(57)【要約】【課題】コントラスト方式のＡＦにおけるワブリングのためのワブリングレンズの移動を垂直同期信号と無関係に行うと共に、ワブリングレンズを停止させることなく焦点評価値を取得することによってワブリングを高速で行えるようにし、ＡＦの高速化を図るオートフォーカスシステムを提供する。【解決手段】オートフォーカスシステムのＣＰＵ１４は、撮影レンズのワブリングレンズＷＬを至近側と無限遠側に変位させて各変位点での焦点評価値を取得し比較することによって合焦しているか否か、又は，合焦していない場合の合焦方向を検出する。このとき、ワブリングレンズＷＬの移動は映像信号の垂直同期信号と無関係に行うと共に、ワブリングレンズＷＬを停止させることなく多数の変位点での焦点評価値を取得する。そして、複数の変位点で取得した焦点評価値に基づいて合焦又は合焦方向を検出する。【選択図】      図１
2005221798.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像手段の撮像面に被写体像を結像するフォーカス調整可能な撮影レンズと、前記撮像手段により得られた映像信号に基づいて前記撮像手段により順次撮像された撮影画像のコントラストを示す焦点評価値を検出する焦点評価値検出手段と、前記撮影レンズのフォーカスの位置を至近側と無限遠側に所定量変位させてワブリングを行うワブリング手段と、前記ワブリングの際に前記撮像手段により撮像された撮影画像に対する焦点評価値を前記焦点評価値検出手段から取得し、該取得した焦点評価値に基づいて合焦したこと又は合焦となるフォーカスの移動方向を検出するフォーカス移動方向検出手段と、該フォーカス移動方向検出手段の検出に基づいて合焦となるようにフォーカスを制御するフォーカス制御手段とを備えたオートフォーカスシステムにおいて、
前記ワブリング手段は前記撮影画像の切り替わりを示す前記映像信号の垂直同期信号と無関係に前記撮影レンズのフォーカスを移動させ、前記フォーカス移動方向検出手段は、前記ワブリングの際に前記焦点評価値検出手段から焦点評価値を順次取得すると共に、焦点評価値を取得した際のフォーカスの位置を取得し、該取得したフォーカスの複数の位置での焦点評価値のデータに基づいて合焦したこと又は合焦となるフォーカスの移動方向を検出することを特徴とするオートフォーカスシステム。
【請求項２】
前記ワブリング手段は、フォーカス調整のためのフォーカスレンズと異なるワブリングレンズを移動させることにより前記ワブリングを行うことを特徴とする請求項１のオートフォーカスシステム。
【請求項３】
前記フォーカス移動方向検出手段は、前記ワブリングの際に取得したフォーカスの複数の位置での焦点評価値のデータを用いて、フォーカスの位置と焦点評価値との関係を示す関数を求め、該求めた関数に基づいて合焦したこと又は合焦となるフォーカスの移動方向を検出することを特徴とする請求項１又は２のオートフォーカスシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はオートフォーカスシステムに係り、特に映像信号に基づいてコントラスト方式により自動ピント調整を行うオートフォーカスシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
テレビカメラ等のビデオカメラで採用されるオートフォーカス（ＡＦ）は、撮像素子により得られる映像信号に基づいて撮影画像のコントラストを検出し、そのコントラストが最大（極大）となるようにフォーカスを制御するコントラスト方式が一般的である。撮影画像のコントラストは、例えば、撮像素子により得られた映像信号から高域周波数成分を抽出し、その高域周波数成分の信号を１フィールド分ずつ積算した積算値によって定量的に検出される。尚、その積算値は、撮影画像のコントラストの高低を示すと共に、合焦の程度を示す値であり、本明細書では焦点評価値というものとする。
【０００３】
