Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JPH042926B2 - - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JPH042926B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH042926B2
JPH042926B2 JP54026423A JP2642379A JPH042926B2 JP H042926 B2 JPH042926 B2 JP H042926B2 JP 54026423 A JP54026423 A JP 54026423A JP 2642379 A JP2642379 A JP 2642379A JP H042926 B2 JPH042926 B2 JP H042926B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
lens
focus
output
main lens
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP54026423A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS55118008A (en
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed filed Critical
Priority to JP2642379A priority Critical patent/JPS55118008A/en
Publication of JPS55118008A publication Critical patent/JPS55118008A/en
Publication of JPH042926B2 publication Critical patent/JPH042926B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Focusing (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は例えばテレビジヨンカメラ等に用い
て好適な自動焦点装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an automatic focusing device suitable for use in, for example, a television camera.

従来自動的に焦点を合わせる方式として例えば
CdSボケ検出方式や超音波エコー方式等が提案さ
れているが、前者の場合検出機構に可動部分があ
るので騒音が大きく、また後者の場合ガラスを通
すと使用不可能となり、しかも煙やホログラフイ
像にも使用できない等の欠点があつた。
For example, as a conventional automatic focusing method,
The CdS blur detection method and the ultrasonic echo method have been proposed, but the former has moving parts in the detection mechanism and is noisy, and the latter cannot be used when passing through glass, and it also produces smoke and holographic images. It also had drawbacks such as not being able to be used.

この発明は斯る点に鑑み、検出機構に可動部分
がなく、しかも諸条件の下で使用可能な構成簡単
にして焦点機能のすぐれた自動焦点装置を提供す
るものである。
In view of the above, the present invention provides an automatic focusing device that has no moving parts in its detection mechanism, has a simple structure, can be used under various conditions, and has an excellent focusing function.

以下この発明の一実施例を第1図〜第8図に基
づいて詳しく説明する。
An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to FIGS. 1 to 8.

第1図はこの発明に係る自動焦点装置をテレビ
ジヨンカメラに適用した場合の基本原理を示すも
ので、第1図Aにその側面図、第1図Bにその正
面図を示す。第1図において1は主レンズの配さ
れた鏡胴、2は鏡胴上に配された複数個のレンズ
からなるマルチレンズであつて、焦点用レンズと
して用いられる。このマルチレンズ2に付いては
後で詳述される。
FIG. 1 shows the basic principle when an automatic focusing device according to the present invention is applied to a television camera. FIG. 1A shows a side view thereof, and FIG. 1B shows a front view thereof. In FIG. 1, 1 is a lens barrel in which a main lens is arranged, and 2 is a multi-lens consisting of a plurality of lenses arranged on the lens barrel, which is used as a focusing lens. This multi-lens 2 will be explained in detail later.

3はマルチレンズ2の背後に設けられたコンデ
ンサレンズ、4はコンデンサレンズ3を通してマ
ルチレンズ2より透過してくる入射光を反射する
ための反射鏡、5は自動絞り機構、6は反射鏡4
からの反射光を集光するための投映レンズ、7は
投映レンズ6で集光された光を反射するための反
射鏡、8は反射鏡7からの反射光を撮像管例えば
ビジコン9のターゲツト上に投映するための直角
プリズムである。
3 is a condenser lens provided behind the multi-lens 2, 4 is a reflector for reflecting the incident light transmitted from the multi-lens 2 through the condenser lens 3, 5 is an automatic aperture mechanism, and 6 is a reflector 4
7 is a reflector for reflecting the light focused by the projection lens 6; 8 is a reflector for directing the reflected light from the reflector 7 onto a target of an image pickup tube, for example, a vidicon 9; It is a right-angle prism for projecting images.

マルチレンズ2の構造は、第2図A,Bおよび
Cにそれぞれその正面図、側面図および背面図を
示すように、例えば長方形の形状をなす複数個の
レンズよりなり、これらのレンズの背面には各レ
ンズに対応してそれぞれ配された例えばビジコン
のターゲツト上に投映される像の4倍の大きさの
開口部10を有するマスク11が設けられる。こ
のマスク11に開口部10を設ける方法として
種々考えられるが、例えばレンズ2の背面を、開
口部10に対応する部分を残して他の部分を遮光
性の材料でコーテイングするようにしてもよい。
The structure of the multi-lens 2 consists of a plurality of rectangular lenses, for example, as shown in FIGS. 2A, B, and C, respectively. For example, a mask 11 having an aperture 10 four times the size of an image projected onto a vidicon target is provided corresponding to each lens. Various methods can be considered for providing the opening 10 in the mask 11. For example, the back surface of the lens 2 may be coated with a light-shielding material, leaving only a portion corresponding to the opening 10.

