Änderungsausmaße A3 und B3 aus den Berechnungsschaltungen 71 und 73 berechnet und das Ergebnis wird an die Änderungsgeschwindigkeit-Vergleichsschaltung 77 als Änderungsgeschwindigkeit R3 des Brennpunktauswertungswerts angelegt.
In der Berechnungsschaltung 72 wird die Differenz V3-V4 zwischen dem Brennpunktauswertungswert V3 des Feldes, das dem aktuellen Feld um zwei vorangeht, und dem Brennpunktauswertungswert V4 des Feldes, das um drei vorangeht, berechnet und das Ergebnis wird als Änderungsausmaß A4 des Brennpunktauswertungswerts an die Änderungsgeschwindigkeit-Berechnungsschaltung 76 angelegt. In der Berechnungsschaltung 74 wird der Absolutwert L3 - L4 der Differenz zwischen den Linsenpositionsdaten L3, die dem Brennpunktauswertungswert V3 entsprechen, und den Linsenpositionsdaten L4, die dem Brennpunktauswertungswert V4 entsprechen, berechnet und das Ergebnis wird als Änderungsausmaß B4 der Linsenposition an die Änderungsgeschwindigkeit-Berechnungsschaltung 76 angelegt. In der Änderungsgeschwindigkeit-Berechnungsschaltung 76 wird das Verhältnis A4/B4 der Änderungsausmaße A4 und B4 aus den Berechnungsschaltungen 72 und 74 berechnet und das Ergebnis wird als Änderungsgeschwindigkeit R4 des Brennpunktauswertungswerts an die Änderungsgeschwindigkeit- Vergleichsschaltung 77 angelegt.
Wenn R3 ≥ R4 gilt, das heißt, wenn die Änderungsgeschwindigkeit des Brennpunktauswertungswerts zunimmt, steuert die Änderungsgeschwindigkeit- Vergleichsschaltung 77 die Fokussiermotor- Regelungsschaltung 110 so, daß ein Geschwindigkeitsregelungssignal SC mit H-Pegel erzeugt wird. Als Reaktion auf das Geschwindigkeitsregelungssignal SC mit H-Pegel treibt die Fokussiermotor-Treiberschaltung 131 den Fokussiermotor 3 mit hoher Geschwindigkeit an. Folglich nimmt das Änderungsausmaß der Linsenposition pro Zeiteinheit zu und die Fokussierlinse bewegt sich schnell in die Brennpunktposition.
Wenn unterdessen R3 < R4 gilt, das heißt, wenn die Änderungsgeschwindigkeit des Brennpunktauswertungswerts abnimmt, steuert die Änderungsgeschwindigkeit- Vergleichsschaltung 77 die Fokussiermotor- Regelungsschaltung 110 so, daß ein Geschwindigkeitsregelungssignal SC mit L-Pegel erzeugt wird. Als Reaktion auf das Geschwindigkeitsregelungssignal SC mit L-Pegel schaltet die Fokussiermotor-Treiberschaltung 131 die Antriebsgeschwindigkeit des Fokussiermotors 3 von hoher Geschwindigkeit auf niedrige Geschwindigkeit um. Folglich sinkt das Änderungsausmaß der Linsenposition pro Zeiteinheit und der Überlauf der Linse nahe der Brennpunktposition kann minimiert werden.
In der Ausführungsform 2 wird die Änderungsgeschwindigkeit des Brennpünktauswertungswerts zwischen dem aktuellen Feld und dem letzten Feld berechnet, die Änderungsgeschwindigkeit des Brennpunktauswertungswerts zwischen dem zweitletzten und dem drittletzten Feld wird berechnet, und diese zwei berechneten Änderungsgeschwindigkeiten werden verglichen. Da es einen Zeitunterschied von 2 Feldern zwischen diesen zwei Änderungsgeschwindigkeiten R3 und R4 gibt, kann die Schwankung des Brennpunktauswertungswerts mit einer Periode von 2 Feldern, die durch Zeilensprungabtastung verursacht wird, fast vollständig beseitigt werden.
In den obigen Ausführungsformen 1 und 2 kann die Geschwindigkeit zum Antreiben des Fokussiermotors 3 nicht auf der Basis des Vergleichsausgangssignals aus der Änderungsgeschwindigkeit-Vergleichsschaltung 67 geregelt werden, bis mindestens 4 zeitliche Felder vergangen sind. Daher ist es bevorzugt, daß die Fokussiermotor- Treiberschaltung 131 anfänglich eingestellt wird, um den Fokussiermotor 3 während diesen anfänglichen vier Feldern mit hoher Geschwindigkeit anzutreiben. Alternativ kann die Fokussiermotor-Treiberschaltung 131 anfänglich so eingestellt werden, daß der Fokussiermotor 3 mit niedriger Geschwindigkeit angetrieben wird.
In den Ausführungsformen 1 und 2 wird die Drehgeschwindigkeit des Fokussiermotors 3 in zwei Stufen umgeschaltet. Sie kann jedoch in drei Stufen umgeschaltet werden. Insbesondere in der Nähe des Nahpunkts, des Punkts im Unendlichen und der Punkte P1 und P2, bei denen sich die Änderungsgeschwindigkeit des Brennpunktauswertungswerts kaum ändert, kann der Fokussiermotor 3 mit einer mittleren Geschwindigkeit gedreht werden. Ferner kann die Drehgeschwindigkeit des Fokussiermotors 3 als Reaktion auf die Änderungsgeschwindigkeit des Brennpunktauswertungswerts kontinuierlich geändert werden.
Die Ausführungsformen 1 und 2 können durch einen Mikroprozessor gebildet werden. Die Vorwärts- und Rückwärtsbewegung der Fokussierlinse 1 kann durch ein piezoelektrisches Element anstelle eines Motors realisiert werden. Ferner kann nicht die Fokussierlinse, sondern der Bildsensor selbst, wie z. B. der CCD (nicht dargestellt), vorwärts oder rückwärts bewegt werden.
In beiden Ausführungsformen kann das Objektbrennpunktverfahren, bei dem die am nächsten zum Objekt gelegene Linse als Fokussierlinse bewegt wird, oder ein Bildbrennpunktverfahren, bei dem die am nächsten zum Bildsensor gelegene Linse als Fokussierlinse bewegt wird, verwendet werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung ausführlich beschrieben und erläutert wurde, ist es eindeutig selbstverständlich, daß dasselbe nur zur Erläuterung und als Beispiel dient und nicht als Einschränkung zu verstehen ist, wobei der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung nur durch die Bestimmungen der beigefügten Ansprüche begrenzt ist.