また、撮影画像のコントラスト、即ち、焦点評価値に基づいて合焦となるようにフォーカスを制御する方法として、山登り方式が一般的に知られている。山登り方式は、フォーカスを動かしたときの異なるフォーカス位置での焦点評価値を比較することによって、焦点評価値が増加する方向（合焦方向）を検出しながらその方向にフォーカスを動かし、フォーカスを動かしても焦点評価値が増加しなくなる位置を合焦位置としてその位置でフォーカスを停止させるようにした制御方法である。また、山登り方式では、一般に、合焦や合焦のためのフォーカスの移動方向（合焦方向）を検出するためのワブリングが行われている。ワブリングは、フォーカスを至近側と無限遠側に（微小）変位させる動作であり、各変位点での焦点評価値を取得し、それらの焦点評価値を比較することによって合焦や合焦方向が検出される。
【０００４】
ところで、特許文献１のようにワブリング時のフォーカスの移動を映像信号の垂直同期信号に同期させて行い、焦点評価値のサンプリング（焦点評価値を得るための映像信号のサンプリング）には、フォーカスを停止させるようにしたものがある。これによれば、ワブリングを時間的に効率良く行うことができ、また、合焦や合焦方向を精度良く検出することができるため、効果的である。
【特許文献１】特許第２０８４９８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、高絞り時のようにワブリングの変位量（振幅）を大きくする場合等には、垂直同期信号の複数分（複数のフィールド分）の移動時間が必要となる場合がある。このような状況において、上述のように焦点評価値のサンプリング時にフォーカスを停止させるようにすると、フォーカスの移動が映像信号のフィールドの切り替わり時点より少し遅れただけで焦点評価値のサンプリングを次のフィールドまで待たなければならず、略１フィールド分の時間の損失が生じる場合があった。そのため、フォーカスの移動に必要な時間の延長以上にワブリングに要する時間が長くなり、合焦となるまでの時間が長くなるおそれがあった。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、ワブリングの高速化してＡＦの高速化を図ることができるオートフォーカスシステム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】
【０００７】
前記目的を達成するために、請求項１に記載のオートフォーカスシステムは、撮像手段の撮像面に被写体像を結像するフォーカス調整可能な撮影レンズと、前記撮像手段により得られた映像信号に基づいて前記撮像手段により順次撮像された撮影画像のコントラストを示す焦点評価値を検出する焦点評価値検出手段と、前記撮影レンズのフォーカスの位置を至近側と無限遠側に所定量変位させてワブリングを行うワブリング手段と、前記ワブリングの際に前記撮像手段により撮像された撮影画像に対する焦点評価値を前記焦点評価値検出手段から取得し、該取得した焦点評価値に基づいて合焦したこと又は合焦となるフォーカスの移動方向を検出するフォーカス移動方向検出手段と、該フォーカス移動方向検出手段の検出に基づいて合焦となるようにフォーカスを制御するフォーカス制御手段とを備えたオートフォーカスシステムにおいて、前記ワブリング手段は前記撮影画像の切り替わりを示す前記映像信号の垂直同期信号と無関係に前記撮影レンズのフォーカスを移動させ、前記フォーカス移動方向検出手段は、前記ワブリングの際に前記焦点評価値検出手段から焦点評価値を順次取得すると共に、焦点評価値を取得した際のフォーカスの位置を取得し、該取得したフォーカスの複数の位置での焦点評価値のデータに基づいて合焦したこと又は合焦となるフォーカスの移動方向を検出することを特徴としている。
【０００８】
本発明によれば、ワブリングの際のフォーカスの移動が任意のタイミングで行われると共にその際の焦点評価値の取得もフォーカスの移動を停止させることなく行われるため、ワブリングによる合焦や合焦方向の検出が高速で行われるようになり、ＡＦの高速化が図れる。
【０００９】
請求項２に記載のオートフォーカスシステムは、請求項１に記載の発明において、前記ワブリング手段は、フォーカス調整のためのフォーカスレンズと異なるワブリングレンズを移動させることにより前記ワブリングを行うことを特徴としている。