また各レンズはそれぞれ所定の焦点距離例えば
無限大、6m、3m、2m、1.5mおよび1.2mで
マスク11の開口部10に結像するような位置関
係を有し、且つ各レンズを通つた光が影響し合わ
ないよう分離板12で分離されている。なお、こ
のマルチレンズ2を構成するには単一のレンズを
矩形状に切断したものを複数個用いるが、原理的
には単一のレンズを複数個用い異なつた焦点距離
が得られるような位置関係に配列するようにして
もよい。
Further, each lens has a positional relationship such that an image is formed on the opening 10 of the mask 11 at a predetermined focal length, for example, infinity, 6 m, 3 m, 2 m, 1.5 m, and 1.2 m, and the light passing through each lens is They are separated by a separation plate 12 so that they do not influence each other. Note that to construct this multi-lens 2, a plurality of single lenses cut into rectangular shapes are used, but in principle, multiple single lenses can be used at positions where different focal lengths can be obtained. They may also be arranged in a relationship.

斯る構成とすることにより、被写体(図示せ
ず)よりの光は第3図に示すように光路を通して
ビジコンのターゲツト9aに導かれ、第4図に概
略的に示すようにターゲツト9aの有効画面外で
あるが電子ビームが正常に走査されている部分に
入射光に対応したマスク11の開口部10に結像
される各像が投映される。
With this configuration, the light from the subject (not shown) is guided through the optical path to the target 9a of the bidicon as shown in FIG. Each image formed on the aperture 10 of the mask 11 corresponding to the incident light is projected onto the outside portion where the electron beam is normally scanned.

マスク11の開口部10では、被写体の置かれ
た位置によりその被写体に焦点距離の合つたレン
ズの像は結像し、その被写体の焦点距離の合わな
いレンズの像は結像していないので、第4図の如
くターゲツト9a上に投映される映像も各開口部
10における結像状態に対応しており、焦点距離
の合つたレンズの像が一番鮮明となる。従つてビ
ジコン9で検出される出力も焦点距離の合つたレ
ンズの像に対応する電気出力で最大となり、もつ
てこの電気出力の高域成分或いは最大出力成分を
後述するような電気回路で信号処理して鏡胴1を
前後に移動させることにより自動的に焦点が調整
される。
In the opening 10 of the mask 11, depending on the position of the subject, the image of the lens whose focal length matches the subject is formed, and the image of the lens whose focal length does not match the subject is not formed. As shown in FIG. 4, the image projected onto the target 9a also corresponds to the image formation state at each aperture 10, and the image of the lens with the same focal length is the clearest. Therefore, the output detected by the vidicon 9 also becomes maximum at the electrical output corresponding to the image of the lens with the correct focal length, and the high-frequency component or the maximum output component of this electrical output is processed by an electrical circuit as described later. By moving the lens barrel 1 back and forth, the focus is automatically adjusted.

こゝで、具体的に例えば2/3″トリニコンを用い
た場合のそのターゲツトへの投映の仕方や14mmの
主カメラレンズを用いた場合のマルチレンズの構
造の設定の仕方等の一例について説明する。
Here, we will specifically explain examples such as how to project onto a target when using a 2/3'' Tri-Nicon, and how to set up a multi-lens structure when using a 14mm main camera lens. .

通常2/3″トリニコンはターゲツト両側面に幅1
mmのマスクされた部分があり、暗電流の検出に使
用されているが、この部分は片方だけで足りるの
で、1側面のマスクを除いてこの部分をターゲツ
ト面の有効画面外であるが電子ビームが正常に走
査されている部分として使用でき、この部分はこ
の場合1×6.6mmである。
Normally 2/3″ tricon has a width of 1 on both sides of the target.
There is a masked part of mm, which is used to detect dark current, but since only one side of this part is sufficient, except for the mask on one side, this part is outside the effective screen of the target surface, but the electron beam is can be used as the part that has been successfully scanned, which in this case is 1 x 6.6 mm.

