JPH04352573A - ビデオカメラ装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、オートフォーカス手段
を有するビデオカメラ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＶＴＲ一体形ビデオカメラ装置は
急速に普及が進み、その基本機能であるオートフォーカ
ス（以下、ＡＦと略す）の性能向上は重要な課題である
。ＡＦの方式はアクティブ方式とパッシブ方式に大別さ
れ、それぞれ種々の方式が実用化されているが、近年で
は、ビデオカメラ装置の小形軽量化，高画質化及びズー
ムレンズの高倍率化が進むにつれて、パッシブ方式の内
で、特別な光学系を必要とせず、映像信号から直接焦点
情報を取り出し、高精度の焦点調節を行う映像方式ＡＦ
が主流となりつつある。

【０００３】以下に、映像方式ＡＦ手段を用いて構成さ
れているビデオカメラ装置の従来例について説明する。

【０００４】図３は従来の映像方式ＡＦ手段を用いて構
成されているビデオカメラ装置のブロック図を示すもの
であり、図３に於いて、、３０１は撮像レンズ、３０２
は絞り部、３０３は撮像素子、３０４は撮像素子駆動回
路、３０５は同期信号発生回路、３０６は撮像素子３０
３から出力される信号を処理して増幅するプリアンプ、
３０７はプリアンプ３０６から出力される信号を処理し
て所定の信号を得る信号処理回路、３０８はプリアンプ
３０６から出力される信号の高周波成分を通過させるバ
ンドパスフィルタ（以下、ＢＰＦと略す）、３０９はＢ
ＰＦ３０８から出力される信号をアナログからデジタル
に変換するＡＤ変換器、３１０はＡＤ変換器３０９から
出力される信号に対して、合焦させるべき被写体の領域
に対応するゲートをかけ、その領域内の信号のみを通過
させるゲート回路、３１１は３１０ゲート回路から出力
される信号を積算し映像信号の高周波成分の量を示す信
号を得るＡＦ検波回路、３１２はＡＦ検波回路３１１よ
り出力される信号から合焦に関する情報を得、フォーカ
スモータの移動方向や駆動量を演算してＡＦの制御を行
うＡＦ制御回路、３１３はＡＦ制御回路３１２から出力
される制御信号に基づいてフォーカスモータを駆動する
フォーカスモータ駆動回路、３１４はレンズを駆動する
フォーカスモータ、３１５はプリアンプ３０６から出力
される信号を検波して露出に関する信号を得る露出検波
回路、３１６は露出検波回路３１５から出力される信号
に基づいて最適な露出が得られるよう絞りを制御する露
出制御回路、３１７は露出制御回路３１６から出力され
る制御信号に基づいてアイリスモータを駆動するアイリ
スモータ駆動回路、３１８は絞り部３０２を駆動するア
イリスモータ、３１９は絞りの状態を検出する絞り検出
部である。

【０００５】以上のように構成されたビデオカメラ装置
について、以下そのＡＦの動作について説明する。

【０００６】映像方式ＡＦは、撮像素子３０３から出力
される映像信号を利用してＡＦ動作を行うものである。 撮像レンズ３０１は撮像画像に対してローパスフィルタ
特性を示し、レンズ３０１がフォーカスすることは、そ
のフィルタの遮断周波数が、低域側に移ることに対応す
る。このことにより、映像信号の高周波成分の量（以下
、焦点電圧と称する）は、撮像時の焦点調節の度合いに
対応したものとなっている。すなわち、焦点電圧は、合
焦点で最大値を示し、レンズ３０１がデフォーカスする
に従い、減少していく特性を示す。

【０００７】この焦点電圧の特性と映像方式ＡＦの動作
を図４を用いて説明する。図４は映像方式ＡＦの原理図
である。同図に於いて横軸はレンズのデフォーカス量を
表すフォーカスレンズ位置、縦軸は焦点電圧を示す。フ
ォーカスレンズ位置に対して焦点電圧が描く曲線を山登
り曲線と呼ぶ。レンズを駆動し、焦点電圧が最大となる
点まで、この山登り曲線を登って行くことにより、焦点
調節が行える。この山登り方式のＡＦでは、レンズが停
止している状態では、山の頂上の方向がわからないため
に、次の方法により、方向検出を行っている。１つは、
まずレンズを動かしてみて、その結果生じた焦点電圧の
変化から、レンズの駆動方向を知る試行法である。すな
わち、まずレンズを任意の方向に起動して焦点電圧を測
定し、焦点電圧が増加すればそのまレンズの駆動方向と
し、減少すればその逆方向をレンズの駆動方向とする方
法である。もう１つは、レンズ或は撮像素子を一定周期
で動かし、焦点電圧を変調することにより、山登り曲線
の微係数を求め、その正負によりレンズの駆動方向を求
める変調法である。