【００１０】
請求項３に記載のオートフォーカスシステムは、請求項１又は２に記載の発明において、前記フォーカス移動方向検出手段は、前記ワブリングの際に取得したフォーカスの複数の位置での焦点評価値のデータを用いて、フォーカスの位置と焦点評価値との関係を示す関数を求め、該求めた関数に基づいて合焦したこと又は合焦となるフォーカスの移動方向を検出することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るオートフォーカスシステムによれば、ワブリングが高速で行われるようになり、ＡＦの高速化が図れるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付図面に従って本発明に係るオートフォーカスシステムの好ましい実施の形態について詳説する。
【００１３】
図１は、本発明が適用されるレンズシステムの全体構成を示したブロック図である。同図に示すレンズシステムは、例えば放送用のテレビカメラに使用されるシステムであり、撮影レンズ（光学系）と制御系とから構成されている。
【００１４】
撮影レンズには、フォーカス調整のために光軸方向に移動するフォーカスレンズ（群）ＦＬ、ズーム調整（焦点距離調整）のために光軸方向に移動するズームレンズ（群）ＺＬ、光量調整のために開閉動作するアイリスＩ、オートフォーカスの際にピント状態の検出（合焦方向等の検出）のために光軸方向に移動するワブリングレンズ（群）ＷＬ等が配置されている。尚、撮影レンズの概略構成は図２に示されており、同図のように前段（対物側）から順に上記フォーカスレンズＦＬ、上記ズームレンズＺＬ、上記アイリスＩ、上記ワブリングレンズＷＬ、図１には示されていないマスターレンズ（群）ＭＬ等が配置されている。また、図２に示すようにズームレンズＺＬは、変倍系レンズ（群）ＶＬと補正系レンズ（群）ＣＬとからなり、これらのレンズＶＬ、ＣＬが所定の位置関係で光軸方向に移動することによりピント位置を変更することなく、焦点距離が変更される。
【００１５】
このように構成された撮影レンズに入射した被写体光は、その撮影レンズを装着した図示しないカメラ本体（カメラヘッド）の撮像素子の撮像面に結像され、撮像素子によって光電変換された後、カメラ本体内の信号処理部により所定の信号処理が施される。これによって撮影レンズを介して撮像素子により撮像された映像（撮影画像）が所定形式（例えばＮＴＳＣ方式）の映像信号としてカメラ本体により得られる。
【００１６】
図１に示すように各レンズＦＬ、ＺＬ、ＷＬやアイリスＩには、各々に対応するフォーカス用モータＦＭ、ズーム用モータＺＭ、ワブリング用モータＷＭ、アイリス用モータＩＭが連結されており、各モータＦＭ、ＺＭ、ＷＭ、ＩＭによって各レンズＦＬ、ＺＬ、ＷＬが光軸方向に駆動され、アイリスＩが開閉駆動されるようになっている。また、各モータＦＭ、ＺＭ、ＷＭ、ＩＭは、ＣＰＵ１４からＤ／Ａ変換器１６を介してフォーカス用アンプＦＡ、ズーム用アンプＺＡ、ワブリング用アンプＷＡ、アイリス用アンプＩＡのそれぞれに与えられる駆動信号の電圧値に応じた回転速度で制御される。
【００１７】
ＣＰＵ１４には、操作者の操作に従ってフォーカスデマンド１２やズームデマンド１０等のコントローラからフォーカスレンズＦＬやズームレンズＺＬの設定すべき位置（目標位置）や速度（目標速度）を示す指示信号がＡ／Ｄ変換器１３を介して与えられるようになっている。ＣＰＵ１４は、各アンプＦＡ、ＺＡに出力する駆動信号の値を変更することにより各モータＦＭ、ＺＭの回転速度を制御し、フォーカスレンズＦＬやズームレンズＺＬが上記目標位置又は目標速度となるようにフォーカスレンズＦＬやズームレンズＺＬの位置や速度を制御する。尚、ＣＰＵ１４には、フォーカスレンズＦＬの現在位置の情報としてフォーカス用モータＦＭの回転位置を示す位置信号がフォーカス用ポテンショメータＦＰからＡ／Ｄ変換器１３を介して与えられると共に、ズームレンズＺＬの現在位置の情報としてズーム用モータＺＭの回転位置を示す位置信号がズーム用ポンテンショメータＺＰからＡ／Ｄ変換器１３を介して与えられている。