(57)【要約】【課題】レンズ駆動部と焦点コントローラを備えているが、AF機能のない業務用ビデオカメラに対してAF機能を実現させる。【解決手段】レンズ駆動部40と焦点(F)コントローラ22の間にオートフォーカス(AF)モジュール50を挿入する。Fコントローラは、手動操作に基づいてフォーカス群12をズームレンズの光軸方向に移動させる動作をレンズ駆動部に指示する。AFモジュールは、FコントローラからAF動作を指示するコマンドを受信すると、Fコントローラからこれ以後送られてくるAF関連のコマンドをレンズ駆動部が動作可能な操作コマンドに変換してレンズ駆動部に送信する。【選択図】図１
2018005021.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ズームレンズを構成するフォーカス群、ズーム群を当該ズームレンズの光軸に沿って移動させるレンズ駆動部と、
手動操作に基づいて前記フォーカス群、前記ズーム群を移動させる動作等を指示するコマンドを出力する焦点コントローラとの間に挿入され、
前記焦点コントローラからオートフォーカス動作をスタートさせるコマンドを受信すると、当該焦点コントローラからこれ以後送信されてくるオートフォーカス関連のコマンドを、前記レンズ駆動部が受信可能なコマンドに変更して前記レンズ駆動部に送信する
ことを特徴とするオートフォーカスモジュール。
【請求項２】
前記ズームレンズを含む撮影光学系及び撮像素子を介して得られる映像信号に基づく撮影画像の鮮鋭度を示す焦点評価値と、当該焦点評価値に対応する前記フォーカス群の位置との関係を規定する情報を含むフォーカス情報を取得し、手動操作の実行中の一定時間保存し、予め設定された一定時間が経過した前記フォーカス情報を更新するリングバッファを含む中央演算処理装置を備える
ことを特徴とする請求項１に記載のオートフォーカスモジュール。
【請求項３】
前記リングバッファは、前記フォーカス情報に前記フォーカス群の移動方向を規定する移動方向情報も含めて保存し、
オートフォーカス動作の実行に当たり、前記移動方向情報に規定された移動方向と同一方向に前記フォーカス群を移動させるコマンドを前記レンズ駆動部に与える
ことを特徴とする請求項２に記載のオートフォーカスモジュール。
【請求項４】
更に、常時又は臨時接続された評価値グラフ表示手段からの要求コマンドによる指示に基づき、前記中央演算処理装置は、前記リングバッファにストアされている前記フォーカス情報を出力し、
当該評価値グラフ表示手段は、当該フォーカス情報に含まれる前記焦点評価値と、当該焦点評価値に対応する前記フォーカス群の位置との関係をグラフ化して表示する
ことを特徴とする請求項２又は３に記載のオートフォーカスモジュール。
【請求項５】
前記中央演算処理装置は、前記レンズ駆動部が備えるフォーカス位置センサとしての機能を有するロータリーエンコーダが出力する、位相計数用パルスから前記フォーカス情報を取得するフォーカス情報取得手段を有する
ことを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載のオートフォーカスモジュール。
【請求項６】
前記ロータリーエンコーダは、位相が互いに1/4波長ずれたA相及びB相の二種類の矩形波パルスを出力し、前記矩形波パルスは前記フォーカス情報取得手段に直接入力され、
前記フォーカス群の前記光軸上の実際の位置と前記フォーカス情報取得手段が読み取るフォーカス情報との関係がキャリブレートされており、
前記フォーカス情報取得手段は、前記矩形波パルスのA相に対するB相の位相ずれの方向及び前記矩形波パルスのカウント数を前記フォーカス情報に変換する
ことを特徴とする請求項５に記載のオートフォーカスモジュール。
【請求項７】
前記撮影画像を表示する画面内に設定される、焦点評価値取得エリアを規定するオートフォーカス枠の全面を使って焦点評価値を算出し終えた時刻に前記リングバッファが取得した前記フォーカス群の位置と、
当該焦点評価値を算出し終えた時刻の一つ前の焦点評価値を算出し終えた時刻に前記リングバッファに読み込んである前記フォーカス群の位置との関係から、
実際に焦点評価値が生成された時刻とみなせる焦点評価値生成時刻を設定し、
前記リングバッファにストアされている前記焦点評価値を算出し終えた時刻を直後焦点評価値受信時刻とし、当該直後焦点評価値受信時刻の前記一つ前の焦点評価値を算出し終えた時刻を直前焦点評価値受信時刻とし、
前記直後焦点評価値受信時刻における前記フォーカス群の位置と、前記直前焦点評価値受信時刻における前記フォーカス群の位置との関係を用いて、
前記焦点評価値生成時刻における前記フォーカス群の位置を算出する
ことを特徴とする請求項２〜６のいずれか一項に記載のオートフォーカスモジュール。
【請求項８】
前記直前焦点評価値受信時刻と前記直後焦点評価値受信時刻の間の、
前記オートフォーカス枠の上下方向の中心位置の走査線を左端から右端まで走査している時刻を以て前記焦点評価値生成時刻として設定し、
前記焦点評価値生成時刻から前記直後焦点評価値受信時刻の間の時間間隔をT0とし、前記直前焦点評価値受信時刻から前記焦点評価値生成時刻の間の時間間隔をT1とし、前記直後焦点評価値受信時刻における前記フォーカス群の位置をFPaとし、前記直前焦点評価値受信時刻における前記フォーカス群の位置をFPbとし、
前記焦点評価値生成時刻における前記前記フォーカス群の位置FPは次式(1)
FP ＝ FPa−[(FPa−FPb)×{T0/(T0＋T1)}]          (1)
で与えられる
ことを特徴とする請求項７に記載のオートフォーカスモジュール。
【請求項９】
前記焦点コントローラからオートフォーカス動作をスタートさせるコマンドを受信する直前まで前記リングバッファが蓄えていた前記焦点評価値の最大値を抽出し、
抽出された前記焦点評価値の最大値を読み込んだ時刻を前記直後焦点評価値受信時刻とし、
前記フォーカス群の現在の位置と、前記焦点評価値生成時刻における前記フォーカス群の位置FPとの差を算出し、
算出された焦点評価値生成時刻における前記フォーカス群の位置FPに前記フォーカス群を移動させる
ことを特徴とする請求項８に記載のオートフォーカスモジュール。
【請求項１０】
フォーカス群、ズーム群、マスター群のレンズ群を含むズームレンズと、
前記フォーカス群、前記ズーム群を前記ズームレンズの光軸に沿って移動させるレンズ駆動部と、
手動操作に基づいて前記フォーカス群、前記ズーム群を移動させる動作等を指示するコマンドを出力する焦点コントローラと、
前記レンズ駆動部と前記焦点コントローラの間に挿入され、前記焦点コントローラからオートフォーカス動作をスタートさせるコマンドを受信すると、当該焦点コントローラからこれ以後送信されてくるオートフォーカス関連のコマンドを前記レンズ駆動部が受信可能なコマンドに変更して前記レンズ駆動部に送信するオートフォーカスモジュールを備える
ことを特徴とするビデオカメラ。
【請求項１１】
前記オートフォーカスモジュールは、
前記ズームレンズを含む撮影光学系及び撮像素子を介して得られる映像信号に基づく撮影画像の鮮鋭度を示す焦点評価値と、当該焦点評価値に対応する前記フォーカス群の位置との関係を規定する情報を含むフォーカス情報を取得し、手動操作の実行中の一定時間保存し、予め設定された一定時間が経過した前記フォーカス情報を更新するリングバッファを含む中央演算処理装置を備える
ことを特徴とする請求項１０に記載のビデオカメラ。