【０００８】図中、フォーカス状態にある位置Ａ点で、
前述の方法によりレンズの駆動方向を求め、山の頂上に
向けてレンズを駆動する。山登り曲線の頂上Ｃ点を越え
ると焦点電圧は逆に減少し始めるので、これをＢ点で検
出した後レンズを逆方向に駆動してＣ点近傍に止める。 山登りの途中や山の頂上近傍に於いても前述の変調法を
適用する方法もある。すなわち、焦点電圧の変調成分は
山の頂上近傍では小さくなりＣ点では原理的にゼロにな
ることを利用し、変調成分がある一定のレベル以下にな
った点でレンズを停止させる方法である。

【０００９】図５は、映像方式ＡＦの制御の概略を示す
フローチャートである。まず、ＡＦ動作を起動させて試
行法または変調法により山の頂上の方向を検出し、山登
りを開始する。次に、焦点電圧の変化から山の頂上を検
出し、山の頂上までレンズを戻して停止させる。変調法
を用いる場合は焦点電圧の変調成分がある一定のレベル
以下になったことから山の頂上に到達したことを検出し
、直ちにレンズを停止させる。レンズを停止した後は、
被写体の動きをレンズの状態，映像信号や焦点電圧の変
動等で監視し、必要に応じて再び起動に戻る。なお実際
にはレンズの状態として、絞り値や焦点距離を検出しそ
の値に応じて、試行法に於けるレンズの駆動量，変調法
に於けるレンズまたは撮像素子の駆動量、或はレンズの
駆動速度等を最適に制御している。すなわち、レンズの
移動量に対する焦点電圧の変化量はレンズの絞りの状態
に依存し、絞りが開放側に近いほど焦点深度が浅くなっ
て焦点電圧の変化量は大きくなる。従って絞りが開放側
に近いほど、試行法に於けるレンズの駆動量、及び変調
法に於けるレンズまたは撮像素子の駆動量を小さくし、
小絞り側では大きくするように制御している。また、反
対にレンズの移動量に対する焦点電圧の特性がレンズの
絞りの状態に依存しにいくように、高周波成分を通過さ
せるＢＰＦの遮断周波数を絞り値によって制御すること
もある。

【００１０】さらに、このことは絞りが開放側に近いほ
どデフォーカス時の映像のボケが目立ち易く、ＡＦが不
安定になり易いことを意味し、従って、絞りの開放側で
はレンズの駆動速度等を遅くするように制御する場合が
多い。逆に小絞り側では、フォーカスレンズの位置が合
焦点からかなり離れていても映像は小ボケの状態にあり
合焦点までレンズをを移動させるのに時間を要するため
、高速に制御する必要がある。

【００１１】図３に於いて、絞り検出部３１９からＡＦ
制御回路３１２に出力される波線は前述の動作を示す。 レンズがフロントフォーカシングの場合には、レンズの
移動量に対する焦点電圧の変化量は、同様にレンズの焦
点距離にも依存するので、一般に焦点距離が長いほど、
試行法に於けるレンズの駆動量を小さくし、またレンズ
の駆動速度等を遅くするように制御する。合焦速度とＡ
Ｆの安定性との両立を図ることは難しく、一般には両者
の妥協点に設定する方法がとられる。ＡＦの安定性を図
るために、起動から山登りを開始するまでに一定のラグ
タイムを持たせる方法もあるが全体の合焦速度を犠牲に
していることには変わりがない。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、高照度下の被写体に対する合焦速度とＡ
Ｆの安定性との両立を図ることが難しい。すなわち、低
照度時は一般に絞りの状態は開放側であるので、少なく
とも合焦点近傍では前述のように合焦速度を遅くするこ
とにより、手振れや被写体辞退が動くことにより生ずる
焦点電圧の乱れ（以下、外乱と称する）によるＡＦの安
定性への影響を小さくすることができるが、屋外等の高
照度時は一般に絞りの状態は小絞り側にあり、前述のよ
うに合焦速度を速くするため、外乱によるＡＦの安定性
への影響が大きくなるという問題点を有していた。特に
、屋外では被写体の距離は比較的遠側にあることが多い
にもかかわらず、単に絞り値によって合焦速度を速くし
ているために、ＡＦが誤動作して近側に合焦点を移動さ
せることが多く目立ち、実用上ＡＦの安定性を大きく損
ねていた。