フォーカスレンズＦＬ又はズームレンズＺＬについての上記指示信号が目標位置を指定するものである場合には、その目標位置とフォーカスレンズＦＬ又はズームレンズＺＬの現在位置とを逐次比較しながらフォーカス用モータＦＭ又はズーム用モータＺＭの回転速度を制御する。また、後述のようにフォーカス制御はマニュアルフォーカス（ＭＦ）の制御とオートフォーカス（ＡＦ）の制御とで切り替えられるようになっており、ＭＦの制御の場合には上述のようにフォーカスデマンド１２から与えられる指示信号に基づいてフォーカスレンズＦＬが制御され、ＡＦの制御の場合には、詳細を後述する焦点評価値検出部２６から得られる焦点評価値に基づいてフォーカスレンズＦＬが制御される。
【００１８】
また、アイリスＩについては、一般にカメラ本体からアイリスＩの設定すべき位置（絞り値）を指示する指示信号がＣＰＵ１４に与えられ、ＣＰＵ１４は、上述の同様にアイリスＩの現在位置の情報としてアイリス用モータＩＭの回転位置をアイリス用ポテンショメータＩＰにより検出しながらアイリス用モータＩＭを制御し、指示信号により指定された絞り値となるようにアイリスＩを制御する。
【００１９】
一方、ワブリングレンズＷＬについては、外部からの指示信号に基づいて制御されるのではなく、後述のオートフォーカス時のワブリングのための駆動信号がＣＰＵ１４からワブリング用アンブＷＡに出力されて制御される。また、ワブリング用モータＷＭは例えばパルスモータであり、ワブリングレンズＷＬの位置をフィードバックするためのポテンショメータは設置されていない。
【００２０】
また、ＣＰＵ１４には、ＡＦの制御時において焦点評価値検出部２６からカメラ本体の撮像素子により撮影されている映像（撮影画像）のコントラストを示す焦点評価値が与えられるようになっている。焦点評価値検出部２６は、主にＡ／Ｄ変換器１８、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）２０、ゲート回路２２、加算回路２４から構成されており、そのＡ／Ｄ変換器１８にはカメラ本体からの映像信号（輝度信号）が入力されるようになっている。Ａ／Ｄ変換器１８によりデジタル信号に変換された映像信号は、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）２０によって高域周波数成分のみが抽出され後、ゲート回路２２に入力される。そして、ゲート回路２２により撮影範囲（画面）内に設定された所定のＡＦエリア（例えば画面中央の矩形エリア）内のみの信号がゲート回路２２により抽出される。尚、図３には、画面内におけるＡＦエリアの範囲の一例が示されており、同図に示すＡＦエリアは矩形状で画面の水平幅及び垂直幅に対して略１／３の水平幅及び垂直幅となっている。また、ゲート回路２２には映像信号が直接与えられており、その映像信号の同期信号を参照することによって各フィールドでのＡＦエリアに対応する信号範囲を特定している。
【００２１】
ゲート回路２２により抽出されたＡＦエリア内の高域周波数成分の信号は、１フィールド分ずつ加算回路２４により積算され、その積算値が焦点評価値としてＣＰＵ１４に与えられる。ＣＰＵ１４は、このようにして焦点評価値検出部２６から与えられる焦点評価値に基づいて以下で説明するＡＦの制御を実行する。尚、映像信号から焦点評価値を検出する方法は、上述の場合に限らない。また、焦点評価値検出部２６は、例えば、撮影レンズ、ＣＰＵ１４、各モータＦＭ、ＺＭ、ＷＭ、ＩＭ等を備えたレンズ装置に搭載される。
【００２２】
次にＡＦの制御について説明する。上記レンズシステムを構成する装置、例えば、フォーカスデマンド１２やレンズ装置のケース部には、自動復帰式のＡＦスイッチＳ１が設けられており、そのＡＦスイッチＳ１をオンするごとに、ＭＦモードとＡＦモードとが切り替えられるようになっている。ＡＦスイッチＳ１によってＭＦモードが選択された場合には、上記フォーカスデマンド１２から与えられる指示信号に従って上述のようにＭＦの制御によりフォーカスレンズＦＬが制御される。
