JPS5858505A - ビデオカメラのオ−トフオ−カス装置 - Google Patents
ビデオカメラのオ−トフオ−カス装置Info
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- JPS5858505A JPS5858505A JP56157493A JP15749381A JPS5858505A JP S5858505 A JPS5858505 A JP S5858505A JP 56157493 A JP56157493 A JP 56157493A JP 15749381 A JP15749381 A JP 15749381A JP S5858505 A JPS5858505 A JP S5858505A
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- JP
- Japan
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- circuit
- helicoid
- voltage
- focus
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/28—Systems for automatic generation of focusing signals
- G02B7/36—Systems for automatic generation of focusing signals using image sharpness techniques, e.g. image processing techniques for generating autofocus signals
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Focusing (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ビデオカメラの自動焦点合わせ装置に関する
ものである。
ものである。
ビデオカメラの特徴を生かした自動焦点合わせ装置とし
て撮影中の映像信号の高域成分を用いて画面の精ｍ度を
検出し、精細度が最大となるようにレンズの距離環（以
下へリコイドと言う）を回転制御するいわゆる山登多制
御が知られ、ている。この方式はＮＨＫ技術報告、昭和
４０年第１７巻、第１号１通巻第８６号２１ページに石
田他着「山登シサーボ方式によるテレビカメラの自動一
点調整」として詳細に述べられているが、以下この方式
ｔ−第１図、第２図を用−て簡単に説明する。
て撮影中の映像信号の高域成分を用いて画面の精ｍ度を
検出し、精細度が最大となるようにレンズの距離環（以
下へリコイドと言う）を回転制御するいわゆる山登多制
御が知られ、ている。この方式はＮＨＫ技術報告、昭和
４０年第１７巻、第１号１通巻第８６号２１ページに石
田他着「山登シサーボ方式によるテレビカメラの自動一
点調整」として詳細に述べられているが、以下この方式
ｔ−第１図、第２図を用−て簡単に説明する。
第１図は山登シ方式による自動焦点合わせ装置の構成ブ
ロック図である。１はレンズ、２はカメラ回路、５は映
像信号の出力端子、４はバイパスフィルタ、５は検波器
、６は差分ホールド回路、７はモータ駆動回路、８はレ
ンズ１のへリコイドを回転するためのモータである。
ロック図である。１はレンズ、２はカメラ回路、５は映
像信号の出力端子、４はバイパスフィルタ、５は検波器
、６は差分ホールド回路、７はモータ駆動回路、８はレ
ンズ１のへリコイドを回転するためのモータである。
以下、第２図の特性図を用いて第１図の構成の動作を説
明する。
明する。
レンズ１よシ入射される被写体からの元は結像し、カメ
ラ回路２によυ電気信号となシ、端子３に映像信号とし