【請求項１２】
前記リングバッファは、前記フォーカス情報に前記フォーカス群の移動方向を規定する移動方向情報も含めて保存し、
前記オートフォーカスモジュールは、オートフォーカス動作の実行に当たり、前記移動方向情報に規定された移動方向と同一方向に前記フォーカス群を移動させるコマンドを前記レンズ駆動部に与える
ことを特徴とする請求項１１に記載のビデオカメラ。
【請求項１３】
更に、常時又は臨時接続された評価値グラフ表示手段からの要求コマンドによる指示に基づき、前記中央演算処理装置は、前記リングバッファにストアされている前記フォーカス情報を出力し、
当該評価値グラフ表示手段は、当該フォーカス情報に含まれる前記焦点評価値と、当該焦点評価値に対応する前記フォーカス群の位置との関係をグラフ化して表示する
ことを特徴とする請求項１１又は１２に記載のビデオカメラ。
【請求項１４】
前記レンズ駆動部は、フォーカス位置センサとしての機能を有するロータリーエンコーダを備え、
当該ロータリーエンコーダは、位相計数用パルスを出力し、
前記中央演算処理装置は、前記ロータリーエンコーダが出力する位相計数用パルスから前記フォーカス情報を取得するフォーカス情報取得手段を有する
ことを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか一項に記載のビデオカメラ。
【請求項１５】
前記フォーカス情報取得手段は、前記オートフォーカスモジュールが備える中央演算処理装置に形成されており、
前記ロータリーエンコーダは、位相が互いに1/4波長ずれたA相及びB相の二種類の矩形波パルスを出力し、前記矩形波パルスは前記フォーカス情報取得手段に直接入力され、
前記フォーカス群の前記光軸上の実際の位置と前記フォーカス情報取得手段が読み取るフォーカス情報との関係がキャリブレートされており、
前記フォーカス情報取得手段は、前記矩形波パルスのA相に対するB相の位相ずれの方向及び前記矩形波パルスのカウント数を前記フォーカス情報に変換する
ことを特徴とする請求項１４に記載のビデオカメラ。
【請求項１６】
前記撮影画像を表示する画面内に設定される、焦点評価値取得エリアを規定するオートフォーカス枠の全面を使って焦点評価値を算出し終えた時刻に前記リングバッファが取得した前記フォーカス群の位置と、
当該焦点評価値を算出し終えた時刻の一つ前の焦点評価値を算出し終えた時刻に前記リングバッファに読み込んである前記フォーカス群の位置との関係から、
実際に焦点評価値が生成された時刻とみなせる焦点評価値生成時刻を設定し、
前記リングバッファにストアされている前記焦点評価値を算出し終えた時刻を直後焦点評価値受信時刻とし、当該直後焦点評価値受信時刻の前記一つ前の焦点評価値を算出し終えた時刻を直前焦点評価値受信時刻とし、
前記直後焦点評価値受信時刻における前記フォーカス群の位置と、前記直前焦点評価値受信時刻における前記フォーカス群の位置との関係を用いて、
前記焦点評価値生成時刻における前記フォーカス群の位置を算出する
ことを特徴とする請求項１１〜１５のいずれか一項に記載のビデオカメラ。
【請求項１７】
前記直前焦点評価値受信時刻と前記直後焦点評価値受信時刻の間の、
前記オートフォーカス枠の上下方向の中心位置の走査線を左端から右端まで走査している時刻を以て前記焦点評価値生成時刻として設定し、
前記焦点評価値生成時刻から前記直後焦点評価値受信時刻の間の時間間隔をT0とし、前記直前焦点評価値受信時刻から前記焦点評価値生成時刻の間の時間間隔をT1とし、前記直後焦点評価値受信時刻における前記フォーカス群の位置をFPaとし、前記直前焦点評価値受信時刻における前記フォーカス群の位置をFPbとし、
前記焦点評価値生成時刻における前記前記フォーカス群の位置FPは次式(1)
FP ＝ FPa−[(FPa−FPb)×{T0/(T0＋T1)}]          (1)
で与えられる
ことを特徴とする請求項１６に記載のビデオカメラ。
【請求項１８】
前記焦点コントローラからオートフォーカス動作をスタートさせるコマンドを受信する直前まで前記リングバッファが蓄えていた前記焦点評価値の最大値を抽出し、
抽出された前記焦点評価値の最大値を読み込んだ時刻を前記直後焦点評価値受信時刻とし、
前記フォーカス群の現在の位置と、前記焦点評価値生成時刻における前記フォーカス群の位置FPとの差を算出し、
算出された焦点評価値生成時刻における前記フォーカス群の位置FPに前記フォーカス群を移動させる
ことを特徴とする請求項１７に記載のビデオカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、オートフォーカスモジュール及びビデオカメラに係り、特に、オートフォーカス機能のないビデオカメラに装着してオートフォーカス機能を有するビデオカメラを実現するために使用して好適なオートフォーカスモジュール、及びこのオートフォーカスモジュールが装着されたビデオカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
ビデオカメラには、撮像レンズとして、フロントフォーカスタイプのズームレンズあるいはリアフォーカスタイプのズームレンズが使われている。
【０００３】
フロントフォーカスタイプのズームレンズが装着されたビデオカメラは、主にテレビカメラ等の専門のカメラマンが利用することが前提として設計されている。以後、この種のビデオカメラを業務用ビデオカメラということもある。フロントフォーカスタイプのズームレンズは、長焦点領域に至るまでズーム操作による明るさの変化（レンズのＦナンバーの変化）が生じにくい、高倍率を実現するに有利である、被写体までの距離の相違に基づいたズーム比の変化も発生しにくい、あるいはレンズで周辺部の色が変わるカラーシェーディングが発生しにくい、などの特長を備えている。
【０００４】
一方、リアフォーカスタイプのズームレンズは、ズーム操作によってレンズの明るさが変化する、被写体との距離が短くなるほど画角が大きくなるといった特徴があるが、レンズ系全体のコンパクト化が可能であるという特長を有することから、主に民生用のビデオカメラに使用されている。リアフォーカスタイプのズームレンズにおいては、被写体までの距離とズーム群の位置によってフォーカス群の位置が決まるという性質上、合焦動作ではこれらレンズ群を複雑に移動させる必要がある。しかしながら、これらレンズ群の複雑な移動を、コンピューターの指示で制御されるモータ駆動で実現する電子カムが開発されている。このため、リアフォーカスタイプのズームレンズが搭載された民生用のビデオカメラは、オートフォーカス機能(AF機能)を備えることが標準となっている。
【０００５】
業務用ビデオカメラは、従来、ビューファインダーの被写体像を見ながら、ビデオカメラの撮影光学系のフォーカスレンズを手動操作によって移動させてピント調整が行われていた。しかしながら、この手動操作によるピント調整方法では、長焦点レンズの焦点深度が深いため、常に満足するようなピント調整を行うのは難しいという問題がある。そこでこの問題を解決する方法として以下に示す方法が開示されている。
【０００６】
まず、手動合焦手段と自動合焦手段とを組み合わせて、手動合焦手段によるフォーカスレンズの焦点調整後に、その手動合焦手段の合焦動作終了もしくは外部手動操作に基づいて発生する起動信号を受けて動作する自動合焦手段により目視判断が困難な高域空間周波数成分に対するフォーカスレンズの焦点合わせの微調整を行う、焦点調整方法が開示されている（特許文献１参照）。