Claims

1. Automatische Fokussiervorrichtung zur automatischen Abstimmung des Brennpunkts in bezug auf ein Objekt als Reaktion auf ein Videosignal, das von einem Bildabtastmittel (1, 4) mit einer Linse und einem Bildsensor, der durch die Linse einfallendes Licht empfängt, erhalten wird, umfassend:

ein Brennpunktauswertungswert-Bereitstellungsmittel (5) zum Liefern des Pegels der Hochfrequenzkomponente des vom Bildabtastmittel erhaltenen Videosignals als Brennpunktauswertungswert (FEV) in jedem ersten vorgeschriebenen Zeitraum;

ein Linsenrelativposition-Änderungsmittel (2, 3, 6, 7, 8, 9, 11, 12, 13, 14, 30, 110, 131) zum Ändern der relativen Position der Linse längs einer axialen Richtung bezüglich des Bildsensors, so daß der Brennpunktauswertungswert von dem Brennpunktauswertungswert-Bereitstellungsmittel einen Maximalwert erreicht;

ein Berechnungsmittel (51-55, 41-44, 61-66) zum Berechnen des Verhältnisses eines Änderungsausmaßes (A1, A2) des Brennpunktauswertungswerts in einem zweiten vorgeschriebenen Zeitraum bezüglich eines Änderungsausmaßes (B1, B2) der entsprechenden Position der Linse und zum Liefern des Verhältnisses als Auswertungswert- Änderungsgeschwindigkeit (R1, R2); und

ein Geschwindigkeitsregelungsmittel (67, 110, 131), das auf die Auswertungswert-Änderungsgeschwindigkeit von dem Berechnungsmittel zum Regeln der Geschwindigkeit der Änderung der relativen Linsenposition durch das Linsenrelativposition-Änderungsmittel reagiert,