て出力される。この映像信号の高域成分゛だけか、バイ
パスフィルタ４で抽出され、検波器５で検波された後、
端子５１にあられれる。端子５１にあられれる映像信号
の高域成分に対応する電圧（以後、焦点電圧と言う）第
２図の曲線イで表わすような電圧となる。この焦点電圧
は撮映像の精細度に対応しているので、レンズ１のへリ
コイドの位置（Ａとする］が、レンズ１と被写体間の距
離に合致していれば最大となｐｌこれからずれるに従い
低下する。
ラ回路２によυ電気信号となシ、端子３に映像信号とし
て出力される。この映像信号の高域成分゛だけか、バイ
パスフィルタ４で抽出され、検波器５で検波された後、
端子５１にあられれる。端子５１にあられれる映像信号
の高域成分に対応する電圧（以後、焦点電圧と言う）第
２図の曲線イで表わすような電圧となる。この焦点電圧
は撮映像の精細度に対応しているので、レンズ１のへリ
コイドの位置（Ａとする］が、レンズ１と被写体間の距
離に合致していれば最大となｐｌこれからずれるに従い
低下する。
第２．図から判断される事は何らかの手段によりヘリコ
イドの位置を焦点電圧の山を登るように制御し、焦点電
圧が最大となる山の頂上にヘリコイドが導ければ自動焦
点合わせ装置が形成しうる。
イドの位置を焦点電圧の山を登るように制御し、焦点電
圧が最大となる山の頂上にヘリコイドが導ければ自動焦
点合わせ装置が形成しうる。
この手Ｒは、第１図の差分ホールド回路６からモータＢ
に至る構成により達せられる。即ち。
に至る構成により達せられる。即ち。
モータ８によシヘリコイド位置を動かしながら、差分ホ
ールド回路６は端子５１に表われる焦点電圧？一定時間
毎にサンプルホールドし、焦点電圧が時間経過に対し増
加方向であれば正の電圧、減少方向であれば負の電圧を
出力する。モータ駆動回路７は、＠２図の曲線口に示す
ような端子６１に表われる差分ホールド回路６の電圧が
正の時はモータ８の回転方向をそのままに保ち、山登夛
をつづけ、負の時は回転方向を逆転させ山を登る方向へ
と戻す。このようにすれば＃１１図の構成のへリコイド
位置制御閉ループは焦点電圧によ）作られる山を差分ホ
ールド＠路６の出力電圧を参照して登ってゆき、ついに
はこの山の頂上で小きざみに振動しながら定常状１１に
達する事によシ、自動的に焦点合わせができる口取上が
山登シ万式によるビデオカメラの自動焦点合わせ装置で
おる。
ールド回路６は端子５１に表われる焦点電圧？一定時間
毎にサンプルホールドし、焦点電圧が時間経過に対し増
加方向であれば正の電圧、減少方向であれば負の電圧を
出力する。モータ駆動回路７は、＠２図の曲線口に示す
ような端子６１に表われる差分ホールド回路６の電圧が
正の時はモータ８の回転方向をそのままに保ち、山登夛
をつづけ、負の時は回転方向を逆転させ山を登る方向へ
と戻す。このようにすれば＃１１図の構成のへリコイド
位置制御閉ループは焦点電圧によ）作られる山を差分ホ
ールド＠路６の出力電圧を参照して登ってゆき、ついに
はこの山の頂上で小きざみに振動しながら定常状１１に
達する事によシ、自動的に焦点合わせができる口取上が
山登シ万式によるビデオカメラの自動焦点合わせ装置で
おる。
この方式は、撮訣像そのものを用いて焦点合わせ動作を
行うため、独立の測距機構で測距した結果でヘリコイド
位置を開ループ制御するものと比べて、簡単な構造で初
期調整数も少なく、安細に正確な自動焦点合わせ装ａ１
を構成するが、以下に述べる改良すべき点を鳴する。
行うため、独立の測距機構で測距した結果でヘリコイド
位置を開ループ制御するものと比べて、簡単な構造で初
期調整数も少なく、安細に正確な自動焦点合わせ装ａ１
を構成するが、以下に述べる改良すべき点を鳴する。
この改良すべき点は、１つは山の頂上付近で小きざみに
振動しつつ定常状態に達するという点でＴｏｌ＞、もう
１つはレンズ１の紋り＠Ｆ、焦点距離ｆに対応する被写