【０００７】
また、手動操作によって、フォーカスレンズを所要の位置に移動させ、その後、その位置から焦点評価値が最大となる位置にフォーカスレンズを円滑に且つ短時間で移動させることができるピント調整方法が開示されている（特許文献２参照）。
【０００８】
従来、業務用ビデオカメラにおいて、AF機能を実行する起動スイッチであるAFスタートスイッチがオンされると、ズームレンズをテレ端に移動させた後、フォーカスレンズを焦点評価値の増加方向に山登り動作させて焦点評価値の最大を与える位置に移動させることによりピント合わせを行い、ピント合わせが終了した後にズームレンズを元の位置に戻すといったピント調整を行うものが提案されている。しかしながら、フォーカスレンズ位置が焦点評価値の極大点から大きくずれていると、ウォブリングを行っても焦点評価値の増加方向を検出することが困難な場合があり、オートフォーカス動作(AF動作)に時間を要する。そこで、即座に焦点評価値の増加方向を検出し、AF動作の時間短縮を図り、AF動作性能の向上を図る調整方法が開示されている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平1-158881号公報（特許第2504497号公報）
【特許文献２】特開平8-36129号公報（特許第3412713号公報）
【特許文献３】特開平11-109215号公報（特許第3841241号公報）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
業務用ビデオカメラは、上述したように一部の製品については、AF機能を備えている。しかしながら、業務用ビデオカメラにおいては、ズームレンズのフォーカス群及びズーム群の位置を変更するレンズ駆動部と、手動操作に基づいてレンズ群のうちのフォーカス群を光軸方向に移動させて焦点合わせを行う動作を指示するコマンドを出力する機能を有する焦点コントローラ(Fコントローラ)を備えた構成が主流であり、AF機能を備えたカメラは一般的でない。
【００１１】
したがって、レンズ駆動部とFコントローラを備えているが、AF機能を備えていない上述の業務用ビデオカメラに対して、簡単な構成のモジュールを追加するだけで、AF機能が実現できれば、産業上きわめて大きな効果がある。
【００１２】
そこで、レンズ駆動部とFコントローラとを備えた業務用ビデオカメラに対して、レンズ駆動部とFコントローラの間に挿入して、AF機能を備えたビデオカメラを実現できるオートフォーカスモジュール(AFモジュール)を提供することを目的とする。また、レンズ駆動部、Fコントローラ、及びAFモジュールを備える業務用ビデオカメラを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述の目的を達成するため、この発明の第１の要旨によれば、以下の構成のAFモジュールが提供される。
【００１４】
この発明のAFモジュールは、レンズ駆動部とFコントローラとの間に挿入される。レンズ駆動部は、ズームレンズを構成するフォーカス群、ズーム群をズームレンズの光軸に沿って移動させる。Fコントローラは、手動操作に基づいてフォーカス群、ズーム群を移動させる動作を指示するコマンドを出力する。そして、AFモジュールがFコントローラからAF動作をスタートさせるコマンドを受信すると、Fコントローラからこれ以後送信されてくるオートフォーカス関連(AF関連)のコマンドをレンズ駆動部が受信可能なコマンドに変更してレンズ駆動部に送信する。
【００１５】
このAFモジュールは、フォーカス情報を取得し、手動操作の実行中の一定時間保存し、予め設定された一定時間が経過したフォーカス情報を更新するリングバッファを含む中央演算処理装置(CPU: Central Processing Unit)を備えるのが好適である。
【００１６】
フォーカス情報には、ズームレンズを含む撮影光学系及び撮像素子を介して得られる映像信号に基づく撮影画像の鮮鋭度を示す焦点評価値と、この焦点評価値に対応するフォーカス群の位置との関係を規定する情報が含まれている。
【００１７】
リングバッファは、フォーカス群の移動方向を規定する移動方向情報もフォーカス情報に含めて保存し、AF動作の実行に当たり、この規定された移動方向と同一方向にフォーカス群を移動させるコマンドをレンズ駆動部に与えるのが好適である。また、更に、常時又は臨時接続された評価値グラフ表示手段からの要求コマンドによる指示に基づき、AFモジュールが備えるCPUは、リングバッファにストアされているフォーカス情報を出力し、そして、この評価値グラフ表示手段に、このフォーカス情報に含まれる焦点評価値と、この焦点評価値に対応するフォーカス群の位置との関係をグラフ化して表示させるのが好適である。
【００１８】
この発明のAFモジュールが備えるCPUは、レンズ駆動部が備えるフォーカス位置センサとしての機能を有するロータリーエンコーダが出力する、位相計数用パルスからフォーカス情報を取得するフォーカス情報取得手段を有するのが好適である。
【００１９】
また、AFモジュールは、以下の機能を有するのが好適である。
【００２０】
撮影画像を表示する画面内に設定される、焦点評価値取得エリアを規定するオートフォーカス枠の全面を使って焦点評価値を算出し終えた時刻にリングバッファが取得したフォーカス群の位置と、焦点評価値を算出し終えた時刻の一つ前の焦点評価値を算出し終えた時刻に読み込んであるフォーカス群の位置との関係から、実際に焦点評価値が生成された時刻とみなせる焦点評価値生成時刻を設定する。
【００２１】
リングバッファにストアされている焦点評価値を算出し終えた時刻を直後焦点評価値受信時刻とし、この直後焦点評価値受信時刻の一つ前の焦点評価値を算出し終えた時刻を直前焦点評価値受信時刻とする。そして、直後焦点評価値受信時刻におけるフォーカス群の位置と、直前焦点評価値受信時刻におけるフォーカス群の位置との関係を用いて、焦点評価値生成時刻におけるフォーカス群の位置を算出する。
【００２２】
この発明の第２の要旨によれば、上述の発明の第１の要旨によるAFモジュールを、レンズ駆動部とFコントローラの間に挿入して構成されるビデオカメラが提供される。
【発明の効果】
【００２３】
レンズ駆動部とFコントローラを備えた業務用ビデオカメラに対して、レンズ駆動部とFコントローラの間にこの発明のAFモジュールを挿入するだけで、AF機能を具備させることができる。
【００２４】
ロータリーエンコーダから出力される位相計数用パルスに基づいてフォーカス情報を取得するフォーカス情報取得手段をAFモジュールに設ければ、レンズ駆動部を介さず位相計数用パルスをAFモジュールに入力できる。これによって、ロータリーエンコーダから出力される位相計数用パルスがAFモジュールに届くまでの時間遅れを小さくできる。
【００２５】
焦点評価値は、撮影画像を表示する画面内に設定されるオートフォーカス枠(AF枠)内に含まれる撮影画像の全面を使って算出される。このため焦点評価値を算出するには無視できない有限の時間を要する。このため、AFモジュールが焦点評価値を受信した時刻と、実際に焦点評価値が生成された時刻におけるフォーカス群の位置とにずれが生じる。したがって、最適な焦点評価値が得られるフォーカスレンズの位置が正確に把握できないという問題が生じる。
【００２６】