【００１３】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、屋外等の高照度時に於いても実用上合焦速度とＡＦ
の安定性との両立を損ねることない高性能なＡＦ機能を
有するビデオカメラ装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のビデオカメラ装置は、撮像素子と、絞り部と
、絞り部の絞りの状態を検出する絞り検出部と、絞り検
出部出力の絞り検出信号により絞りの状態が小絞り側と
判別された時には、合焦被写体距離を遠側から近側に移
動させる時の合焦速度を近側から遠側に移動させる時の
合焦速度よりも遅くするように構成した映像方式ＡＦ手
段とを有する。

【００１５】

【作用】この構成によって、高照度の屋外に於いて、映
像方式ＡＦ手段は、絞りの状態を小絞り側と判別し、合
焦被写体距離を遠側から近側に移動させる時の合焦速度
を近側から遠側に移動させる時の合焦速度よりも遅くす
るので、屋外では比較的多い、遠い被写体に対しては高
速で合焦するが、遠側の被写体に合焦している時に外乱
によって誤判断し近側に合焦点を移動させてしまう誤動
作は極力防止し、実用上合焦速度の高速化とＡＦの安定
性との両立を損ねることのない高性能なＡＦを実現する
ことができる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。

【００１７】図１は、本実施例に於けるビデオカメラ装
置のブロック図である。同図に於いて、１０１は撮像レ
ンズ、１０２は絞り部、１０３は撮像素子、１０４は撮
像素子駆動回路、１０５は同期信号発生回路、１０６は
撮像素子１０３から出力される信号を処理して増幅する
プリアンプ、１０７はプリアンプ１０６から出力される
信号を処理して所定の信号を得る信号処理回路、１０８
はプリアンプ１０６から出力される信号の高周波成分を
通過させるバンドパスフィルタ（以下、ＢＰＦと略す）
、１０９はＢＰＦ１０８から出力される信号をアナログ
からデジタルに変換するＡＤ変換器、１１０はＡＤ変換
器１０９から出力される信号に対して、合焦させるべき
被写体の領域に対応するゲートをかけ、その領域内の信
号のみを通過させるゲート回路、１１１は１１０ゲート
回路から出力される信号を積算し映像信号の高周波成分
の量を示す信号を得るＡＦ検波回路、１１２はＡＦ検波
回路１１１より出力される信号から合焦に関する情報を
得、フォーカスモータの移動方向や駆動量等を演算して
ＡＦの制御を行うＡＦ制御回路、１１３はＡＦ制御回路
１１２から出力される制御信号に基づいてフォーカスモ
ータを駆動するフォーカスモータ駆動回路、１１４はレ
ンズを駆動するフォーカスモータ、１１５はプリアンプ
１０６から出力される信号を検波して露出に関する信号
を得る露出検波回路、１１６は露出検波回路１１５から
出力される信号に基づいて最適な露出が得られるよう絞
りを制御する露出制御回路、１１７は露出制御回路１１
６から出力される制御信号に基づいてアイリスモータを
駆動するアイリスモータ駆動回路、１１８は絞り部１０
２を駆動するアイリスモータ、１１９は絞りの状態を検
出する絞り検出部である。

【００１８】以上のように構成されたビデオカメラ装置
について、図２を用いてその動作を説明する。図２は、
本実施例に於ける映像方式ＡＦの制御の概略を示すフロ
ーチャートである。映像方式ＡＦの基本的な動作原理は
、従来の技術に於いて説明したものと同様であるが、制
御方法が異なる。すなわち、まず、ＡＦ動作を起動させ
て試行法または変調法により合焦方向を検出し、山登り
を開始する前に、この合焦方向と絞りの状態とからレン
ズ１０１の駆動速度を設定し、その速度で山登りを開始
する。本実施例での速度の設定は次のようにしている。 まず、絞り検出部によって絞り値がＦ８より小さく検出
された時には、レンズ１０１の駆動速度を従来と同等の
速度に設定する。また絞り値がＦ８以上と検出された時
には、被写体は屋外にある確率が高いと判断されるので
、さらに、起動時に検出された合焦方向を用い、合焦方
向が近側から遠側に向かう方向の場合にはレンズの駆動
速度を従来よりも速い速度に設定し、合焦方向が遠側か
ら近側に向かう方向の場合にはレンズ１０１の駆動速度
を従来よりも遅い速度に設定する。その後、設定された
速度で山登りを開始する。

【００１９】レンズ１０１の状態として、絞り値や焦点
距離を監視し、その値に応じてレンズ１０１の駆動量，
駆動速度等を最適に制御する方法は従来の技術に於いて
説明したものと同様である。