界深度の違いによシ、同じへリコイドの位置に対して、
ボケの程度が異なる事に起因する。被写界深度が変わる
と。
振動しつつ定常状態に達するという点でＴｏｌ＞、もう
１つはレンズ１の紋り＠Ｆ、焦点距離ｆに対応する被写
界深度の違いによシ、同じへリコイドの位置に対して、
ボケの程度が異なる事に起因する。被写界深度が変わる
と。
ａｉｉｉ面上で同一物を撮像しても、レンズの＜）出し
量に対するボケの量が変化するため、焦点電圧の山の形
、高さは影響を受ける。この代表的なｓｔｔｇｓ図に示
す。同図にお＾て、（ｔｌ １４ 適正な場合、（２）
は被写界深度が浅Ａ場合、（３）は被写界深度が深い場
合である。第５図から明らかなように、偉）の例では合
焦点付近では充分な電圧が得られて論るが、合焦点から
離れたところではまったく焦点電圧が生じて＾ない、そ
のなめこの領域で社、ヘリコイド位置を動かしても１、
差分電圧が生じない九め、その位ｌｉｔを頂上と判断し
、山登シ動作全終了する事によシ、撮映画倫はボケる。
量に対するボケの量が変化するため、焦点電圧の山の形
、高さは影響を受ける。この代表的なｓｔｔｇｓ図に示
す。同図にお＾て、（ｔｌ １４ 適正な場合、（２）
は被写界深度が浅Ａ場合、（３）は被写界深度が深い場
合である。第５図から明らかなように、偉）の例では合
焦点付近では充分な電圧が得られて論るが、合焦点から
離れたところではまったく焦点電圧が生じて＾ない、そ
のなめこの領域で社、ヘリコイド位置を動かしても１、
差分電圧が生じない九め、その位ｌｉｔを頂上と判断し
、山登シ動作全終了する事によシ、撮映画倫はボケる。
また（３）の場合はへリコイドがどの位置においても山
の形が平坦すぎる几め、ヘリコイド位置を変化させても
、焦点電圧の変化分である差分゛電圧を検出できず、そ
の位置を頂上と判断し、山登シ動作を終了する。このよ
うにレンズの状態によりては、山登シ動作に誤動作を生
じる場合がある。
の形が平坦すぎる几め、ヘリコイド位置を変化させても
、焦点電圧の変化分である差分゛電圧を検出できず、そ
の位置を頂上と判断し、山登シ動作を終了する。このよ
うにレンズの状態によりては、山登シ動作に誤動作を生
じる場合がある。
本発明の目的は上記した問題点を解決し、合焦点付近で
のへリーイド位置の振動をなくし、レンズの紋ｐ値、焦
点距離によって被写界深度が変化しても、正しく合焦動
作を行う事のできる自動合焦装置を提供する事にある。
のへリーイド位置の振動をなくし、レンズの紋ｐ値、焦
点距離によって被写界深度が変化しても、正しく合焦動
作を行う事のできる自動合焦装置を提供する事にある。
上記の目的を達成するために本発明では焦点電圧そのも
のを検出し、現在の値と、前の値との変化分だけを検出
するのでなく、現在の値と前に検出した値のうち最大の
ものとの変化分を計算する事によ３７ＷＡ動作のない合
焦動作を行うものである。
のを検出し、現在の値と、前の値との変化分だけを検出
するのでなく、現在の値と前に検出した値のうち最大の
ものとの変化分を計算する事によ３７ＷＡ動作のない合
焦動作を行うものである。
第４図に本発明による自動合焦装置の一実施例のブロッ
ク図を示す。第４図中１〜８は１１ｇ１図中に示した同
一番号をもつブロックと同−機能含有するブロックであ
る。１０はノ１イノ（スフイルタ、１１はリセット信号
を発生する積分リセット回路である。１２は積分回路で
あシ、積分リセット回路１１よルの信号が入力するまで
の一定期間、入力信号を積分する。以後は、この積分回
路１２の積分出力電圧を焦点電圧と呼ぶ。１３は積分回
路１２によシ得られた焦点電圧を本発明の山登シ下シ判
定回路１５へ導く友めのＡ／Ｄ変換器である。１４はレ
ンズのへリコイド位置金山登シ下シ判定回路１５へ情報
として入力するためのんΦ変換器である。
ク図を示す。第４図中１〜８は１１ｇ１図中に示した同