いま、14mm〜84mmのズームレンズの使用を想定
し、画面中央部1/4の部分で焦点合わせをしよう
とすると、2/3″トリニコンの有効水平幅8.8mmよ
り2.2mm(8.8/4)を1mmに投映すればよい。これ
により(2.2)2のこの部分の感度上昇となり、色
フイルタのないことによる増感分と加え約14.5
(2.22×3)倍の感度上昇となる。従つてF1.8の
主レンズの開口面積を約1600mm2とすると100mm2
(5×20)の開口部を有するレンズを使用すれば
この部分は等価の感度が得られる。
Now, assuming that you are using a 14mm to 84mm zoom lens and trying to focus on the center 1/4 of the screen, you will need 2.2mm (8.8/4) rather than the 8.8mm effective horizontal width of the 2/3″ Tri-Nikon. All you need to do is project at 1mm.This increases the sensitivity of this part of (2.2) 2 , and in addition to the increased sensitivity due to the lack of a color filter, it increases by approximately 14.5mm.
The sensitivity increases by (2.2 2 × 3) times. Therefore, if the aperture area of the main lens of F1.8 is approximately 1600mm 2 , it is 100mm 2
If a lens with an aperture of (5×20) is used, equivalent sensitivity can be obtained in this area.

一方6個のレンズの映像を最も有効にターゲツ
ト面に配置すると、レンズの背面に設けられるマ
スクは第2図に示すようになり、その開口部(4
×3mm)とターゲツト面の面積比を1:4とする
と各レンズ間の間隔は5mmとなり、ターゲツト上
には第4図に示すように投映される。そこで、4
mm幅の画面を14mmレンズの2.2mm巾の画面相当に
作るレンズは14×4/2.2=25.45mmとなる。よつて マルチレンズのユニツトレンズにf=26mmのレン
ズを使うと無限遠レンズに対する各レンズの前に
出る量は次表の如くなる。たゞし表においてxは
無限遠レンズに対して各レンズが前に出る量、D
は結像点までの距離すなわち焦点距離である。
On the other hand, when the images of the six lenses are placed on the target plane most effectively, the mask provided on the back of the lens becomes as shown in Figure 2, and its opening (4
x 3 mm) and the area ratio of the target surface is 1:4, the distance between each lens is 5 mm, and the image is projected onto the target as shown in FIG. Therefore, 4
A lens that makes a mm wide screen equivalent to a 2.2 mm wide screen with a 14 mm lens is 14 x 4/2.2 = 25.45 mm. Therefore, if a lens with f=26 mm is used as a unit lens of a multi-lens, the amount that each lens projects in front of the infinity lens will be as shown in the following table. In the table, x is the amount that each lens moves forward relative to the infinity lens, and D
is the distance to the imaging point, that is, the focal length.

x(mm) D(m) 0 ∝ 0.11 6.1 0.23 2.9 0.35 1.9 0.46 1.5 0.58 1.2 このようにして設定された各レンズを第2図に
示すように分離板12を介して積層することにマ
ルチレンズが構成される。
x(mm) D(m) 0 ∝ 0.11 6.1 0.23 2.9 0.35 1.9 0.46 1.5 0.58 1.2 Multi-lens is created by stacking each lens set in this way through the separation plate 12 as shown in Figure 2. configured.

なお上述は主カメラレンズが14mmの場合で、こ
の場合マルチレンズ2を構成する各レンズの1個
当り、水平走査線約34本(300/8.8)の解像度お
よび1フイールド当り約26本(525/2×1/6×3/
5) の検出に使用できる走査線がある。また主カメラ
レンズが6倍端では水平走査線約5本(34/6)の
解像度および1フイールド当り約4本(26/6)の
検出に使用できる走査線と減少するが、距離判別
には十分の出力を得ることができ問題ない。
The above is for the case where the main camera lens is 14 mm, in which case each lens making up the multi-lens 2 has a resolution of approximately 34 horizontal scanning lines (300/8.8) and approximately 26 lines per field (525/8.8). 2×1/6×3/
5) There is a scanning line that can be used to detect . Also, when the main camera lens is at the 6x end, the resolution is reduced to about 5 horizontal scanning lines (34/6) and about 4 scanning lines per field (26/6), which can be used for detection, but it is difficult to judge distance. You can get enough output without any problems.

第5図はこの発明の一実施例を示すものであつ
て第5図において20は主レンズ、21は主レン
ズ20の配された焦点用鏡胴、22は鏡胴21と
係合するギア、23は鏡胴21と連動し、鏡胴2
1が移動する所定の各焦点距離に応じて設定値を
可変するためのポテンシヨメータ、24はギア2
2を回動するための正逆転可能な焦点用モータで
ある。モータ24を必要に応じて正逆回転させる
ことにより鏡胴21が前後に移動して焦点調整が
なされる。
FIG. 5 shows an embodiment of the present invention, in which 20 is a main lens, 21 is a focusing lens barrel on which the main lens 20 is arranged, 22 is a gear that engages with the lens barrel 21, 23 is linked with the lens barrel 21, and the lens barrel 2
1 is a potentiometer for varying the setting value according to each predetermined focal length to be moved; 24 is a gear 2;
This is a focusing motor that can be rotated in forward and reverse directions. By rotating the motor 24 forward and backward as necessary, the lens barrel 21 is moved back and forth to adjust the focus.