【００２０】以上のように本実施例によれば、映像方式
ＡＦ手段を、絞り検出部出力の絞り検出信号により絞り
の状態が小絞り側と判別された時には、合焦被写体距離
を遠側から近側に移動させる時の合焦速度を近側から遠
側移動させる時の合焦速度よりも遅くするように構成す
ることによって、高照度の屋外に於いては、映像方式Ａ
Ｆ手段は、絞りの状態を小絞り側と判別し、合焦被写体
距離を遠側から近側に移動させる時の合焦速度を近側か
ら遠側に移動させる時の合焦速度よりも遅くするので、
屋外では比較的多い、遠い被写体に対しては高速で合焦
するが、遠側の被写体に合焦している時に外乱によって
誤判断し近側に合焦点を移動させてしまう誤動作は極力
防止し、実用上合焦速度の高速化とＡＦの安定性との両
立を損ねることのない高性能なＡＦを実現することがで
きる。

【００２１】なお、従来の技術に於いて、ＡＦ安定性を
図るために、起動から山登りを開始するまでに一定のラ
グタイムを持たせる方法について説明したが、これも全
体の合焦速度を速くするか遅くするかを決める要因の一
つである。従って、本実施例では、絞り検出部出力の絞
り検出信号により絞りの状態が小絞り側と判別されと時
には、合焦方向が近側から遠側に向かう方向の場合には
レンズの駆動速度を従来よりも速い速度に設定し、合焦
方向が遠側から近側に向かう方向の場合にはレンズの駆
動速度を従来よりも遅い速度に設定し、その速度で山登
りを行うようにしたが、合焦速度の設定に上述のラグタ
イムを用いてもよく、絞りの状態が小絞り側と判別され
た時には、合焦方向が近側から遠側に向かう方向の場合
にはラグタイムを小さくして合焦速度を従来よりも速い
速度に設定し、合焦方向が遠側から近側に向かう方向の
場合にはラグタイムを大きくして合焦速度を従来よりも
遅い速度に設定してもよいことは言うまでもない。

【００２２】

【発明の効果】以上のように本発明は、絞り装置の絞り
の状態を検出する検出部と、この絞り検出部出力の絞り
検出信号により絞りの状態が小絞り側と判別された時に
は、合焦被写体距離を遠側から近側に移動させる時の合
焦速度を近側から遠側に移動させる時の合焦速度よりも
遅くするように構成した映像方式ＡＦ手段とを設けるこ
とにより、高照度の屋外に於いては、屋外で比較的多い
遠い被写体に対しては高速で合焦し、さらに、遠側の被
写体に合焦している時には外乱によって生ずる近側に合
焦点を移動させてしまう誤動作を極力防止できる、実用
上合焦速度の高速化とＡＦの安定性との両立を可能にし
た高性能なＡＦを有する優れたビデオカメラ装置を実現
できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に於けるビデオカメラ装置の
ブロック図

【図２】同一実施例に於ける映像方式ＡＦの制御の概略
を示すフローチャート

【図３】従来のＡＦ動作を行うビデオカメラ装置のブロ
ック図

【図４】映像方式ＡＦの原理図

【図５】映像方式ＡＦの制御の概略を示すフローチャー
ト

【符号の説明】

１０１　　　　撮像レンズ １０２　　　　絞り部 １０３　　　　撮像素子 １０４　　　　撮像素子駆動回路 １０５　　　　同期信号発生回路 １０６　　　　プリアンプ １０７　　　　信号処理回路 １０８　　　　ＢＰＦ １０９　　　　Ａ／Ｄ変換器 １１０　　　　ゲート回路 １１１　　　　ＡＦ検波回路 １１２　　　　ＡＦ制御回路 １１３　　　　フォーカスモータ駆動回路１１４　　　
　フォーカスモータ １１５　　　　露出検波回路 １１６　　　　露出制御波回路 １１７　　　　アイリスモータ駆動回路１１８　　　　
アイリスモータ １１９　　　　絞り検出部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　被写体からの光を光学的に結像させる
   光学部と、前記光学部にあって入射光量の調節が可能な
   絞り部と、前記絞り部の絞りの状態を検出し絞り検出信
   号を出力する絞り検出部と、前記光学部によって結像さ
   れた光学像を光電変換して映像信号を出力する撮像素子
   と、前記撮像素子の出力映像信号中の高周波数成分のレ
   ベルが最大となるようフォーカシングレンズを駆動する
   映像方式オートフォーカス手段とを有し、前記絞り検出
   部の出力の絞り検出信号により絞りの状態が小絞り側と
   判別された時には、前記映像方式オートフォーカス手段
   は、合焦被写体距離を遠側から近側に移動させる時の合
   焦速度を近側から遠側に移動させる時の合焦速度よりも
   遅くするように構成したことを特徴とするビデオカメラ
   装置。