JPH04421A - ビデオカメラ - 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、望遠から広角までの通常領域におけるオート
フォーカス機能とともに、マクロ領域におけるオートフ
ォーカス機能を有するビデオカメラに関するものである
。

［発明の概要］ 本発明のビデオカメラは、マクロ領域でオートフォーカ
ス駆動されるズームレンズに対し、フォーカス点の微小
サーチを可能とするために、マクロオートフォーカス動
作時には、少なくともフォーカス点近傍においては、制
御部からズームレンズ駆動回路に供給する駆動信号を断
続させるようにしたものである。

［従来の技術］ 従来、オートフォーカス機能を有するビデオカメラにお
いては、ノーマル領域（置型遠位置〜最広角位置）にお
いてフォーカスレンズを自動的に駆動してオートフォー
カスを達成している。

フォーカスレンズ駆動制御方式としては、例えば、合焦
位置ではビデオ信号の直流分を除く周波数成分が最大に
なることを利用して、ビデオ信号の直流分を直流分を除
く周波数成分を積算した値をオートフォーカス制御情報
としての評価値データとし、この評価値データが最大と
なる位置にフオーカスリングを駆動させて、フォーカス
レンズ位置を制御する方式（いわゆる山登り制御）が知
られている（例えば特願昭６２−１４６６２８号）。な
お、フォーカスリングの駆動速度はモータに供給される
ＤＣ電圧の増減により制御している。

また、ノーマル領域におけるオートフォーカス制御とと
もに、ノーマル領域最広角よりもさらにレンズに近い被
写体に対応するマクロ領域（ノーマル領域畳床角位置〜
接写位置）においてもオートフォーカス制御を行なうよ
うにする場合は、ズムレンズに対して、フォーカスレン
ズと同様の山登り制御によるレンズ位置駆動を行なうこ
とになる。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが、ズームレンズを駆動する場合、比較的高トル
クが必要で、しかも、機器によって駆動トルクのばらつ
きが大きいため、単にズームリングモータに供給するＤ
Ｃ電圧を増減することにょって移動速度調整を行なうだ
けでは、ズームレンズの微小な移動量を得たい場合など
に不都合である。特に、わずかに移動したいときにＤＣ
電圧を下げて低速度で駆動しようとしても、レンズ移動
系の機械的な静摩擦係数によって動作しなかったり、或
は、電圧を成る程度上げた時点で急に動作するというこ
とが発生し易い。

このため、マクロ領域におけるオートフォーカス動作時
に、微小範囲のフォーカス点サーチを良好に行なうこと
ができないという問題がある。

［問題点を解決するための手段コ 本発明は、このような問題点にかんがみてなされたもの
で、マクロ領域におけるオートフォーカスを行なうこと
ができるビデオカメラにおいて、マクロオートフォーカ
ス動作時には、少なくとも、微小サーチが必要なフォー
カス点近傍においては、制御部からズームレンズ駆動回
路に供給する駆動信号を、所定のパルス幅で断続的に供
給するように構成するものである。

［作用コ 所定のパルス幅で断続される制御信号で、ズームレンズ
駆動回路のモータ駆動動作を細かくオン／才）制御する
ことにより、ズームレンズ（ズームリング）を微小に移
動させることができるようになる。

［実施例］ 第１図は本発明のビデオカメラの一実施例のオートフォ
ーカス制御回路系ブロック図を示したものである。

■は、フォーカスレンズ及びズームレンズが、それぞれ
駆動モータ２ａ、２ｂにより矢印Ａ、　Ｂ方向に回動さ
れることにより矢印Ｃ，Ｄ方向に移動されて焦点位置が
制御されるレンズ系を示し、ノーマル領域においてはフ
ォーカスレンズが、またマクロ領域においてはズームレ
ンズが、それぞれ以下説明するコントラスト検出法（周
波数分離法）による山登り制御がなされることにより、
ノーマルオートフォーカス動作及びマクロオートフォー
カス動作が可能とされている。なおこの場合、フォーカ
スレンズ及びズームレンズは、Ａ方向に駆動されたとき
（＝Ｃ方向に移動したとき）に遠距離に合焦され、Ｂ方
向に駆動されたとき（＝Ｄ方向に移動したとき）に近距
離に合焦されるものとする。