25は図示せずもズームレンズの配されたズー
ム用鏡胴、26は鏡胴25と係合するギア、27
は鏡胴25と連動するズーム用ポテンシヨメータ
であつて、このポテンシヨメータ27により鏡胴
25の回転角に応じて後述されるサンプリングホ
ールドの時間幅を調整する。
25 is a zoom lens barrel (not shown) in which a zoom lens is arranged, 26 is a gear that engages with the lens barrel 25, and 27
is a zoom potentiometer that is linked to the lens barrel 25, and this potentiometer 27 adjusts the sampling hold time width, which will be described later, according to the rotation angle of the lens barrel 25.

28は上述したようなマルチレンズを用いた焦
点レンズ、29は反射鏡であつて焦点調整として
焦点レンズ28を通して入射された光は反射鏡2
9で反射され、図示せずも第1図で示した様な投
映レンズ、反射鏡および直角プリズムを介してビ
ジコン30に導入される。このビジコン30には
主レンズ20を通して撮像用の入射光も導入され
ている。従つてビジコン30の出力側には光電変
換された第6図に示すような映像信号SV、焦点
信号SFが出力される。
28 is a focusing lens using a multi-lens as described above, 29 is a reflecting mirror, and the light incident through the focusing lens 28 for focus adjustment is reflected by the reflecting mirror 2.
9 and is introduced into the vidicon 30 via a projection lens, a reflecting mirror, and a right-angle prism (not shown) as shown in FIG. Incident light for imaging is also introduced into the vidicon 30 through the main lens 20. Therefore, a photoelectrically converted video signal S V and a focus signal S F as shown in FIG. 6 are outputted to the output side of the vidicon 30.

なお第6図は1Hに含まれる各信号を概略的に
示しており、焦点信号はビジコン30の有効画面
外で電子ビームが正常の走査で得られる範囲例え
ば水平ブランキング期間または垂直ブランキング
期間に相当する部分に挿入することが好ましく、
本実施例では水平ブランキング期間内に挿入した
場合を示している。また第6図でHDは水平同期
信号、SG後述されるゲート信号であつて、このゲ
ート信号SGにより焦点信号SFのみを導出するよう
にする。
Note that FIG. 6 schematically shows each signal included in 1H, and the focal signal is outside the effective screen of the vidicon 30 in the range obtained by normal scanning of the electron beam, for example, in the horizontal blanking period or vertical blanking period. It is preferable to insert it in the corresponding part,
In this embodiment, a case is shown in which the insertion is performed within the horizontal blanking period. Further, in FIG. 6, HD is a horizontal synchronizing signal, and S G is a gate signal to be described later, and only the focus signal S F is derived from this gate signal S G.

31はビジコン30からの撮像出力すなわち映
像信号を増幅するための増幅器、32は映像信号
に同期信号発生器34から供給される複合同期信
号を付加するための混合回路であつて、混合回路
32の出力は出力端子33より合成映像信号とし
て送出される。
31 is an amplifier for amplifying the imaging output from the vidicon 30, that is, a video signal; 32 is a mixing circuit for adding a composite synchronization signal supplied from the synchronization signal generator 34 to the video signal; The output is sent out from the output terminal 33 as a composite video signal.