【００２３】
ＡＦモードが選択された場合には、コントラスト方式によるＡＦの制御が実行される。ＡＦの制御の概要を説明すると、ＡＦの制御時には撮影レンズを介してカメラ本体の撮像素子で順次撮像される撮影画像（各フィールドの画像）のコントラストを示す焦点評価値が上述のように焦点評価値検出部２６により検出される。一方、ＣＰＵ１４は、フォーカスレンズＦＬを停止させた状態でワブリング用アンプＷＡに駆動信号を出力してワブリングレンズＷＬを基準位置から光軸方向の前後に変位（振動）させる。即ち、ワブリングを行う。これにより、フォーカス（ピント位置）が至近側と無限遠側に変動する。このとき、ＣＰＵ１４は、詳細を後述するようにワブリングレンズＷＬの各変位点での焦点評価値を焦点評価値検出部２６から取得する。そして、各変位点での焦点評価値に基づいて、合焦していること（合焦しているか否か）、又は、合焦となるフォーカスの移動方向（合焦方向）、即ち、焦点評価値が増加する方向を検出する。以下の説明において合焦していることの検出を合焦の検出といい、合焦となるフォーカスの移動方向の検出を合焦方向の検出という。また、上記ワブリングによる合焦又は合焦方向の検出結果は、ワブリングレンズＷＬが基準位置に設定されている状態において、ワブリング時にフォーカスレンズＦＬが停止している位置に対して合焦しているか、又は、合焦していない場合の合焦となるフォーカス（フォーカスレンズＦＬ）の移動方向を示すものとする。
【００２４】
ＣＰＵ１４はワブリングによって合焦又は合焦方向を検出すると、その検出結果に基づいてフォーカスレンズＦＬを制御する。図４は、横軸にフォーカスの位置（ピント位置）、縦軸に焦点評価値をとり、被写体の条件が一定でフォーカスを至近端から無限遠端まで移動させたと仮定した場合の各ピント位置で検出される焦点評価値のグラフの一例を示している。同図のａ点のように焦点評価値がピークとなるような位置にフォーカスレンズＦＬが停止している場合、ワブリングによって合焦していることが検出される。この場合には、フォーカスレンズＦＬを動かすことなく現在の位置にそのまま停止させておく。
【００２５】
一方、同図のｂ点又はｃ点のように焦点評価値がピークとならない位置にフォーカスレンズＦＬが停止している場合、ワブリングによって、合焦ではなく合焦方向が検出される。ｂ点の場合には、合焦方向が無限遠側であると検出され、ＣＰＵ１４は、フォーカス用アンプＦＡに出力する駆動信号によりフォーカスレンズＦＬを無限遠側に所定量移動させて停止させる。逆にｃ点の場合には、合焦方向が至近側であると検出され、ＣＰＵ１４は、フォーカスレンズＦＬを至近側に所定量移動させて停止させる。
【００２６】
以上のようなワブリングによる合焦又は合焦方向の検出とその検出結果に応じたフォーカスレンズＦＬの制御とがＣＰＵ１４によって繰り返し行われ、それによって、フォーカスレンズＦＬが合焦方向に移動して合焦位置で停止する。また、フォーカスレンズＦＬが合焦位置で停止している場合であっても、ワブリングが所定時間おきに繰り返し行われるため、被写体の状態が変化して合焦位置が変化すると、新たな合焦位置にフォーカスレンズＦＬが移動して停止する。
【００２７】
尚、フォーカスレンズＦＬを合焦位置に設定した場合、ワブリングではなく他の処理によって合焦位置が変化したことを検出するようにしてもよい。例えば、ワブリングによって合焦していることが検出され、その位置でフォーカスレンズＦＬを停止させた場合、ワブリングを停止して焦点評価値検出部２６から焦点評価値を逐次取得する。そして、その焦点評価値に一定値以上の変化が生じたか否かを監視し、一定値以上の変化を検出した場合には、撮影画像に変化が生じたと判断して上記ワブリングによる合焦又は合焦方向の検出とフォーカスレンズＦＬの制御を再開する。これによって、合焦位置が変化した場合にフォーカスレンズＦＬが新たな合焦位置に移動する。
【００２８】
また、上記ＡＦの制御のように合焦した後もＡＦの制御が継続して行われるいわゆる連続ＡＦではなく、ＡＦモードに切り替えられて一度合焦すると、ＡＦの制御が停止し、例えばＭＦモードに移行するようなワンショットＡＦの制御であってもよい。