３はＣＣＤ撮像素子であり、レンズ系ｌを介した被写体
像を撮像し、その撮像信号を信号処理回路４に出力する
。

信号処理回路４は、ＣＣＤ撮像素子３の出力信号から輝
度信号及びクロマ信号を形成するものであり、プロセス
回路、カラーエンコーダ等がら構成されている。

５ａ、５ｂはバンドパスフィルタであり、信号処理回路
４から取り出された輝度信号が供給される。バンドパス
フィルタ５ａは中心周波数が例えばｌ　ＯＯＫＨｚであ
り、バンドパスフィルタ５ｂは、中心周波数が例えば５
００　ＫＨｚである。このバンドパスフィルタ５ａ、５
ｂにより、信号処理回路４から供給された輝度信号中の
所定周波数成分が取り出される。そして、取り出された
周波数成分はアンプを介して検波回路６ａ、６ｂに供給
され、その所定周波数成分のレベル検出がなされる。

７はスイッチ回路であり、バンドパスフィルタ５ａ、５
ｂのいづれで抽出された周波数成分の検波出力をオート
フォーカス制御データに使用するかをオートフォーカス
制御系システムコントローラ（以下、コントローラとい
う）１０の制御に従って選択する。例えば、コントラス
トが強い被写体のときにはバンドパスフィルタ５ａの出
力が選択され、コントラストが弱い被写体のときにはバ
ンドパスフィルタ５ｂの出力が選択される。

スイッチ回路７によって選択された検波出力、すなわち
輝度信号中の所定周波数成分のレベルの信号はＡ／Ｄ変
換器８においてデジタル化され、そのデジタル出力は積
算回路９に供給される。積算回路９にはコントローラ１
０から積算エリア制御信号が供給されており、Ａ／Ｄ変
換器８から入力される輝度信号中の所定の周波数成分の
レベルのデータは、積算エリア制御信号で指定される期
間積算される。実際の積算動作としては、例えば１水平
期間における最大値を１フイ一ルド分積算する方式が考
えられる。この積算結果データが、評価値データＤｔと
してコントローラ１０に供給される。

コントローラ１０は、供給された評価値データＤｔを用
いて山登り制御を行ない、オートフォーカス動作を達成
することができるように構成されている。すなわち、フ
ォーカスレンズ又はズームレンズが駆動され、完全なピ
ンボケ状態から合焦状態に達し、再びピンボケ状態にな
っていく過程での周波数スペクトル成分の分布とその強
度を測定していくと、ピンボケ状態ではスペクトル成分
は低域側にあるとともにその大きさも小さく、ピントが
あってくるに従ってスペクトル成分が高域側に移りその
大きさも大きくなる。このことから、ビデオ信号中から
抽出した高域成分を積算したデータが最大となるように
レンズを駆動すれば、オートフォーカス制御が可能とな
る。従って、ノーマル領域ではフォーカスレンズを、ま
たマクロ領域ではズームレンズを、例えば第２図で示す
ように、レンズ移動範囲（Ｎφ（４））において前後駆
動させながら評価値データＤｔの最大となる地点Ｐ、を
探す動作（山登り制御）を行なうことによりノーマル領
域及びマクロ領域でのオートフォーカスが実行されるこ
とになる。

１１ａはフォーカスレンズモータ駆動回路、１１ｂはズ
ームレンズモータ駆動回路であり、それぞれコントロー
ラ１０からの駆動方向制御信号（Ｓ、、Ｓ、）に従って
駆動モータ２ａ、２ｂを駆動する。また、駆動速度制御
信号ＳｓがＤ／Ａ変換器１２を介して供給され、駆動速
度制御信号Ｓｓに基すいてレンズ駆動速度を設定する。

なお、駆動方向制御信号Ｓ、、Ｓ、、及び駆動速度制御
信号Ｓｌｌは、オートフォーカス動作時においては上記
山登り制御によって生成されるものである。駆動方向制
御信号ＳＦにより、レンズは望遠側方向に駆動され、駆
動方向制御信号Ｓ１によりマクロ側方向に駆動される。

１３はフォーカスレンズ位置検出部であり、例えばフォ
ーカスレンズ円筒部分の所定範囲に反射膜を形成し、こ
の円筒部分対して発光ダイオードから検出光を照射し、
被照射位置が反射膜形成部分か否か、つまり円筒部分の
六方向或はＢ方向の回転位置が反射光が得られる位置で
あるか否かにより、フォーカスレンズ位置を検出する。