35は増幅器、36は同期信号発生器34から
のブランキング信号を反転したスイツチング信号
によつて増幅器35から供給される焦点信号を含
む映像信号からこの映像信号を除去するためのス
イツチ回路、37は同期信号発生器34からの水
平同期信号に応答して水平走査線をカウントする
ためのカウンタ、38はカウンタ37からの出力
に応答してスイツチ回路36からの出力より同期
部分に含まれる雑音を除去し、焦点信号のみ導出
するためのゲート回路、39はゲート回路38の
出力より高域成分のみをとり出すための高域波
器であつて、この高域波器としては例えば微分
回路が用いられる。こゝで高域波器39を用い
るのは焦点が合つた点では高周波成分が増加し、
微分出力も大きく、コントラストも高いことを利
用している。40は高域波器39の出力より高
域雑音成分を除去し、焦点信号のS/N比を良好
にするための積分回路、41は積分回路40の出
力をピーク検波して直流信号を得るためのピーク
検波器、42はズーム用ポテンシヨメータ27の
設定値およびカウンタ37の出力に応じてサンプ
リングパルスの幅を可変するための波形幅発生器
である。主レンズ20のズームレンズな望遠と広
角で視野が変るが、焦点レンズ28はズームにな
つていないので視角が固定であり、従つて主レン
ズが望遠のときは画枠が狭くならないと画像の中
心部1/3〜1/4の視角にならない。そこで波形幅発
生器42によつてサンプリングホールドする時間
幅を調整することによつて同じ効果を得るように
している。
35 is an amplifier; 36 is a switching circuit for removing this video signal from the video signal containing the focus signal supplied from the amplifier 35 using a switching signal obtained by inverting the blanking signal from the synchronization signal generator 34; A counter 38 for counting horizontal scanning lines in response to the horizontal synchronization signal from the synchronization signal generator 34 removes noise included in the synchronization part from the output from the switch circuit 36 in response to the output from the counter 37. A gate circuit 39 is for deriving only the focal signal, and 39 is a high frequency device for extracting only high frequency components from the output of the gate circuit 38. As this high frequency device, for example, a differential circuit is used. . The reason why the high-frequency filter 39 is used here is that the high-frequency component increases at the focused point.
It takes advantage of its large differential output and high contrast. 40 is an integration circuit for removing high-frequency noise components from the output of the high-frequency filter 39 and improving the S/N ratio of the focal signal; 41 is a peak detection circuit for the output of the integration circuit 40 to obtain a DC signal; 42 is a waveform width generator for varying the width of the sampling pulse according to the setting value of the zoom potentiometer 27 and the output of the counter 37. The field of view changes depending on whether the main lens 20 is a zoom lens (telephoto or wide-angle), but since the focusing lens 28 is not a zoom lens, the viewing angle is fixed. The viewing angle is 1/3 to 1/4. Therefore, the same effect can be obtained by adjusting the sampling and holding time width using the waveform width generator 42.

43は積分回路40の出力を波形幅発生器42
からのサンプリングパルスによりサンプリングし
てホールドするためのサンプリングホールド回
路、44はピーク検波器41の出力とサンプリン
グホールド回路43の出力を比較するための比較
器であつて、この比較器41はピーク検波器41
の出力がサンプリングホールド回路43の出力よ
り大きくなる点でその出力レベルを例えば論理
“1”より“0”へ変化する。すなわち比較器4
1は各焦点信号の最大出力点でパルス出力を発生
することになる。45は単安定マルチバイブレー
タであつて、同期信号発生器34からの垂直同期
信号で立上り、比較器41の出力で立下る信号を
発生する。従つて単安定マルチバイブレータ45
の出力の立下り点は最良の焦点位置を表わしてい
る。46は比較器41の出力の生じた点より所定
範囲、すなわちその出力の属する焦点距離範囲に
対応する部分に傾斜部分を有する信号を発生する
ためのミラー積分回路である。
43, the output of the integrating circuit 40 is connected to the waveform width generator 42
44 is a comparator for comparing the output of the peak detector 41 and the output of the sampling hold circuit 43, and this comparator 41 is a peak detector. 41
At the point where the output of the sampling hold circuit 43 becomes larger than the output of the sampling hold circuit 43, the output level changes from logic "1" to "0", for example. That is, comparator 4
1 generates a pulse output at the maximum output point of each focus signal. A monostable multivibrator 45 generates a signal that rises in response to the vertical synchronization signal from the synchronization signal generator 34 and falls in response to the output of the comparator 41. Therefore, monostable multivibrator 45
The falling point of the output of represents the best focus position. Reference numeral 46 denotes a mirror integration circuit for generating a signal having a slope portion in a predetermined range from the point where the output of the comparator 41 occurs, that is, a portion corresponding to the focal length range to which the output belongs.