wobei das Geschwindigkeitsregelungsmittel umfaßt:

ein Zunahme/Abnahme-Erkennungsmittel (67) zum Erkennen, ob die Auswertungswert-Änderungsgeschwindigkeit, die fortlaufend von dem Berechnungsmittel geliefert wird, zunimmt oder abnimmt, und

ein Mittel (110, 131), das auf eine Ausgabe aus dem Zunahme/Abnahme-Erkennungsmittel reagiert, um die Geschwindigkeit der Änderung der relativen Linsenposition durch das Linsenrelativposition-Änderungsmittel langsamer zu machen, wenn die Auswertungswert- Änderungsgeschwindigkeit sinkt, als wenn die Auswertungswert-Änderungsgeschwindigkeit steigt;

dadurch gekennzeichnet, daß

das Brennpunktauswertungswert-Bereitstellungsmittel den Pegel der Hochfrequenzkomponente bei jedem Feld integriert und das Integrationsergebnis als Brennpunktauswertungswert liefert, und

das Berechnungsmittel das Verhältnis eines Änderungsausmaßes des Brennpunktauswertungswerts von einem bestimmten Feld zum übernächsten Feld bezüglich eines Änderungsausmaßes der entsprechenden relativen Linsenposition berechnet und das Verhältnis als Auswertungswert-Änderungsgeschwindigkeit liefert.

2. Automatische Fokussiervorrichtung nach Anspruch 1, wobei

das Berechnungsmittel umfaßt:

Auswertungswert-Speichermittel (41-44) zum Speichern der Brennpunktauswertungswerte von vier Feldern, die kontinuierlich von dem Brennpunktauswertungswert- Bereitstellungsmittel geliefert werden,

Linsenposition-Speichermittel (52-55) zum Speichern von vier Positionsdaten der Linse entsprechend den vier Brennpunktauswertungswerten, die in den Auswertungswert- Speichermitteln gespeichert sind,

ein erstes Änderungsgeschwindigkeit-Berechnungsmittel (62, 64, 66) zum Berechnen auf der Basis des ersten und des dritten (V4, V2) der vier Brennpunktauswertungswerte, die in den Auswertungswert-Speichermitteln gespeichert sind, und der entsprechenden ersten und dritten (L4, L2) der vier Positionsdaten, die in den Linsenposition-Speichermitteln gespeichert sind, des Verhältnisses eines Änderungsausmaßes (A2) der Brennpunktauswertungswerte bezüglich eines Änderungsausmaßes (B2) dieser Positionen, und zum Liefern des Verhältnisses als erste Auswertungswert- Änderungsgeschwindigkeit (R2), und

ein zweites Änderungsgeschwindigkeit-Berechnungsmittel (61, 63, 65) zum Berechnen auf der Basis des zweiten und des vierten (V3, V1) der vier Brennpunktauswertungswerte, die in den Auswertungswert-Speichermitteln gespeichert sind, und der entsprechenden zweiten und vierten (L3, L1) der vier Positionsdaten, die in den Linsenposition- Speichermitteln gespeichert sind, des Verhältnisses eines Änderungsausmaßes (A1) der Brennpunktauswertungswerte bezüglich eines Änderungsausmaßes (B1) dieser Positionen, und zum Liefern des Verhältnisses als zweite Auswertungswert-Änderungsgeschwindigkeit (R1);

wobei das Zunahme/Abnahme-Erkennungsmittel ein Vergleichsmittel (67) umfaßt zum Vergleichen der ersten Auswertungswert-Änderungsgeschwindigkeit von dem ersten Änderungsgeschwindigkeit-Berechnungsmittel mit der zweiten Auswertungswert-Änderungsgeschwindigkeit von dem zweiten Änderungsgeschwindigkeit-Berechnungsmittel und zum Anzeigen, daß die Änderungsgeschwindigkeit des Brennpunktauswertungswerts steigt, wenn die erste Auswertungswert-Änderungsgeschwindigkeit kleiner ist als die zweite Auswertungswert-Änderungsgeschwindigkeit, und zum Anzeigen andernfalls, daß die Änderungsgeschwindigkeit des Brennpunktauswertungswerts sinkt.