【００２９】
また、ワブリングによって合焦方向を無限遠側又は至近側と検出した場合の１回当たりのフォーカスレンズＦＬの移動量は、一定であってもよいし、ワブリング時の焦点評価値に基づいて変更してもよい。また、フォーカスレンズＦＬの１回当たりの移動量を変更する場合、移動速度と移動時間のいずれか一方を変更してもよいし又は両方を変更してもよい。
【００３０】
次に、ワブリング時のＣＰＵ１４の処理について詳説する。図５（Ａ）は、横方向に時間軸をとり、時間軸を映像信号のフィールド（フィールド周期は１／６０≒１６．７ｍｓ）ごとに区分して示している。同図（Ｂ）に示すようにＣＰＵ１４はワブリングを行う場合、任意のタイミング、即ち、垂直同期信号と無関係にワブリングレンズＷＬの移動を開始させ、ワブリングレンズＷＬを基準位置から至近側最大変位点まで例えば約２フィールド分の時間（１／３０ｓ）で移動させる。続いて、ワブリングレンズＷＬを至近側最大変位点で停止させることなく、至近側から無限遠側に移動方向を反転させ、例えば約４フィールド分の時間（１／１５ｓ）で無限遠側最大変位点まで移動させる。更に、ワブリングレンズＷＬを無限遠側最大変位点で停止させることなく、無限遠側から至近側に移動方向を反転させ、例えば約２フィールド分の時間（１／３０ｓ）で基準位置まで移動させて停止させる。尚、基準位置から至近側最大変位点までの変位量と基準位置から無限遠側最大変位点までの変位量は等しいものとする。また、それらの変位量は、撮影レンズの焦点距離や絞り値に応じて適切な量に変更するようにしてもよい（例えば高絞り時には変位量を大きくする等）。
【００３１】
また、上述のようにワブリングを開始してから終了するまでの間、ＣＰＵ１４は、焦点評価値検出部２６から１フィールドごとに焦点評価値を取得する。即ち、各フィールドの映像信号のうち、ＡＦエリアに対応する範囲の映像信号のサンプリングによって検出される焦点評価値を、ワブリングレンズＷＬを停止させることなく毎フィールドごとに取得する。また、ＡＦエリアに対応する範囲の映像信号をサンプリングしているときのワブリングレンズＷＬの位置を、その映像信号のサンプリングによって検出された焦点評価値と対応付けて記憶しておく。尚、焦点評価値を検出するために必要な範囲の映像信号のサンプリング、即ち、ＡＦエリアに対応する範囲の映像信号のサンプリングを以下、焦点評価値のサンプリングという。また、焦点評価値のサンプリングを行っている間もワブリングレンズＷＬは移動しているが、焦点評価値に対応付けて記憶するワブリングレンズＷＬの位置は、例えば、焦点評価値のサンプリングを行う期間の開始点、終了点、又は、中間点等のサンプリング期間内の決まった時点でのワブリングレンズＷＬの位置とする。また、ワブリングレンズＷＬが基準位置にあるときの焦点評価値を取得するため図５に示されているようにワブリングレンズＷＬの移動開始前に焦点評価値の取得するようにしてもよいし、又は、ワブリングレンズＷＬの移動終了後に焦点評価値を取得するようにしてもよい。但し、必ずしもワブリングレンズＷＬが基準位置にあるときに焦点評価値を取得する必要はない。
【００３２】
続いてＣＰＵ１４は、上述のようにしてワブリング時に取得した各変位点での焦点評価値とワブリングレンズＷＬの位置とを一対のデータ（焦点評価値データという）として、多点の焦点評価値データを用いて合焦又は合焦方向を検出する。
【００３３】
多点の焦点評価値データを用いて合焦又は合焦方向を検出する方法はいくつか考えられるが、例えば、多点の焦点評価値データと、ラグランジェの補間多項式を用いて、ワブリングレンズＷＬの位置ｘと焦点評価値ｙとの関係式ｙ＝Ｐ（ｘ）を求め、その関係式から合焦又は合焦方向を検出することが可能である。尚、ワブリングレンズＷＬの位置ｘと焦点評価値ｙとの関係を示す関係式ｙ＝Ｐ（ｘ）は、ラグランジェの補間多項式ではなく、スプライン関数などの他の関数によって求めるようにしてもよい。
【００３４】