47は同期信号発生器34からの垂直同期信号
で立上り、ポテンシヨメータ23で設定される時
定数をもつて立下る信号を発生するための単安定
マルチバイブレータであつて、この単安定マルチ
バイブレータ47の時定数は鏡胴21と連動する
ポテンシヨメータ23により、予め設定される焦
点距離に応じて変るように設定される。すなわち
焦点距離をいま0mから無限大まで変化させるに
は単安定マルチバイブレータ47の時定数を16.6
mS(1V)から0mSに選定し、この1V期間を
例えば第7図に示すように9セクシヨンに分割し
てそれぞれ1m、1.5m、2m、3m、5m、10
mおよび∝の焦点距離に対応させ、これらの各焦
点距離に応じて単安定マルチバイブレータ47の
出力を得るようにする。従つて単安定マルチバイ
ブレータ47の出力の立下り点は鏡胴21の現在
位置すなわち焦点距離を表わしている。
47 is a monostable multivibrator for generating a signal that rises in response to the vertical synchronization signal from the synchronization signal generator 34 and falls with a time constant set by the potentiometer 23; this monostable multivibrator 47 The time constant is set by a potentiometer 23 interlocked with the lens barrel 21 so as to vary according to a preset focal length. In other words, to change the focal length from 0 m to infinity, the time constant of the monostable multivibrator 47 must be 16.6.
mS (1V) to 0mS, and divide this 1V period into 9 sections as shown in Figure 7, respectively, 1m, 1.5m, 2m, 3m, 5m, 10mS.
It corresponds to the focal lengths m and ∝, and the output of the monostable multivibrator 47 is obtained according to each of these focal lengths. Therefore, the falling point of the output of the monostable multivibrator 47 represents the current position of the lens barrel 21, that is, the focal length.

48は単安定マルチバイブレータ47の出力に
応答して狭幅のパルスを発生するための微分回
路、49は積分回路46の出力と微分回路48の
出力とを比較するための比較器であつて、この比
較器49は微分回路48からのパルスが積分回路
46の出力の論理“0”のレベル範囲にあるとき
は負の信号を発生し、論理“1”のレベル範囲に
あるときは正の信号を発生し、そして論理“1”
から“0”への過渡範囲すなわち傾斜部分にある
ときは出力信号を零とする。50は積分器であつ
て、比較器49の出力を積分し、増幅器51を介
し比較器49の出力レベルに応じて焦点用モータ
24を駆動制御する。この積分器50はサーボル
ープがハンテイングを起こさないようにする位相
補正回路にもなる。
48 is a differentiating circuit for generating a narrow pulse in response to the output of the monostable multivibrator 47; 49 is a comparator for comparing the output of the integrating circuit 46 and the output of the differentiating circuit 48; This comparator 49 generates a negative signal when the pulse from the differentiating circuit 48 is within the logic "0" level range of the output of the integrating circuit 46, and generates a positive signal when the pulse is within the logic "1" level range. occurs, and logic “1”
When the output signal is in the transition range from "0" to "0", that is, in the slope portion, the output signal is set to zero. Reference numeral 50 denotes an integrator that integrates the output of the comparator 49 and drives and controls the focusing motor 24 via an amplifier 51 in accordance with the output level of the comparator 49. This integrator 50 also serves as a phase correction circuit to prevent hunting in the servo loop.

52はピーク検波器41の出力に応答して絞り
制御信号を発生するための絞り制御回路であつ
て、入射光量に応じて絞り用モータ53を駆動制
御し、撮像管のブルーミングによる焦点信号検出
感度の低下および画像が暗くなつたときの焦点信
号成分のS/N比の劣化を防止している。この焦
点信号はシエーデイングによる誤差が殆んど出
ず、たゞ周波数成分の違いが重要な信号のため、
その絞り板は第5図に示すように焦点用の入射光
線路で一枚の板54が上下、左右のどちらかに動
くような構造のもので十分である。
Reference numeral 52 denotes an aperture control circuit for generating an aperture control signal in response to the output of the peak detector 41, which drives and controls the aperture motor 53 according to the amount of incident light, and adjusts focus signal detection sensitivity by blooming of the image pickup tube. This prevents deterioration of the S/N ratio of the focal signal component when the image becomes dark. This focal signal has almost no error due to shedding, and since the difference in frequency components is important,
As shown in FIG. 5, it is sufficient for the diaphragm plate to have a structure in which one plate 54 moves either vertically or horizontally in the incident light path for focusing.

55は焦点信号に関連する単安定マルチバイブ
レータ45の出力を有効画面内に入るように所定
時間遅延するための遅延回路、56はスイツチ5
7を介して遅延回路55から供給される出力と混
合回路32からの合成映像信号とを加算するため
の加算回路、58は増幅器、59はビユーフアイ
ンダであつて、斯る構成により焦点を合わせ込ん
だ位置がモニタ画面上に写し出せる。
55 is a delay circuit for delaying the output of the monostable multivibrator 45 related to the focus signal by a predetermined time so that the output falls within the effective screen; 56 is a switch 5;
A summing circuit for adding the output supplied from the delay circuit 55 via 7 and the composite video signal from the mixing circuit 32, 58 an amplifier, and 59 a view finder, which are focused by such a configuration. The position can be displayed on the monitor screen.