一番号をもつブロックと同−機能含有するブロックであ
る。１０はノ１イノ（スフイルタ、１１はリセット信号
を発生する積分リセット回路である。１２は積分回路で
あシ、積分リセット回路１１よルの信号が入力するまで
の一定期間、入力信号を積分する。以後は、この積分回
路１２の積分出力電圧を焦点電圧と呼ぶ。１３は積分回
路１２によシ得られた焦点電圧を本発明の山登シ下シ判
定回路１５へ導く友めのＡ／Ｄ変換器である。１４はレ
ンズのへリコイド位置金山登シ下シ判定回路１５へ情報
として入力するためのんΦ変換器である。
レンズの紋υ値、焦点距離によって被写界深度が変化し
た時の動作にり＾て第５図を使い説明する。
た時の動作にり＾て第５図を使い説明する。
第５図（１）は深度が適正な場合、＠）は深度が浅い場
合、伸）は深度が深い場合のへリコイド位置に対する焦
点電圧の分布を示している。
合、伸）は深度が深い場合のへリコイド位置に対する焦
点電圧の分布を示している。
積分回路１２から出力される焦点電圧はルΦ変換器１３
によシデジタル量に変換され、山登シ下〕判定回路１５
へ入力される。また同時にその時点でのへリコイド位置
も爲Φ変換器１４を通して山登シ下シ判定回路１５へ入
力される。山登り下シ判定回路１５では、ヘリコイド位
置に対する焦点電圧のＡ／Ｄ ＠の変化を常時記憶し１
次の状態にある時山登シから白下シヘ転じ九と判定する
（！） 現時点の焦点電圧のルの値が直前の焦点電圧
のＡ／Ｄ ＠よシ２以上小さくなった時。これは、ルΦ
変換器１５へ入力される焦点電圧のうち最大のものに対
して２／１２７、即ち約１６％ （本実施例では６５ｒ
Ｉｆ）にあたる。
によシデジタル量に変換され、山登シ下〕判定回路１５
へ入力される。また同時にその時点でのへリコイド位置
も爲Φ変換器１４を通して山登シ下シ判定回路１５へ入
力される。山登り下シ判定回路１５では、ヘリコイド位
置に対する焦点電圧のＡ／Ｄ ＠の変化を常時記憶し１
次の状態にある時山登シから白下シヘ転じ九と判定する
（！） 現時点の焦点電圧のルの値が直前の焦点電圧
のＡ／Ｄ ＠よシ２以上小さくなった時。これは、ルΦ
変換器１５へ入力される焦点電圧のうち最大のものに対
して２／１２７、即ち約１６％ （本実施例では６５ｒ
Ｉｆ）にあたる。
（２） 現時点の焦点電圧のＡ／Ｄ ＠がそれ以前に
入力された焦点電圧の最大値に対して３以上小さくなっ
た時 従って直前の値と尋しいか１小さい時は、増加方向と判
定され、ヘリコイドの移動方向は変らない、ここで直前
の値よシ１小さい時に増加方向と判定する理由は、若干
の維音成分あるいはＡ／Ｄ変換器１４の量子化誤差など
によシ増減判断ｔ−誤まらぬための配慮である。
入力された焦点電圧の最大値に対して３以上小さくなっ
た時 従って直前の値と尋しいか１小さい時は、増加方向と判
定され、ヘリコイドの移動方向は変らない、ここで直前
の値よシ１小さい時に増加方向と判定する理由は、若干
の維音成分あるいはＡ／Ｄ変換器１４の量子化誤差など
によシ増減判断ｔ−誤まらぬための配慮である。
ヘリコイドは至近から■方向へ移動して込るとし、今Ｅ
ｌ／ＣＴｏるとする。第５図（１）セは山登υ下り判定
回路１５によシＥからＡは焦点電圧の変化は増加方向と
判定される。そしてＡからＢヘヘリコイド位置が移ると
１判定条件（１）により山王りに転じたと判定され、山
登Ｖ１判定回路１５によシモータが逆転し、増加から減
少へ転じた点Ａでモータが停止する。前述のように焦点
電圧に対応するヘリコイド位置の情報も山登）下シ回路
１５に入力されるため、Ａ点の位置は山登シ下シ回路１
５に記憶されている。そのためＡ点を行き過ぎる事はな
い。第５図（８）の場合は、ＥからＣでは、焦点電圧の
変化はないが、判定条件（１１，（！ｌを満足しないた
め、増加方向と判定されＡまでヘリコイドを移動させる