ラグランジェの補間多項式を用いた方法は次のようなものである。ワブリングレンズＷＬの位置を示す値をｘ座標、焦点評価値をｙ座標にとり、ワブリング時に取得した各変位点での焦点評価値データをｘ―ｙ座標上の点（ｘ0，ｙ0）、（ｘ1，ｙ1）、（ｘ2，ｙ2）、…、（ｘN，ｙN）で表すとする。このとき、焦点評価値データの各点を通る曲線の式Ｐ（ｘ）はラグランジェの補間多項式により次のように表される。
【数１】
2005221798.tif 000003
但し、
【数２】
2005221798.tif 000004
そして、上式Ｐ（ｘ）を１階微分した式Ｐ′（ｘ）も容易に求められ、その微分式Ｐ′（ｘ）のｘの値としてワブリングレンズＷＬの基準位置の値（０とする）を代入したときのＰ′（０）の値を求めることによって、合焦又は合焦方向を検出することができる。例えば、無限遠方向を正の方向とすると、Ｐ′（０）が０（又は０とみなせる程小さい値）であれば合焦していると判断することができ、合焦と判断されない場合であって、Ｐ′（０）が正であれば合焦方向を無限遠側、Ｐ′（０）が負であれば合焦方向を至近側と判断することができる。
【００３５】
また、ラグランジェの補間多項式を用いた別の方法として次のように行うこともできる。ラグランジェの補間多項式により得られる上記微分式Ｐ′（ｘ）に対して、Ｐ′（ｘ）＝０の条件を満たすようなｘでは焦点評価値がピークとなり、そのｘは合焦位置を示す。従って、微分式Ｐ′（ｘ）＝０の条件を満たすｘを求め、そのｘの値がワブリングレンズＷＬの基準位置を示す値に一致してれば（又は基準位置を示す値とみなせる程近い値であれば）合焦と判断することができる。一方、合焦と判断されない場合であって、そのｘの値が基準位置より無限遠側の位置を示す値であれば合焦方向を無限遠側と判断することができ、基準位置より至近側の位置を示す値であれば合焦方向を至近側と判断することができる。
【００３６】
以上のようにしてワブリングによる合焦又は合焦方向の検出することができ、その検出結果に応じて上述のようにフォーカスレンズＦＬを制御することによってフォーカスレンズＦＬが合焦方向に移動して合焦位置で停止する。
【００３７】
尚、ワブリングを行う際のフォーカスレンズＦＬの停止位置が合焦位置に近い場合、上記微分式Ｐ′（ｘ）に対して微分式Ｐ′（ｘ）＝０の条件を満たすｘは正確に合焦位置を示すものと考えられるため、ワブリングレンズＷＬをそのｘの位置に設定したときのピント位置に等しくなるフォーカスレンズＦＬの位置を求めてフォーカスレンズＦＬをその位置まで直接移動させるようにしてもよい。
【００３８】
また、上記実施の形態では、ワブリングレンズＷＬを所定の至近側最大変位点と無限遠側最大変位点との間の全範囲で移動させるようにしたが、ワブリングレンズＷＬを移動させている途中までに得た焦点評価値データにより合焦又は合焦方向の検出が可能な場合には、必ずしもワブリングレンズＷＬを全範囲で移動させる必要はない。
【００３９】
また、上記実施の形態では、図５（Ｂ）のようにワブリングレンズＷＬを三角波形状に移動させるようにしたが、例えばサイン波形状となるサイン駆動でもよい。サイン駆動の方がワブリングの高速化により有利となる。
【００４０】
続いて、上記実施の形態のように、映像信号の垂直同期信号に無関係にワブリングを行って多数の変位点で取得した焦点評価値に基づいて合焦又は合焦方向を検出するようにした場合の効果について説明する。図６は、従来のワブリングの制御を示した図であり、同図（Ａ）は、図５（Ａ）と同様に、横軸に時間軸をとり、時間軸を映像信号のフィールドごとに区分して示した図であり、従来では、次のようにしてワブリングの制御が行われている。同図（Ｂ）に示すようにワブリングレンズＷＬの移動を開始する前に映像信号の垂直同期信号を検出してから約１フィールド分の時間が経過するまでワブリングレンズＷＬを基準位置に停止さてその間にサンプリングした映像信号から得られる焦点評価値を取得する。次いで、垂直同期信号に同期してワブリングレンズＷＬの移動を開始し、約２フィールド分の時間が経過する間にワブリングレンズＷＬを至近側最大変位点に移動させる。