次にこの発明に係る自動焦点装置の動作を第6
図ないし第8図を参照しながら説明する。
Next, the operation of the automatic focusing device according to the present invention will be explained in the sixth section.
This will be explained with reference to FIGS. 8 through 8.

焦点レンズ28を通して入射される被写体から
の焦点調整用の光は、主レンズ20を通して入射
される撮影用の光と共にビジコン30で電気信号
に変換され、第6図に示すように映像信号SV
水平ブランキング期間中に挿入された焦点信号SF
として表わされる。これらの信号を1Vの波形と
して見ると第7図Aに示すような信号S1として表
わされ、第7図AでVDは垂直同期信号である。
The focus adjustment light from the subject that enters through the focusing lens 28 is converted into an electric signal by the vidicon 30 together with the photographing light that enters through the main lens 20, and the video signal S V is converted as shown in FIG. Focus signal S F inserted during horizontal blanking period
It is expressed as When these signals are viewed as a 1V waveform, they are represented as a signal S1 as shown in FIG. 7A, where VD is a vertical synchronizing signal.

このようにしてビジコン30で電気信号に変換
され増幅器31で増幅された信号S1は、混合回路
32で複合同期信号を付加されて出力端子33よ
り合成映像信号として送出される。
The signal S 1 thus converted into an electric signal by the vidicon 30 and amplified by the amplifier 31 is added with a composite synchronizing signal by the mixing circuit 32 and sent out from the output terminal 33 as a composite video signal.

一方信号S1は増幅器35を通してスイツチ回路
36に供給され、こゝで映像信号成分が除去され
る。映像信号成分の除去されたスイツチ回路36
の出力はゲート回路38に供給され、こゝでカウ
ンタ37からの第6図に示すようなゲート信号SG
により第7図Bに示すような焦点信号成分S2のみ
が導出され、同期部分に含まれる雑音成分が除去
される。ゲート回路38の出力は高域波器39
で波され第7図Cに示すような高域成分のみを
含む信号S3として導出される。信号S3は更に次段
の積分回路40で積分され高域雑音成分が除去さ
れて第7図Dに示すような信号S4としてピーク検
波器41およびサンプリングホールド回路43へ
それぞれ供給される。
On the other hand, the signal S1 is supplied to a switch circuit 36 through an amplifier 35, where the video signal component is removed. Switch circuit 36 from which video signal components have been removed
The output of the counter 37 is supplied to the gate circuit 38, which receives the gate signal S G from the counter 37 as shown in FIG.
As a result, only the focal signal component S2 as shown in FIG. 7B is derived, and the noise component included in the synchronous part is removed. The output of the gate circuit 38 is a high frequency amplifier 39
A signal S3 containing only high-frequency components as shown in FIG. 7C is derived. The signal S 3 is further integrated by an integrating circuit 40 in the next stage to remove high-frequency noise components, and is supplied to a peak detector 41 and a sampling hold circuit 43 as a signal S 4 as shown in FIG. 7D, respectively.