。そしてＡからＢヘヘリコイド位置が移ると、判定条件
（１）によシ山王９に転じ九と判定され、山登Ｄ”ＦＤ
判定回路１５によシ（１）の場合と同様にしてヘリコイ
ド位置はＡに移シ停止する。第５図（３１は被写界深度
が深いため、山の形が平坦となる場合で−Ｔｏシ、（１
１、１１１）と同様にしてＥから４は増加方向と判定さ
れる。山の形が平坦なためＡからＢへ移っても焦点電圧
の変化は＃１とんどないと見なされ、モータの回転方向
は逆転しない。
ｌ／ＣＴｏるとする。第５図（１）セは山登υ下り判定
回路１５によシＥからＡは焦点電圧の変化は増加方向と
判定される。そしてＡからＢヘヘリコイド位置が移ると
１判定条件（１）により山王りに転じたと判定され、山
登Ｖ１判定回路１５によシモータが逆転し、増加から減
少へ転じた点Ａでモータが停止する。前述のように焦点
電圧に対応するヘリコイド位置の情報も山登）下シ回路
１５に入力されるため、Ａ点の位置は山登シ下シ回路１
５に記憶されている。そのためＡ点を行き過ぎる事はな
い。第５図（８）の場合は、ＥからＣでは、焦点電圧の
変化はないが、判定条件（１１，（！ｌを満足しないた
め、増加方向と判定されＡまでヘリコイドを移動させる
。そしてＡからＢヘヘリコイド位置が移ると、判定条件
（１）によシ山王９に転じ九と判定され、山登Ｄ”ＦＤ
判定回路１５によシ（１）の場合と同様にしてヘリコイ
ド位置はＡに移シ停止する。第５図（３１は被写界深度
が深いため、山の形が平坦となる場合で−Ｔｏシ、（１
１、１１１）と同様にしてＥから４は増加方向と判定さ
れる。山の形が平坦なためＡからＢへ移っても焦点電圧
の変化は＃１とんどないと見なされ、モータの回転方向
は逆転しない。
ヘリコイドがＤへ移ると、Ｂ点とＤ点における４４）＠
の変化量は判定条件（１）を満足しないが、セれまでの
焦点電圧の最大値を示す点Ａに対しては条件伐）を満た
すため、Ｄ点で山登夛下シ判定回路１５は川下シに転じ
たと判定し、（凰）、（２）と同様にしてヘリコイド位
置ｋＡＫ移し停止する。
の変化量は判定条件（１）を満足しないが、セれまでの
焦点電圧の最大値を示す点Ａに対しては条件伐）を満た
すため、Ｄ点で山登夛下シ判定回路１５は川下シに転じ
たと判定し、（凰）、（２）と同様にしてヘリコイド位
置ｋＡＫ移し停止する。
以上によ〕合焦動作が行なわれる。
以上述べたように、本発明により被写界深度の浅い場合
でも、深い場合でも焦点電圧の山の形にかかわらず、正
しい山登多動作を行う事ができる。
でも、深い場合でも焦点電圧の山の形にかかわらず、正
しい山登多動作を行う事ができる。
なお、上述の説明では焦点電圧の山の傾きがレンズの被
写界探度に対応して変化するとしたが、山の傾きは撮像
画・面の絵柄、すなわち撮像ビデオ信号の周波数スペク
トルによっても変化するが、山の傾きそのものの変化に
よらず正しく山頂を求める手段に本−発明の意図がある
ことを考えれば１本発明は撮像ｌｉｉ面の絵柄による山
の傾きの変化にも影響を受けずに正確に判定できる効果
があることは明白である。
写界探度に対応して変化するとしたが、山の傾きは撮像
画・面の絵柄、すなわち撮像ビデオ信号の周波数スペク
トルによっても変化するが、山の傾きそのものの変化に
よらず正しく山頂を求める手段に本−発明の意図がある
ことを考えれば１本発明は撮像ｌｉｉ面の絵柄による山
の傾きの変化にも影響を受けずに正確に判定できる効果
があることは明白である。
また、第４図を用いた説明の文中で白下シの判断として
隣接したＡＤＤ値では２以上、最大銀に対しては３以上
という数字を用いたが、これらの数字が他の麹となって
も良いのは言うまでもない。
隣接したＡＤＤ値では２以上、最大銀に対しては３以上
という数字を用いたが、これらの数字が他の麹となって
も良いのは言うまでもない。
第１図は従来の山登９方式ビデオカメラのブロック構成
図、第２図及び第６図はへリコイド位置に対する焦点電