この問題に対しては、AFモジュールに上述した焦点評価値生成時刻におけるフォーカス群の位置を算出する機能を備えることで解決される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】この発明の実施形態のビデオカメラの概略的構成を示すブロック構成図である。
【図２】インターバルタイマー割り込み処理プロセスの説明に供するフォローチャートである。
【図３】フォーカス情報をリングバッファが取得するプロセスの説明に供するフローチャートである。
【図４】焦点評価値受信処理プロセスの説明に供するフローチャートである。
【図５】AFモジュールがAF動作スタートコマンドを受信した後に実施される処理プロセスの説明に供するフローチャートである。
【図６】ロータリーエンコーダとAFモジュールのCPUが備える位相計数カウンタの機能の説明に供する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図を参照して、この発明の実施の形態につき説明する。なお、図１に示すブロック構成図はこの発明が理解できる程度に各構成部分を概略的に示しているに過ぎず、この発明を図示例に限定するものではない。また、以下の説明において、特定の機器及び条件等を用いることがあるが、これら機器及び条件は好適例の一つに過ぎず、したがって、この発明は何らこれらに限定されない。
【００２９】
＜ビデオカメラの構成＞
図１を参照して、この発明のAFモジュールを含んで構成されるビデオカメラの実施の形態について説明する。この発明のAFモジュールの構成及びその動作については、このAFモジュールが挿入されて構成されるビデオカメラの実施形態に含めて説明する。図１は、この発明の実施形態のAFモジュールが挿入されて構成されるビデオカメラの概略的構成を示すブロック構成図である。
【００３０】
この発明のビデオカメラは、ズームレンズ10及びビデオカメラ筐体20、レンズ駆動部40、Fコントローラ22を備え、更にレンズ駆動部40とFコントローラ22の間にAFモジュール50を挿入して構成される。ズームレンズ10は、フォーカス群12、ズーム群14、マスター群16のレンズ群を含んでいる。
【００３１】
ビデオカメラ筐体20には撮影光学系であるズームレンズ10が装着されており、ズームレンズ10で結像された撮影画像を受けて映像信号に変換して出力する撮像素子(図示を省略してある)が備えられている。ビデオカメラ筐体20からはこの映像信号が出力される。
【００３２】
Fコントローラ22は、手動操作に基づいてフォーカス群12、ズーム群14をズームレンズ10の光軸方向に移動させる動作をレンズ駆動部40に対して指示する。フォーカス群12、ズーム群14を移動させることによって、ズーミング及び焦点合わせが行われる。
【００３３】
レンズ駆動部40は、CPU42、フォーカスモータ駆動回路(Fモータ駆動回路)44、フォーカスモータ(M)46、及びロータリーエンコーダ48を備えている。レンズ駆動部40は、フォーカス群12、ズーム群14の光軸上の位置を変更する。
【００３４】
Fモータ駆動回路44は、CPU42から入力される駆動信号に基づいてフォーカスモータ46を駆動し、ズームレンズ10のフォーカス群12、ズーム群14は、Fモータ駆動回路44によって駆動されるフォーカスモータ46によって移動する。
【００３５】
AFモジュール50は、映像分岐回路52、ハイパスフィルタ(HPF)54、ゲート(GATE)56、加算器58、CPU60を備えている。
【００３６】
ロータリーエンコーダ48は、位相計数用パルスを出力する。ロータリーエンコーダ48から出力される位相計数用パルスは、CPU42及びCPU60に入力される。CPU60は、この位相計数用パルスからフォーカス群12の光軸上の位置に関するフォーカス情報を取得するフォーカス情報取得手段(例えば、位相計数カウンタ)を有している。以後、フォーカス情報取得手段として位相計数カウンタを利用する。
【００３７】
フォーカス群12とズーム群14は、AFモジュール50がAF動作を指示するコマンドを受信するまでは、Fコントローラ22によってその位置が手動操作されるが、AFモジュール50がFコントローラ22からAF動作を指示するコマンドを受信すると、手動操作モードからAF動作モードに切り替えられ、Fコントローラ22からこれ以後送信されるAF関連のコマンドをレンズ駆動部40が受信可能なコマンドに変更してレンズ駆動部40に送信する。AF動作モードにおいてはフォーカス群12の位置が操作される。
【００３８】
Fコントローラ22から出されるAF関連のコマンドにはAF動作をスタートさせるコマンドの他、後述する焦点評価値を得るための焦点評価値取得エリアを撮影画像内に指定するコマンド、あるいは焦点評価値取得エリアを変更するコマンドがある。しかしながら、AF機能を備えていない業務用ビデオカメラ(従来の業務用ビデオカメラ)においては、これらのAF関連コマンドはそのままレンズ駆動部40に送信しても無視される。
【００３９】
そこで、AF機能を備えるべくレンズ駆動部40とFコントローラ22との間にAFモジュール50を挿入して、従来の業務用ビデオカメラにAF機能を付加した場合であっても、Fコントローラ22から出されるAF関連のコマンドを動作可能なフォーカス操作コマンドに変換し、レンズ駆動部40に送信できるようにする必要がある。そのため、AFモジュール50が備えるCPU60には、AF動作を指示するコマンドを受信すると、Fコントローラ22からのAF関連のコマンドを、レンズ駆動部40が受信可能なコマンドに変更してレンズ駆動部40に送信するように予めプログラミングされている。
【００４０】
ズームレンズ10で結像され得られた映像信号は、ビデオカメラ筐体20から出力されて映像分岐回路52に入力される。映像信号は、映像分岐回路52で分岐されて、ビューファインダー(図示を省略してある)等に出力されると共に、映像信号から生成される撮影画像の鮮鋭度を示す焦点評価値を求めるため、HPF54にも入力される。
【００４１】
HPF54は撮影画像の輝度信号に含まれる高周波成分を抽出する。この抽出された高周波成分は、撮影画像の鮮鋭度が高い程多く含まれるため、この高周波成分を積分することによって積分範囲での平均的な撮影画像の鮮鋭度の高低を数値化することができる。そして、HPF54を通過した高周波成分は、GATE56に入力される。このGATE56は、撮影画像を表示する画面内に設定される焦点評価値取得エリアを規定するAF枠内に対応する信号のみを抽出する回路であり、このAF枠内に写る被写体に関する情報のみを抽出する。
【００４２】
GATE56によって抽出されたデジタル信号は加算器58に入力され、１フィールド分のデジタル信号が積算される。この積算された値は撮影画像の鮮鋭度を示す焦点評価値としてCPU60に入力される。
【００４３】
CPU60は内部にリングバッファ(図示を省略してある)を備えている。リングバッファは、CPU60のRAM(Random Access Memory)に構成されており、CPU60からの指示によってフォーカス情報の書き換えや読み出しが行われる。このリングバッファは、焦点評価値とフォーカス群12の位置とを対にして手動操作の実行中の一定時間保存する。
【００４４】
CPU60は、Fコントローラ22のAFスタートスイッチ(図１中でAFスイッチと表記されている)が押圧されていない状態と押圧された状態とで、基本的に次のように動作する。AFスタートスイッチが押圧されていなければ、Fコントローラ22からの制御用コマンドをそのままレンズ駆動部40のCPU42に送信すると共に、焦点評価値とフォーカス群12の光軸上の位置をCPU60が備えているリングバッファにストアする。この状態が、手動操作が実行されている状態である。