3. Automatische Fokussiervorrichtung nach Anspruch 1, wobei

das Berechnungsmittel umfaßt:

einen ersten Auswertungswertspeicher (41) zum fortlaufenden Speichern eines Brennpunktauswertungswerts von jedem Feld, das fortlaufend von dem Brennpunktauswertungswert-Bereitstellungsmittel geliefert wird,

einen zweiten Auswertungswertspeicher (42) zum Speichern, anstatt im ersten Auswertungswertspeicher, des Brennpunktauswertungswerts, der im ersten Auswertungswertspeicher gespeichert wurde, wenn das Brennpunktauswertungswert-Bereitstellungsmittel einen Brennpunktauswertungswert eines nächsten Feldes liefert,

einen dritten Auswertungswertspeicher (43) zum Speichern, anstatt im zweiten Auswertungswertspeicher, des Brennpunktauswertungswerts, der im zweiten Auswertungswertspeicher gespeichert wurde, wenn das Brennpunktauswertungswert-Bereitstellungsmittel einen Brennpunktauswertungswert eines nächsten Feldes liefert,

einen vierten Auswertungswertspeicher (44) zum Speichern, anstatt im dritten Auswertungswertspeicher, des Brennpunktauswertungswerts, der im dritten Auswertungswertspeicher gespeichert wurde, wenn das Brennpunktauswertungswert-Bereitstellungsmittel einen Brennpunktauswertungswert eines nächsten Feldes liefert,

einen ersten Positionsspeicher (52) zum Speichern der Positionsdaten der Linse entsprechend dem im ersten Auswertungswertspeicher gespeicherten Brennpunktauswertungswert,

einen zweiten Positionsspeicher (53) zum Speichern, anstatt im ersten Positionsspeicher, der Positionsdaten, die im ersten Positionsspeicher gespeichert wurden, wenn das Brennpunktauswertungswert-Bereitstellungsmittel einen Brennpunktauswertungswert eines nächsten Feldes liefert,

einen dritten Positionsspeicher (54) zum Speichern, anstatt im zweiten Positionsspeicher, der Positionsdaten, die im zweiten Positionsspeicher gespeichert wurden, wenn das Brennpunktauswertungswert-Bereitstellungsmittel einen Brennpunktauswertungswert eines nächsten Feldes liefert,

einen vierten Positionsspeicher (55) zum Speichern, anstatt im dritten Positionsspeicher, der Positionsdaten, die im dritten Positionsspeicher gespeichert wurden, wenn das Brennpunktauswertungswert-Bereitstellungsmittel einen Brennpunktauswertungswert eines nächsten Feldes liefert,

ein erstes Auswertungswert-Änderungsausmaß- Berechnungsmittel (62) zum Berechnen der Differenz zwischen dem im zweiten Auswertungswertspeicher gespeicherten Brennpunktauswertungswert und dem im vierten Auswertungswertspeicher gespeicherten Brennpunktauswertungswert, und zum Liefern der Differenz als erstes Auswertungswert-Änderungsausmaß (A2),

ein erstes Positionsänderungsausmaß-Berechnungsmittel (64) zum Berechnen der Differenz zwischen den im zweiten Positionsspeicher gespeicherten Positionsdaten und den im vierten Positionsspeicher gespeicherten Positionsdaten zum Liefern der Differenz als erstes Positionsänderungsausmaß (B2),

ein erstes Auswertungswert-Änderungsgeschwindigkeit- Berechnungsmittel (66) zum Berechnen des Verhältnisses des ersten Auswertungswert-Änderungsausmaßes von dem ersten Auswertungswert-Änderungsausmaß-Berechnungsmittel bezüglich des ersten Positionsänderungsausmaßes von dem ersten Positionsänderungsausmaß-Berechnungsmittel und zum Liefern des Verhältnisses als erste Auswertungswert- Änderungsgeschwindigkeit (R2),

ein zweites Auswertungswert-Änderungsausmaß- Berechnungsmittel (61) zum Berechnen der Differenz zwischen dem im ersten Auswertungswertspeicher gespeicherten Brennpunktauswertungswert und dem im dritten Auswertungswertspeicher gespeicherten Brennpunktauswertungswert und zum Liefern der Differenz als zweites Auswertungswert-Änderungsausmaß (A1),