圧の変化を示す特性図、第４図は本発明の一実施例の構
成を示すブロック図、第５図はへリコイド位置に対する
焦点電圧の変化を示す特性図である。 １・・・レンズ ２・・・カメラ回路４・・
・高域フィルタ ５・・・検波器６・・・差分ホー
ルド回路 ７・・・モータ駆動回路８・・・モータ
１０・・・１次バイパスフィルタ１２・・・
積分回路 １４１４・・・Ａ７′Ｄ変換器 −
１５・・・山登り下９判定回路 二 へ？ノコイド＆置
図、第２図及び第６図はへリコイド位置に対する焦点電
圧の変化を示す特性図、第４図は本発明の一実施例の構
成を示すブロック図、第５図はへリコイド位置に対する
焦点電圧の変化を示す特性図である。 １・・・レンズ ２・・・カメラ回路４・・
・高域フィルタ ５・・・検波器６・・・差分ホー
ルド回路 ７・・・モータ駆動回路８・・・モータ
１０・・・１次バイパスフィルタ１２・・・
積分回路 １４１４・・・Ａ７′Ｄ変換器 −
１５・・・山登り下９判定回路 二 へ？ノコイド＆置
Claims (1)
- 撮像したビデオ信号から焦点正合寂に対応した信号量を
抽出する手段と、抽出された該信号量の増減を検出する
ことによシ抽出された該信号蓋が最大となるように撮像
レンズ管制御する制御手段とを有して成るビデオカメラ
のオートフォーカス装置にお−て％隣接して得られる該
信号蓋間の差があらかじめ定めたｆｌｌＡｔ−下まわる
か、あるいは最近に得られた該信号量がそれまでに得ら
れている該信号量の最大値よりあらかじめ定めた値Ｂｔ
−下まわる場合に該信号量が減じ友と判断する手段を具
備することを特徴とするビデオカメラのオートフォーカ
ス装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56157493A JPS5858505A (ja) | 1981-10-05 | 1981-10-05 | ビデオカメラのオ−トフオ−カス装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56157493A JPS5858505A (ja) | 1981-10-05 | 1981-10-05 | ビデオカメラのオ−トフオ−カス装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5858505A true JPS5858505A (ja) | 1983-04-07 |
| JPH0115188B2 JPH0115188B2 (ja) | 1989-03-16 |
Family
ID=15650887
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56157493A Granted JPS5858505A (ja) | 1981-10-05 | 1981-10-05 | ビデオカメラのオ−トフオ−カス装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5858505A (ja) |
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Families Citing this family (1)
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- 1981-10-05 JP JP56157493A patent/JPS5858505A/ja active Granted
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0115188B2 (ja) | 1989-03-16 |
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