【００４５】
一方、AFスタートスイッチが押圧されると、焦点評価値が最大となる位置にフォーカス群12が移動されて、自動でピント合わせが行われる。この状態がAF動作の状態である。
【００４６】
通常、AFスタートスイッチはオフの状態(手動操作が実行されている状態)であり、カメラマンがAFスタートスイッチを押圧したときオン信号(AF動作スタートコマンド)を発信する。すなわち、AFスタートスイッチがオフの場合には、Fコントローラ22からの手動操作を指示する信号に基づいてフォーカス群12やズーム群14が移動する。
【００４７】
＜手動操作及びAF動作＞
以下、カメラマンが手動操作を実行している場合と、Fコントローラ22のAFスタートスイッチを押してAF動作を実行させている場合とに分けて説明する。手動操作を実行している場合については、図２〜図４を参照して説明し、AF動作を実行させている場合については、図５を参照して説明する。図２〜図４に示すこのプロセスが実行されるのは、カメラマンが手動操作している間に限られる。
【００４８】
≪手動操作≫
手動操作が実行されている間は、CPU60の内部に備えられたリングバッファが、焦点評価値とフォーカス群12の位置とを対にして一定の時間間隔でストアしていく。そこで、まず、インターバルタイマー割り込み処理プロセスを図２に示すフローチャートを参照して説明する。インターバルタイマー割り込み処理プロセスは、CPU60の内部に備えられたリングバッファが、焦点評価値とフォーカス群12の位置とを対にして取得するため必要なプロセスである。
【００４９】
図２に示す様に、CPU60は、Fコントローラ22からのコマンドを解析してフォーカス群12が手動操作されていることを探知する。すなわち、まず、AFスタートスイッチが押圧されているか否かを判断するステップS10が実行される。AFスタートスイッチが押圧されていない場合は、AFスタートスイッチが押圧されるまで、ステップS10がビデオカメラ筐体20の撮影画像取り込み動作の１フレーム(例えば、16.7ミリ秒)ごとに実行され続けられる。
【００５０】
ステップS10で、AFスタートスイッチが押圧されているか否かの判断が行われ、手動操作中と判断された場合(AFスタートスイッチが押圧されていない場合)、ビデオカメラ筐体20の撮影画像取り込み動作の１フレームごとのインターバル割り込み処理によって、CPU60から加算器58に対して焦点評価値を出力するように要求するステップS12が実行される。
【００５１】
ステップS12に続いて、CPU60からCPU42に対してフォーカス情報を出力するように要求するステップS14が実行される。このフォーカス情報は、CPU42から、図１に「絶対位置情報」と示す伝送路を伝って、CPU60に送られる。ステップS14が実行された後は、図２に示す様にステップS10に戻される。
【００５２】
CPU60は、レンズ駆動部40からコマンドを受信すると、このコマンド中に含まれるフォーカス情報を抽出する。フォーカス情報は、フォーカス群12の移動によりロータリーエンコーダ48が出力するパルス信号をCPU60がカウントして、フォーカス群12の現在位置を、例えば、16進数で表して0000h〜FFFFh等の形式で生成する。
【００５３】
なお、ロータリーエンコーダ48を利用せず一般的なフォーカス位置センサ(PS)によってフォーカス情報を得るには、フォーカス群12の位置に相関して発生する電圧をA/D変換して、フォーカス位置センサ0000h〜FFFFh等の形式のフォーカス情報を生成させる。
【００５４】
ここでは、ロータリーエンコーダ48を利用して、上述したフォーカス情報をリングバッファに取得させるフォーカス情報受信処理プロセスを図３に示すフローチャートを参照して説明する。
【００５５】
図３に示す様に、まず、CPU60が、CPU42からのフォーカス情報を受信したか否かの判断を行うステップS20が実行される。CPU60が上述のフォーカス情報を取得すると、この情報を、CPU60の内部に備えられたリングバッファにストアするステップS22が実行される。ステップS22が実行された時点では、この取得されたフォーカス情報は、例えば、フォーカス群12の位置が、プログラム上で設定されている変数「FOC_POS」に一定時間保存される。
【００５６】
フォーカス群12は、多くの場合、複数の単レンズの組み合わせで構成されるが、例えば、この複数の単レンズのいずれかを選択し、この単レンズの主点位置を以てこのフォーカス群12の位置と定義する。これ以外にもフォーカス群12の位置を定義する方法はあり得るが、何らかの基準でフォーカス群12の位置を定義することができる。
【００５７】
リングバッファの特性として、一定回数フォーカス情報がストアされれば自動的に古いデータは更新される。フォーカス情報の更新間隔はほぼ一定(多くの場合、1/60秒程度)なので、リングバッファにおいては、カメラマンによってFコントローラ22を用いた手動操作中の一定時間で古いデータが消されていき、新しいデータと置き換えられる。
【００５８】
一例として、焦点評価値とフォーカス群12の位置とを対にした300対のデータをストアするリングバッファを構成すれば、評価値の更新サイクルを仮に1/60(秒)とすると、1/60(秒)×300＝5(秒)であるから、5秒間の手動操作中のデータをストアすることが可能となる。このリングバッファでは、フォーカス操作(手動操作及びAF操作)が行われていない時間帯ではデータ更新せず、それまでにストアされたデータは保存された状態が保たれる。上述の300対のデータは、それぞれ、ロータリーエンコーダ48が出力するパルス信号をCPU60がカウントしてフォーカス群12の現在位置として確定させた時刻と対応させてリングバッファにストアされる。
【００５９】
一方、ステップS20において、上述のフォーカス情報を取得するまでCPU60は、CPU42からのフォーカス情報の受信確認を続ける。
【００６０】
次に、加算器58で生成された焦点評価値が、CPU60が受信する焦点評価値受信処理プロセスを図４に示すフローチャートを参照して説明する。
【００６１】
図４に示す様に、まず、CPU60が加算器58で生成された焦点評価値を加算器58から受信したか否かの判断を行うステップS30が実行される。CPU60が加算器58からのコマンドを受信すると、コマンド中の焦点評価値情報を抽出して、例えば、変数「FOC_POS」にストアするステップS32が実行される。すなわち、ステップS32では、焦点評価値受信時刻において、焦点評価値とフォーカス群12の位置「FOC_POS」とが対にされて、リングバッファにストアされる。そしてこのステップに続き、次に送られてくる焦点評価値情報の受信に備えて、リングバッファの参照先アドレスをインクリメントするステップS34が実行される。
【００６２】
≪AF動作≫
次に、AFスタートスイッチが押圧され、AFモジュール50のCPU60がAF動作をスタートさせるコマンド(AF動作スタートコマンド)を受信してAF動作に移行された場合について説明する。
【００６３】
AFスタートスイッチが押圧され、CPU60が、AF動作をスタートさせるコマンドを受信するとAF動作に移行される。図５に、AF動作スタートコマンドを受信後の処理プロセス(AF動作のプロセス)示すフローチャート示す。