ein zweites Positionsänderungsausmaß-Berechnungsmittel (63) zum Berechnen der Differenz zwischen den im ersten Positionsspeicher gespeicherten Positionsdaten und den im dritten Positionsspeicher gespeicherten Positionsdaten und zum Liefern der Differenz als zweites Positionsänderungsausmaß (B1), und

ein zweites Auswertungswert-Änderungsgeschwindigkeit- Berechnungsmittel (65) zum Berechnen des Verhältnisses des zweiten Auswertungswert-Änderungsausmaßes von dem zweiten Auswertungswert-Änderungsausmaß-Berechnungsmittel bezüglich des zweiten Positionsänderungsausmaßes von dem zweiten Positionsänderungsausmaß-Berechnungsmittel und zum Liefern des Verhältnisses als zweite Auswertungswert- Änderungsgeschwindigkeit (R1); und

wobei das Zunahme/Abnahme-Erkennungsmittel ein Vergleichsmittel (67) umfaßt zum Vergleichen der ersten Auswertungswert-Änderungsgeschwindigkeit von dem ersten Auswertungswert-Änderungsgeschwindigkeit-Berechnungsmittel mit der zweiten Auswertungswert-Änderungsgeschwindigkeit von dem zweiten Auswertungswert-Änderungsgeschwindigkeit- Berechnungsmittel und zum Anzeigen, daß die Änderungsgeschwindigkeit des Brennpunktauswertungswerts steigt, wenn die erste Auswertungswert- Änderungsgeschwindigkeit kleiner ist als die zweite Auswertungswert-Änderungsgeschwindigkeit, und zum Anzeigen andernfalls, daß die Änderungsgeschwindigkeit des Brennpunktauswertungswerts sinkt.

4. Automatische Fokussiervorrichtung zur automatischen Abstimmung des Brennpunkts in bezug auf ein Objekt als Reaktion auf ein Videosignal, das von einem Bildabtastmittel (1, 4) mit einer Linse und einem Bildsensor, der durch die Linse einfallendes Licht empfängt, erhalten wird, umfassend:

wobei das Geschwindigkeitsregelungsmittel umfaßt:

dadurch gekennzeichnet, daß

das Brennpunktauswertungswert-Bereitstellungsmittel den Pegel der Hochfrequenzkomponente bei jedem Feld integriert und das Integrationsergebnis als Brennpunktauswertungswert liefert,

das Berechnungsmittel umfaßt:

ein erstes Änderungsgeschwindigkeit-Berechnungsmittel (72, 74, 76) zum Berechnen auf der Basis der vorangehenden zwei (V4, V3) der vier Brennpunktauswertungswerte, die in den Auswertungswert-Speichermitteln gespeichert sind, und der entsprechenden vorangehenden zwei (L4, L3) der vier Positionsdaten, die in den Linsenposition-Speichermitteln gespeichert sind, des Verhältnisses eines Änderungsausmaßes (A4) der Brennpunktauswertungswerte bezüglich eines Änderungsausmaßes (B4) dieser Positionen, und zum Liefern des Verhältnisses als erste Auswertungswert- Änderungsgeschwindigkeit (R4), und

ein zweites Änderungsgeschwindigkeit-Berechnungsmittel (71, 73, 75) zum Berechnen auf der Basis der folgenden zwei (V2, V1) der vier Brennpunktauswertungswerte, die in den Auswertungswert-Speichermitteln gespeichert sind, und der entsprechenden folgenden zwei (L2, L1) der vier Positionsdaten, die in den Linsenposition-Speichermitteln gespeichert sind, des Verhältnisses eines Änderungsausmaßes (A3) der Brennpunktauswertungswerte bezüglich eines Änderungsausmaßes (B3) dieser Positionen und zum Liefern des Verhältnisses als zweite Auswertungswert- Änderungsgeschwindigkeit (R3); und