その後、垂直同期信号を２度検出するまでの約１フィールド分の時間が経過するまでワブリングレンズＷＬをその至近側最大変位点で停止させておく。そして、その間にサンプリングされた映像信号から得られる焦点評価値を取得する。次に、垂直同期信号に同期してワブリングレンズＷＬの移動を開始し、約４フィールド分の時間が経過する間にワブリングレンズＷＬを至近側最大変位点から無限遠側最大変位点まで移動させる。その後、垂直同期信号を２度検出するまでの約１フィールド分の時間が経過するまでワブリングレンズＷＬをその無限遠側最大変位点で停止させておく。そして、その間にサンプリングされた映像信号から得られる焦点評価値を取得する。続いて垂直同期信号に同期してワブリングレンズＷＬに移動を開始し、約２フィールド分の時間が経過する間にワブリングレンズＷＬを基準位置に移動させる。
【００４１】
この従来のワブリングの制御によれば、１つの焦点評価値を検出するために１フィールド分の時間でワブリングレンズＷＬを停止させているためにその分、上記実施の形態（本発明）に比べて時間を要する。また、ワブリングレンズＷＬの移動に要する時間が上記実施の形態（本発明）と同じであっても、従来では、ワブリングレンズＷＬの各変位点への移動時間によっては、ワブリングレンズＷＬの各変位点への移動後に、焦点評価値のサンプリングが可能な次のフィールドの映像信号が与えられるまで時間が空く場合があり、上記実施の形態（本発明）に比べてそのための時間も多く要する場合もある。従って上記実施の形態（本発明）の方がワブリングを高速化することができるという利点がある。また、上記実施の形態（本発明）では焦点評価値を取得する際にワブリングレンズＷＬを停止させていないため、ワブリングレンズＷＬを停止させて焦点評価値を取得する場合に比べると取得した焦点評価値の精度は低くなるが、ワブリング時に取得した多数の焦点評価値データにより合焦や合焦方向を判断するため、判断の信頼性を上げることができる。特にＡＦエリアが縦方向に小さい場合には、シャッターと同様の効果があり、ワブリングレンズＷＬを移動させながら焦点評価値を取得してもフォーカスの位置と焦点評価値との関係は高精度に検出することができるための合焦や合焦方向の判断も十分に信頼性がある。更に、上記実施の形態（本発明）ではワブリングの際に多点の焦点評価値データを取得しており、フリッカ防止等のために複数の焦点評価値の平均値を算出するような場合にワブリングの時間を増加させることなくその計算を高速で行うことができる利点もある。
【００４２】
以上、上記実施の形態では、ワブリングレンズＷＬによってワブリングを行うようにしたが、ワブリングレンズを用いることなく、フォーカスレンズＦＬを振動させることによってワブリングを行う場合もあり、その場合でも本発明を適用することができる。
【００４３】
また、本発明はテレビカメラに限らず、コントラスト方式のオートフォーカスを使用するカメラにおいて適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】図１は、本発明が適用されるレンズシステムの全体構成を示したブロック図である。
【図２】図２は、撮影レンズの概略構成を示した構成図である。
【図３】図３は、画面内のＡＦエリアの一例を示した図である。
【図４】図４は、ＡＦの制御の説明に使用した説明図である。
【図５】図５は、ワブリングの制御の説明に使用した説明図である。
【図６】図６は、従来のワブリングの制御の説明に使用した説明図である。
【符号の説明】
【００４５】
１２…フォーカスデマンド、１４…ＣＰＵ、１３…Ａ／Ｄ変換器、ＦＰ…フォーカス用ポテンショメータ、１８…Ａ／Ｄ変換器、２０…ハイパスフィルタ、２２…ゲート回路、２４…加算回路、２６…焦点評価値検出部、Ｓ１…ＡＦスイッチ、ＦＬ…フォーカスレンズ、ＺＬ…ズームレンズ、Ｉ…アイリス、ＷＬ…ワブリングレンズ、ＦＭ…フォーカス用モータ、ＷＭ…ワブリング用モータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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