【００６４】
図５に示す様に、ステップS40は、CPU60が、Fコントローラ22からAF動作スタートコマンドを受信したか否かの判断を行うステップである。AF動作スタートコマンドを受信すると、この受信直前までリングバッファに蓄えられていた焦点評価値の最大値(リングバッファ内にストアされている複数の焦点評価値の内の最大値) [Pmax]を抽出するステップS42が実行される。このステップS42に引き続き、[Pmax]が得られたフォーカス群12の位置をリングバッファから抽出して変数「FOC_CTL」にストアするステップS44が実行される。
【００６５】
ステップS44に引き続き、CPU60が変数「FOC_CTL」で規定されるフォーカス群12のフォーカス情報をCPU42に送信する。すると、CPU42は、与えられた情報に基づきフォーカス群12を移動させるコントロール信号を生成する。
【００６６】
ここで、CPU60では、フォーカス群12の現在の位置を与える変数「FOC_POS」が位相計数カウンタから読み出され、ステップS44でストアされた変数「FOC_CTL」との差(位置誤差) ER＝FOC_CTL−FOC_POSが計算される。そして、Fモータ駆動回路44に提供する誤差信号として十分な強度となるように、ER×βとして誤差信号を増幅し、Fモータ駆動回路44に指示を与える。増幅率βはFモータ駆動回路44に対応して適宜設定する。Fモータ駆動回路44は、フォーカスモータ46を駆動させてフォーカス群12を[Pmax]が得られた位置に移動させるステップS46が実行される。
【００６７】
AFモジュール50がAF動作スタートコマンドを受信すると上述のとおりAF動作が実行される。
【００６８】
図６を参照して、ロータリーエンコーダ48から出力される矩形波パルスと、この矩形波パルスを受信する位相計数カウンタについて説明する。
【００６９】
ロータリーエンコーダ48は、位相が互いに1/4波長ずれたA相及びB相の二種類の矩形波パルスを出力し、この矩形波パルスは位相計数カウンタに直接入力される。A相に対するB相の位相ずれの方向が移動方向の情報に対応する形でこの矩形波パルスには移動方向の情報が含まれ、位相計数カウンタはこの矩形波パルスのカウント数(カウンタ値)をフォーカス情報に変換する。
【００７０】
ただし、フォーカス群12の光軸上の実際の位置をCPU60が認識できるようにするには、一度、フォーカス群12の実際の位置(絶対位置情報)と位相計数カウンタが読み取るフォーカス情報(相対位置情報)との関係をキャリブレートしておく必要がある。例えば、フォーカス群12がレンズの光軸に沿った移動可能な全範囲を16進数で、0000h〜FFFFh等と表すとすれば、中間位置は7FFFhに対応する。フォーカス群12の絶対位置は、0000h〜FFFFhに一対一に対応するように規定される。絶対位置情報と相対位置情報とのキャリブレーションは、例えば、フォーカス群12の移動範囲の一端の位置を0000h、他端の位置をFFFFhと設定し、現在の位相計数カウンタのカウンタ値が、絶対位置情報を規定する0000h〜FFFFhのいずれの数値と対応するかを確定する作業である。
【００７１】
ロータリーエンコーダ48から出力される二種類の矩形波パルスをCPU60に直接入力する構成とすることによって、CPU42を介してCPU60に入力させる場合と比較して、CPU60にフォーカス情報が届くまでの時間遅れを短縮することが可能となる。CPU42を介して矩形波パルスをCPU60に入力する場合、ミリ秒単位の時間遅れが生じるのに対し、CPU60に直接入力すれば、マイクロ秒単位の時間遅れで済む。
【００７２】
ロータリーエンコーダ48から出力される情報にはフォーカス群12がフォーカスの端に存在するのか中央に存在するのかを規定する絶対位置情報はない。相対位置情報が、ロータリーエンコーダ48から出力され、CPU42を介さず、図１に示す「相対位置情報」と示す伝送路を伝って直接AFモジュール50のCPU60の位相計数カウンタに入力される。
【００７３】
この相対位置情報はCPU60の位相計数カウンタで絶対位置に変換される。すなわち、上述したように、フォーカス群12の位置と位相計数カウンタが読み取るフォーカス情報との関係をキャリブレートしておく必要があるが、フォーカス群12が停止中に、CPU60がカウントした現在のカウンタ値を、フォーカス群12の絶対位置に合わせて書き換えることで容易に絶対位置への変換が行える。キャリブレートした後はカウンタの値を読むだけで絶対位置を与えるフォーカス情報を得ることができる。
【００７４】
AFモジュール50は、上述のAF動作の実行に当たり、フォーカス群12の位置を変更するために移動させた移動方向を規定する移動方向情報も保存させることによって、この規定された移動方向と同一方向にフォーカス群12を移動させるコマンドをレンズ駆動部40に与えることが可能となる。
【００７５】
フォーカス群12を移動させるには、例えば、フォーカス群12がレンズの光軸に沿った移動可能な全範囲を0000h〜FFFFh等と表すと、一例として7FFFhに対応する位置に移動せよというコマンドで移動可能な全範囲の中間位置に移動させることができる。ここで、例えば、7FFFhに向かって、フォーカス群12が0000hからスタートして移動する場合とFFFFhからスタートして移動する場合では動作方向が反対になる。仮に7FFFhがフォーカス群12の位置であるとすると、0000h方向から移動する場合とFFFFh方向から移動する場合とで、バックラッシュが関係して若干の停止位置誤差が生じることがある。このため、フォーカス群12の位置を検出したときと同じ方向から移動して停止させることが望ましい。
【００７６】
移動方向が逆だった場合は一旦フォーカス群12の位置を行き過ぎてから戻る動作をさせる。このために、例えば、フォーカス群12の位置を検出したときのAF操作方向が、仮にある方向（移動可能範囲を0000hからFFFFhに向かう方向）のときに“0”、逆方向のときには“1”などと決めておいて焦点評価値とフォーカス群12の位置を共にリングバッファにストアさせておく。このようにAF動作を実行させるために、焦点評価値とフォーカス群12の位置とを対にした300対のデータをストアするリングバッファを、1〜300の対ごとに、「合焦位置」、「補正されていないフォーカス群の位置」、「補正されたフォーカス群の位置」「焦点評価値」、「移動方向」、をストアするように構成する。「補正されていないフォーカス群の位置」、及び「補正されたフォーカス群の位置」については後述する。
【００７７】
リングバッファにストアされているフォーカス情報を手動操作あるいはAF動作時に確認したい場合、これらの情報が表示できるようにしておくことが望まれる。このため、図１に示す様にCPU60から出力されるフォーカス情報を表示する評価値グラフ表示手段24を備えることが好適である。評価値グラフ表示手段24には汎用パーソナルコンピュータを利用して実現することが可能である。
【００７８】
AFモジュールが備えるCPU60は、評価値グラフ表示手段24からの要求に応じて、リングバッファにストアされているフォーカス情報を出力する。そして、この評価値グラフ表示手段24は、フォーカス情報（フォーカス群12の位置の関数として与えられる焦点評価値等）をグラフ化して表示する。
【００７９】
≪フォーカス群の位置の補正≫