検出信号はＡ／Ｄ変換器１４を介してコントローラ１０
に入力される。

１５はズームレンズ位置検出部であり、例えばズームレ
ンズ円筒部分に３単位のマイクロスイッチに対応して所
定部分に溝が形成されており、各マイクロスイッチの摺
動子が溝に対応してオン／オフ制御されることにより、
ズームレンズ位置を検出できる。検出された信号はＡ／
Ｄ変換器１６に供給され、位置情報コードとしてコント
ローラ１０に入力される。

１７はコントローラ１０と相互に通信制御されるモード
コントローラであり、例えばノーマルモード及びマクロ
モードを示す表示をビデオカメラのビューファインダに
おいて行なわせるなどの制御を行なう。

１８はマクロモードスイッチであり、使用者がこのスイ
ッチを操作することにより、コントローラ１０はマクロ
モードに移行し、マクロオートフォーカスが実行される
。即ちズームレンズが上記山登り制御により駆動され、
ノーマルモードの畳床角時よりもさらに近距離の被写体
に対して合焦状態が設定される。

１９はパワーズームスイッチであり、ノーマルモード時
、すなわち置型遠領域から畳床角領域においてフォーカ
スレンズが山登り制御されオートフォーカスが実行され
ている場合に、使用者が任意にズームレンズを駆動する
（望遠側φ広角側）ための操作スイッチである。

このようにオートフォーカス制御回路系が構成された本
実施例では、前述したようにコントローラ１０において
評価値データＤｔに基ずく山登り制御が実行されて、フ
ォーカスレンズ或はズームレンズが駆動され、ノーマル
領域及びマクロ領域におけるオートフォーカスを達成す
るものであるが、そのオートフォーカス動作（山登り制
御）は５段階の制御によって達成されている６すなわち
、■駆動開始モード、■方向検出モード、■フォーカス
点通過モード、■反転戻りモード、■微小調整モードで
ある。

例えば、第２図におけるＰ。地点にレンズが位置してい
た場合、まず駆動開始モード■で所定の方向（例えばａ
方向）に移動させながら評価値データＤｔを順次得てい
く。そして、次に方向検出モード■として、移動に伴っ
て順次得られた評価値データＤｔ、Ｄｔ・・・・から、
その移動がジャストフォーカス点Ｐ、に向かって移動し
ているか否かを判断し、移動方向にジャストフォーカス
点ＰＪがないと判断した場合は方向を転換する。つまり
第２図の場合は移動方向をｂ方向に反転する。そして、
フォーカス点通過モード■として、評価値データＤｔを
検出しなからｂ方向への移動を続ける。この際、順次検
出される評価値データＤｔは、ジャストフォーカス点Ｐ
、に近づ（に従って高い値になっていくことになるが、
レンズがＰ１地点まで移動してしまうと、その時点で得
られる評価値データＤｔは、その直前の評価値データＤ
ｔよりも低い値となる。すなわち、この評価値データの
低下によってレンズがジャストフォーカス位置を通過し
たことが検出されることになる。そこで、反転戻りモー
ド■として移動方向を反転（ａ方向）し、ジャストフォ
ーカス点Ｐ、に向かってわずかに移動させ、最後に微小
調整モード■としてａ方向及びｂ方向に微小移動しなが
らジャストフォーカス点Ｐ１、つまり、最も高い評価値
データＤｔが得られる地点に到達する。

本実施例では、ズームレンズに対してこのような山登り
制御によるオートフォーカス動作を行なう際に、微小な
移動が必要な場合にはズームレンズ駆動回路１１ｂに供
給される駆動速度制御信号Ｓｓを所定のパルス幅で断続
させるようにする。

例えば駆動速度制御信号Ｓ９として、通常は第３図（ａ
）に示すように、コントローラ１０からＤ／Ａ変換器１
２を介して所定電圧のＤＣ信号がズームレンズ駆動回路
１１ｂに供給され、ズームレンズが駆動されているが、
コントローラ１０におけるソフトウェア手段により、例
えばこの駆動速度制御信号Ｓｓを２垂直同期期間供給し
１垂直同期期間は供給しないようにして第３図（ｂ）に
示すように断続させたり、さらに、例えば第３図（ｃ）
に示すように１垂直同期期間供給し２垂直同期期間供給
しないように断続させる。このように、駆動速度制御信
号Ｓｓが第３図（ｂ）或は（ｃ）の状態に断続された場
合は、１垂直同期期間のタイミングで、ズームレンズモ
ータ２ｂが細かくオン／オフされることになり、比較的
高い駆動トルクが必要なズームレンズを微小に移動させ
ることができるようになる。