das Zunahme/Abnahme-Erkennungsmittel ein Vergleichsmittel (77) umfaßt zum Vergleichen der ersten Auswertungswert-Änderungsgeschwindigkeit von dem ersten Änderungsgeschwindigkeit-Berechnungsmittel mit der zweiten Auswertungswert-Änderungsgeschwindigkeit von dem zweiten Änderungsgeschwindigkeit-Berechnungsmittel und zum Anzeigen, daß die Änderungsgeschwindigkeit des Brennpunktauswertungswerts steigt, wenn die erste Auswertungswert-Änderungsgeschwindigkeit kleiner ist als die zweite Auswertungswert-Änderungsgeschwindigkeit, und zum Anzeigen andernfalls, daß die Änderungsgeschwindigkeit des Brennpunktauswertungswerts sinkt.

5. Automatische Fokussiervorrichtung nach Anspruch 4, wobei

das Berechnungsmittel umfaßt:

ein erstes Auswertungswert-Änderungsausmaß- Berechnungsmittel (72) zum Berechnen der Differenz zwischen dem im vierten Auswertungswertspeicher gespeicherten Brennpunktauswertungswert und dem im dritten Auswertungswertspeicher gespeicherten Brennpunktauswertungswert und zum Liefern der Differenz als erstes Auswertungswert-Änderungsausmaß (A4),

ein erstes Positionsänderungsausmaß-Berechnungsmittel (74) zum Berechnen der Differenz zwischen den im vierten Positionsspeicher gespeicherten Positionsdaten und den im dritten Positionsspeicher gespeicherten Positionsdaten und zum Liefern der Differenz als erstes Positionsänderungsausmaß (B4),

ein erstes Auswertungswert-Änderungsgeschwindigkeit- Berechnungsmittel (76) zum Berechnen des Verhältnisses des ersten Auswertungswert-Änderungsausmaßes von dem ersten Auswertungswert-Änderungsausmaß-Berechnungsmittel bezüglich des ersten Positionsänderungsausmaßes von dem ersten Positionsänderungsausmaß-Berechnungsmittel und zum Liefern des Verhältnisses als erste Auswertungswert- Änderungsgeschwindigkeit (R4),

ein zweites Auswertungswert-Änderungsausmaß- Berechnungsmittel (71) zum Berechnen der Differenz zwischen dem im zweiten Auswertungswertspeicher gespeicherten Brennpunktauswertungswert und dem im ersten Auswertungswertspeicher gespeicherten Brennpunktauswertungswert und zum Liefern der Differenz als zweites Auswertungswert-Änderungsausmaß (A3),

ein zweites Positionsänderungsausmaß-Berechnungsmittel (73) zum Berechnen der Differenz zwischen den im zweiten Positionsspeicher gespeicherten Positionsdaten und den im ersten Positionsspeicher gespeicherten Positionsdaten und zum Liefern der Differenz als zweites Positionsänderungsausmaß (B3), und

ein zweites Auswertungswert-Änderungsgeschwindigkeit- Berechnungsmittel (75) zum Berechnen des Verhältnisses des zweiten Auswertungswert-Änderungsausmaßes von dem zweiten Auswertungswert-Änderungsausmaß-Berechnungsmittel bezüglich des zweiten Positionsänderungsausmaßes von dem zweiten Positionsänderungsausmaß-Berechnungsmittel und zum Liefern des Verhältnisses als zweite Auswertungswert- Änderungsgeschwindigkeit (R3); und

wobei das Zunahme/Abnahme-Erkennungsmittel ein Vergleichsmittel (77) umfaßt zum Vergleichen der ersten Auswertungswert-Änderungsgeschwindigkeit von dem ersten Auswertungswert-Änderungsgeschwindigkeit-Berechnungsmittel mit der zweiten Auswertungswert-Änderungsgeschwindigkeit von dem zweiten Auswertungswert-Änderungsgeschwindigkeit- Berechnungsmittel und zum Anzeigen, daß die Änderungsgeschwindigkeit des Brennpunktauswertungswerts steigt, wenn die erste Auswertungswert- Änderungsgeschwindigkeit kleiner ist als die zweite Auswertungswert-Änderungsgeschwindigkeit, und zum Anzeigen andernfalls, daß die Änderungsgeschwindigkeit des Brennpunktauswertungswerts sinkt.