焦点評価値は、フォーカス情報を取得した時刻と同時に得られた映像信号から生成される焦点評価値であることが理想であるが、厳密には、位相計数カウンタがフォーカス群12の位置を読み取った時刻と同時刻には、フォーカス情報を取得することはできない。このため、多くの場合焦点評価値の取得時刻と焦点評価値との時間ずれが無視できない。
【００８０】
具体的に、加算器58が撮影画像を表示する画面の左上から順次取り込み・読み出しするタイプである場合について説明すると、実際は映像信号からデジタル信号としてGATE56によって抽出され、加算器58で１フィールド分のデジタル信号が積算されて焦点評価値が算出されるまでには一定の時間を要する。このため、厳密には、位相計数カウンタが読み取るフォーカス群12の実際の位置と同時刻には、フォーカス情報を取得することはできない。そこで、加算器58で焦点評価値を算出するための時間が無視できない場合は、以下の方法を実行するのがよい。
【００８１】
後述するように、AF枠の上下の中心位置の走査線からのデジタル信号の読み込み開始時刻を以て焦点評価値生成時刻とみなし、この焦点評価値生成時刻におけるフォーカス群12の位置を算出し、フォーカス情報の取得時刻におけるフォーカス群12の実際の位置を、焦点評価値生成時刻におけるフォーカス群12の位置と置き換えることで、焦点評価値の取得時刻と焦点評価値との時間ずれの問題を解消する。
【００８２】
加算器58には、上述した加算器58が画面の左上から順次取り込み・読み出しするタイプの他、ビデオカメラ筐体20が備える撮像素子から出力される映像信号から、撮影画像取り込み動作の１フレーム画面を同一時刻でストアしてその後に読み出すタイプ等がある。そのため、焦点評価値が確定される時刻に対する情報は前もってAFモジュール50に実装するディップスイッチ等でCPU60、あるいは加算器58に通告しておく必要がある。そして、CPU60が焦点評価値を受信した時刻に対して、どれだけ前(何ミリ秒前)の映像の焦点評価値であるかについての時間遅れ情報と一緒にして焦点評価値と共にCPU60に送る構成とすることで、上述した、焦点評価値の取得時刻と焦点評価値との時間ずれの問題を解消するための動作を行える。
【００８３】
ここでは、加算器58が、画面の左上から順次取り込み・読み出しするタイプであるものとして説明する。
【００８４】
焦点評価値を得るために利用する撮影画像を表示する画面は、映像分岐回路52から出力される映像信号を受けてビューファインダー、あるいはパソコン画面(図示を省略してある)に表示させる。焦点評価値は、表示された撮影画面に焦点評価値取得エリアを規定するAF枠を設定し、AF枠内の撮影画像から算出する。一例として映像モニターやパソコン画面にAF枠を表示してジョイスティックやマウス等で位置や大きさを設定する。
【００８５】
ビデオカメラ筐体20が備える撮像素子が、撮影画像を順次取り込んで読み出すタイプの撮像素子であれば、AF枠内の映像を得るには、撮影画像を表示する画面に向かって、左上から右下まで撮影画像を順次取り込んで読み出すため一定程度の時間を必要とする。
【００８６】
しかしながら、AF枠の上下の中心位置の走査線を左端から右端まで走査している時刻が、撮影画像を読み出すための平均時刻であるとみなすことができる。そして、映像信号の走査線一本分を読み込む時間は無視できるほど短いので、この走査線における読み込み開始時刻を以て、焦点評価値が生成された焦点評価値生成時刻とみなしても問題は生じない。
【００８７】
ここで、AF枠全面を使って算出し終えた時刻に取得したフォーカス情報からフォーカス群12の位置を読み込み、その一つ前の焦点評価値を算出し終えた時刻で読み込んであるフォーカス群12の位置との関係から、実際に焦点評価値が生成された時刻とみなせる焦点評価値生成時刻におけるフォーカス群12の位置を算出する方法を具体的に説明する。
【００８８】
上述したように、手動操作モードにおいて、CPU60が加算器58で生成された焦点評価値を加算器58から受信した時刻とは、AF枠全面を使って算出し終えた時刻とほぼ同時であり、リングバッファには、この時刻を焦点評価値受信時刻とし、この時刻とフォーカス群12の位置がフォーカス情報としてストアされている。ここで、リングバッファにストアされている焦点評価値を算出し終えた時刻を直後焦点評価値受信時刻とし、この直後焦点評価値受信時刻の一つ前の焦点評価値を算出し終えた時刻を直前焦点評価値受信時刻とする。
【００８９】
直後焦点評価値受信時刻は、AF枠の走査線を左上から右下まで走査し、走査し終えた時点での時刻(右下に達した時刻)であるから、AF枠の上下の中心位置の走査線を左端から右端まで走査している時刻を焦点評価値生成時刻とみなすこととすれば、直後焦点評価値受信時刻は、焦点評価値生成時刻より後の時刻である。一方、直前焦点評価値受信時刻は、直後焦点評価値受信時刻の一つ前の焦点評価値を算出し終えた時刻であるから焦点評価値生成時刻より前の時刻である。すなわち、焦点評価値生成時刻は、直前焦点評価値受信時刻と直後焦点評価値受信時刻の間の時刻である。
【００９０】
そこで、焦点評価値生成時刻を挟んで、この時刻の直近の前後でCPU60がフォーカス群12の位置の焦点評価値としてリングバッファにストアされている焦点評価値を受信した時刻を、それぞれ直前焦点評価値受信時刻、直後焦点評価値受信時刻とすることができる。
【００９１】
ここで、焦点評価値生成時刻から直後焦点評価値受信時刻の間の時間間隔をT0とし、直前焦点評価値受信時刻から焦点評価値生成時刻の間の時間間隔をT1とし、直後焦点評価値受信時刻のフォーカス群12の位置をFPaとし、直前焦点評価値受信時刻のフォーカス群12の位置をFPbとする。
【００９２】
上述の「AF枠全面を使って算出し終えた時刻で取得したフォーカス情報から読み込まれたフォーカス群12の位置」とは、直後焦点評価値受信時刻におけるフォーカス群12の位置としてリングバッファにストアされているフォーカス群12の位置FPaを意味し、上述の「その一つ前の時刻で読み込んであるフォーカス群12の位置」とは、直前焦点評価値受信時刻におけるフォーカス群12の位置としてリングバッファにストアされているフォーカス群12の位置FPbを意味する。また、焦点評価値が生成されたとみなせる時刻におけるフォーカス群12の位置とは、焦点評価値生成時刻におけるフォーカス群12の位置FPを意味する。
【００９３】
時間間隔T0及び時間間隔T1は、GATE56によって主に映像信号からデジタル信号として抽出され、加算器58で１フィールド分のデジタル信号が積算されて焦点評価値が算出されるまでに要する時間等によって決まる。すなわち、上述したように、焦点評価値を算出するには有限の時間を要するので、この時間がどの程度であるかを予め知っておき、GATE56及び加算器58の動作速度等から、時間間隔T0及び時間間隔T1を確定させる。
【００９４】
フォーカス群12の位置FPaからフォーカス群12の位置FPbまでは、一定速度でフォーカス群12が移動したと仮定して、途中の焦点評価値生成時刻におけるフォーカス群12の位置を時間比例で求める。この仮定の下で、焦点評価値生成時刻におけるフォーカス群12の位置FPは、次式(1)
FP ＝ FPa−[(FPa−FPb)×{T0/(T0＋T1)}]          (1)
で与えられる。
【００９５】