実際の山登り制御過程における駆動速度制御信号Ｓｓの
断続制御の一例を第４図のフローチャートに示す。なお
、前記第２図のＰ２地点からＮ側をマクロ領域であると
仮定して説明する。

まず、ズームレンズの駆動がノーマル領域で行なわれて
いる場合は、駆動速度制御信号Ｓｓは通常のＤＣで供給
されているが（ＦＩＯＩＩ、例えばマクロモードスイッ
チ１８が操作されてマクロオートフォーカスが実行され
、ズームレンズがＰ２地点に達してマクロ領域に入ると
、コントローラ１０は駆動速度制御信号Ｓｓを３垂直同
期期間中、１垂直同期期間だけは供給しないようにする
。すなわち第３図（ｂ）の断続信号がズームレンズ駆動
回路１１ｂに供給され、マクロ領域におけるズームレン
ズの微小な移動動作を可能とする（Ｆ２Ｏ３゜Ｆ２Ｏ３
）　　そして前述したようにズームレンズがジャストフ
ォーカス位置を通過し、反転戻りモード■となった以降
は（Ｆ２Ｏ３）、適正にジャストフォーカス位置ＰＪま
で移動するために、さらに微小なレンズ移動動作が必要
になるため、コントローラ１０は駆動速度制御信号Ｓｓ
を３垂直同期期間中、１垂直同期期間のみ供給するよう
にして、第３図（ｃ）の断続信号をズームレンズ駆動回
路１１ｂに供給し、微小調整モード■においてズームレ
ンズの微小サーチを可能とする（Ｆ２Ｏ３゜Ｆ２Ｏ３） このように、ズームレンズ駆動のための駆動速度制御信
号Ｓｓを断続させることにより、一定の駆動トルクが得
られる信号電圧のままで移動量に対応した移動速度を設
定できるため、パルス幅を適正に設定すれば、微小な距
離間でのサーチが必要なマクロ領域間（特に微小調整モ
ード■時）において、ズームレンズを容易に微小移動さ
せることができる。

なお、この実施例では駆動速度制御信号Ｓ３の断続が、
垂直同期期間に対応したパルス幅でなされる場合を例に
あげて説明したが、これに限定されるものではなく、断
続させる場合のパルス幅は、それぞれ実施機器の条件に
応じて設定されればよい。また、断続させる場合のパル
ス幅を２段階設定したが、さらに細かく段階制御しても
よい。さらに、駆動速度制御信号Ｓｓを断続させるのは
山登り制御が反転戻りモード■となった以降のみとして
もよい。

なお、必要であれば、ノーマルモード時におけるズーム
レンズ移動速度制御にも適用するようにしてもよい。さ
らに場合によっては、フォーカスレンズに対して適用し
てもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明のビデオカメラは、マクロ
モード時において、少なくともフォーカス点近傍におい
ては、制御部が、ズームレンズ駆動回路に対して駆動信
号を断続供給するようにしたため、ズームレンズの移動
速度を微妙に変化させることが可能になり、フォーカス
地点へのズームレンズ位置制御を容易に行なうことがで
きるようになるという効果がある。

度制御方式を示すフローチャートである。

１はレンズ系、２ａはフォーカスレンズモタ、２ｂはズ
ームレンズモータ、３はＣＣＤ撮像素子、１０はコント
ローラ、ｌｌａはフォーカスレンズ駆動回路、ｌｌｂは
ズームレンズ駆動回路、１５はズームレンズ位置検出部
、１８はマクロモードスイッチを示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のビデオカメラのオートフォーカス制御
系の一実施例を示すブロック図第２図は山登り制御の説
明図、 第３図（ａ）（ｂ）（ｃ）は本実施例における駆動速度
制御信号の説明図、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ズームレンズをオートフォーカス制御情報によって駆動
   させることによりマクロ領域でのオートフォーカスを行
   なうことができるように構成されたビデオカメラにおい
   て、 マクロオートフォーカス動作時には、少なくともフォー
   カス点近傍においては、制御部からズームレンズ駆動回
   路に供給される駆動信号が、所定のパルス幅で断続され
   るようにしたことを特徴とするビデオカメラ。