ここで、フォーカス群12の位置FPを「補正されたフォーカス群の位置」、フォーカス群12の位置FPa及びフォーカス群12の位置FPbを「補正されていないフォーカス群の位置」とする。リングバッファは、上述したように1〜300の対ごとに、「補正されていないフォーカス群12の位置」、「補正されたフォーカス群の位置」、「焦点評価値」、「移動方向」をストアするように構成する。
【００９６】
加算器58で焦点評価値を算出するための時間が無視できるほど小さいとしてAF動作が行える場合には、図４及び図５を参照して説明した、変数「FOC_CTL」及び「FOC_POS」には、「補正されていないフォーカス群の位置」が利用できる。
【００９７】
しかしながら、多くの場合、上述したように、加算器58で焦点評価値を算出するための時間が無視できない。この場合には、ステップS44でストアされる変数「FOC_CTL」としては上述の式(1)を適用して求められた焦点評価値生成時刻におけるフォーカス群12の位置FP（「補正されたフォーカス群の位置」）を利用する。そして、ステップS46では、フォーカスモータ46を駆動させてフォーカス群12を焦点評価値生成時刻におけるフォーカス群12の位置FPに移動させるステップが実行される。
【００９８】
すなわち、加算器58で焦点評価値を算出するための時間が無視できない場合には、CPU60が、加算器58で生成された焦点評価値を加算器58から受信したか否かの判断を行うステップS30を実行し、動作スタートコマンドを受信する直前までリングバッファに蓄えられていた焦点評価値の最大値 [Pmax]を抽出するステップS42が実行される。ここで、抽出された焦点評価値の最大値をCPU60が受信した時刻が直後焦点評価値受信時刻とされる。
【００９９】
ステップS42に引き続き、[Pmax]が得られたフォーカス群12の位置をリングバッファから抽出して変数「FOC_CTL」にストアするステップS44が実行される。ステップS44でストアされる変数「FOC_CTL」としては「補正されたフォーカス群の位置」である焦点評価値生成時刻におけるフォーカス群の位置FPが利用され、変数「FOC_POS」にはフォーカス群12の現在の位置を与える変数が利用される。
【０１００】
ステップS44に引き続き、CPU60が変数「FOC_CTL」で規定されるフォーカス群12のフォーカス情報をレンズ駆動部40のCPU42に送付され、ステップS44でストアされた変数「FOC_CTL」との差(位置誤差) ER＝FOC_CTL−FOC_POSが計算される。Fモータ駆動回路44は、フォーカスモータ46を駆動させてフォーカス群12の現在の位置から、焦点評価値生成時刻におけるフォーカス群の位置FP(変数「FOC_CTL」にストアされている位置)に移動させるステップS46が実行される。
【０１０１】
＜発明の効果＞
上述したように、業務用ビデオカメラは、レンズ駆動部40と、Fコントローラ22を備えた構成が主流であり、AF機能を備えたカメラは一般的でない。しかしながら、Fコントローラ22からのAF関連のコマンドを変更してレンズ駆動部40に送信する機能を実行するデバイスをモジュール化してAFモジュール50として製品化しておけば、AF機能を有しない業務用ビデオカメラに対して、単体化されたこの発明のAFモジュール50を追加するだけで、容易にAF機能が実現された業務用ビデオカメラを構成することができる。
【符号の説明】
【０１０２】
10：ズームレンズ
12：フォーカス群
14：ズーム群
16：マスター群
20：ビデオカメラ筐体
22：焦点コントローラ(Fコントローラ)
40：レンズ駆動部
42：レンズ駆動部のCPU
44：フォーカスモータ駆動回路(Fモータ駆動回路)
46：フォーカスモータ(M)
48：ロータリーエンコーダ
50：オートフォーカスモジュール(AFモジュール)
52：映像分岐回路
54：ハイパスフィルタ(HPF)
56：ゲート(GATE)
58：加算器
60：AFモジュールのCPU
【図１】
2018005021.tif 000003
【図２】
2018005021.tif 000004
【図３】
2018005021.tif 000005
【図４】
2018005021.tif 000006
【図５】
2018005021.tif 000007
【図６】
2018005021.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成29年9月1日(2017.9.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
ズームレンズを構成するフォーカス群、ズーム群を当該ズームレンズの光軸に沿って移動させるレンズ駆動部と、
手動操作に基づいて前記フォーカス群、前記ズーム群を移動させる動作等を指示するコマンドを出力する焦点コントローラとの間に挿入され、
前記ズームレンズで結像された撮影画像を受けて映像信号に変換する撮像素子を備えたビデオカメラ筐体から出力される前記映像信号を受信すると、当該映像信号に基づいて撮影画像の鮮鋭度を示す焦点評価値を求め、
前記焦点コントローラからオートフォーカス動作をスタートさせるコマンドを受信すると、当該焦点コントローラからこれ以後送信されてくるオートフォーカス関連のコマンドを、前記レンズ駆動部が受信可能なコマンドに変更して前記レンズ駆動部に送信する
ことを特徴とするオートフォーカスモジュール。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２】
前記焦点評価値と、当該焦点評価値に対応する前記フォーカス群の位置との関係を規定する情報を含むフォーカス情報を取得し、手動操作の実行中の一定時間保存し、予め設定された一定時間が経過した前記フォーカス情報を更新するリングバッファを含む中央演算処理装置を備える
ことを特徴とする請求項１に記載のオートフォーカスモジュール。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１０】
フォーカス群、ズーム群、マスター群のレンズ群を含むズームレンズと、
前記フォーカス群、前記ズーム群を前記ズームレンズの光軸に沿って移動させるレンズ駆動部と、
手動操作に基づいて前記フォーカス群、前記ズーム群を移動させる動作等を指示するコマンドを出力する焦点コントローラと、
前記ズームレンズで結像された撮影画像を受けて映像信号に変換する撮像素子を備えたビデオカメラ筐体と、
前記レンズ駆動部と前記焦点コントローラの間に挿入され、
前記ビデオカメラ筐体から出力される前記映像信号を受信すると、当該映像信号に基づいて撮影画像の鮮鋭度を示す焦点評価値を求め、
前記焦点コントローラからオートフォーカス動作をスタートさせるコマンドを受信すると、当該焦点コントローラからこれ以後送信されてくるオートフォーカス関連のコマンドを前記レンズ駆動部が受信可能なコマンドに変更して前記レンズ駆動部に送信する
オートフォーカスモジュールと
を備えることを特徴とするビデオカメラ。
【手続補正４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１１】
前記オートフォーカスモジュールは、
前記焦点評価値と、当該焦点評価値に対応する前記フォーカス群の位置との関係を規定する情報を含むフォーカス情報を取得し、手動操作の実行中の一定時間保存し、予め設定された一定時間が経過した前記フォーカス情報を更新するリングバッファを含む中央演算処理装置を備える
ことを特徴とする請求項１０に記載のビデオカメラ。