ピーク検波器41は信号S4をピーク検波し、そ
の出力側に信号S4の最大点をピークホールドした
第7図Eに示すような信号S5を発生する。またサ
ンプリングホールド回路43は信号S4を波形幅発
生器42からのサンプリングパルスによりサンプ
リングホールドして信号S4の振幅レベルに対応し
た第7図Fに示すような階段状の信号S6を発生す
る。なおサンプリングホールド回路43のサンプ
リングホールドの時間巾は、ズーム用の鏡胴25
の位置すなわち画枠の大きさに応じて波形幅発生
器42により可変される。すなわち主レンズ20
のズームレンズが視角を可変できるのに対し、焦
点レンズ28の視角は固定なので、主レンズ20
が望遠の時は画枠が狭くならないと画像の中心部
1/3〜1/4の視角にならない。そこで鏡胴25の回
転角に応じてポテンシヨメータ27の設定値を可
変して波形幅発生器42からのサンプリングパル
スのパルス幅をかえ、これによりサンプリングホ
ールド回路43のサンプリングホールドの時間幅
を変えて、ズーム用鏡胴25がどの位置にあつて
も画枠と中心部1/3〜1/4のパルス幅をもつた信号
のみが焦点信号として使用されるようにする。第
8図はこの波形幅発生器42によりサンプリング
ホールドの時間幅を可変する場合の一例で、焦点
距離が例えば14mmと40mmの場合を示している。第
8図においてW1を焦点信号の画面縦幅、W2を検
出信号すなわちサンプリングパルスの縦幅、A1
A2をそれぞれ焦点距離14mm、40mmの画枠とする
と焦点距離が14mmおよび40mmのときのサンプリン
グホールドの時間幅をそれぞれSH1およびSH2
することにより鏡胴がどの位置にあつても画枠の
中心部1/3〜1/4の幅の信号を焦点信号として使用
できることになる。
The peak detector 41 performs peak detection on the signal S 4 and generates on its output side a signal S 5 as shown in FIG. 7E, in which the maximum point of the signal S 4 is peak-held. Further, the sampling and holding circuit 43 samples and holds the signal S4 using the sampling pulse from the waveform width generator 42, and generates a step-like signal S6 as shown in FIG. 7F corresponding to the amplitude level of the signal S4 . . Note that the sampling hold time width of the sampling hold circuit 43 is the same as that of the zoom lens barrel 25.
The waveform width generator 42 varies the width according to the position of the image frame, that is, the size of the image frame. That is, the main lens 20
While the zoom lens can change the viewing angle, the viewing angle of the focusing lens 28 is fixed, so the main lens 20
When using telephoto, the viewing angle of the central 1/3 to 1/4 of the image cannot be achieved unless the frame becomes narrower. Therefore, the setting value of the potentiometer 27 is varied according to the rotation angle of the lens barrel 25 to change the pulse width of the sampling pulse from the waveform width generator 42, thereby changing the sampling hold time width of the sampling hold circuit 43. Thus, no matter where the zoom lens barrel 25 is located, only a signal having a pulse width of 1/3 to 1/4 of the image frame and the center is used as a focus signal. FIG. 8 shows an example in which the sampling and hold time width is varied by the waveform width generator 42, and shows cases where the focal length is, for example, 14 mm and 40 mm. In FIG. 8, W 1 is the screen vertical width of the focus signal, W 2 is the vertical width of the detection signal, that is, the sampling pulse, A 1 ,
If A 2 is an image frame with a focal length of 14 mm and 40 mm, respectively, then by setting the sampling hold time widths to SH 1 and SH 2 when the focal length is 14 mm and 40 mm, respectively, the image frame will be fixed regardless of the position of the lens barrel. A signal with a width of 1/3 to 1/4 of the center can be used as a focal signal.

このようにして得られるサンプリングホールド
回路43からの信号S6とピーク検波器41からの
信号S5は比較器44に供給され比較される。そし
て信号S5が信号S6より大きくなつた時点すなわち
焦点信号成分が最大となつた時点で比較器44は
第7図Gに示すような信号S7を発生する。この信
号S7は単安定マルチバイブレータ45に供給さ
れ、第7図Hに示すように予め同期信号発生器3
4からの垂直同期信号VDで付勢状態にある単安
定マルチバイブレータ45を消勢してその出力側
に信号S8を発生せしめる。この信号S8の立下り点
が被写体に焦点の合つたレンズの焦点距離を表わ
し、第7図では2mがその焦点距離であることを
示している。
The signal S 6 from the sampling hold circuit 43 and the signal S 5 from the peak detector 41 thus obtained are supplied to a comparator 44 and compared. Then, at the time when the signal S5 becomes larger than the signal S6 , that is, at the time when the focus signal component becomes maximum, the comparator 44 generates a signal S7 as shown in FIG. 7G. This signal S7 is supplied to the monostable multivibrator 45, and as shown in FIG.
The monostable multivibrator 45, which is in the energized state, is deenergized by the vertical synchronizing signal V D from the multivibrator 4, and the signal S 8 is generated on its output side. The falling point of this signal S8 represents the focal length of the lens that is focused on the subject, and FIG. 7 shows that the focal length is 2 m.

単安定マルチバイブレータ45からの信号S8
積分回路46で積分されて第7図Iに示すように
焦点の合つた焦点距離に対応する部分に傾斜部分
を有する信号S9に波形整形された後比較器49に
供給され、こゝで焦点用の鏡胴21の現在位置を
表わす信号と比較される。すなわち鏡胴21の動
きに応じてポテンシヨメータ23によりその時定
数を可変される単安定マルチバイブレータ47は
同期信号発生器34からの垂直同期信号VDで立
上り、鏡胴21の移動距離に対応した時定数でも
つて立ち下る第7図Jに示すような信号S10を発
生する。従つてこの信号S10の立下り点は鏡胴2
1の現在位置を表わし、第7図では鏡胴21は焦
点距離5mの所にあることを示している。
The signal S 8 from the monostable multivibrator 45 is integrated by an integrating circuit 46 and waveform-shaped into a signal S 9 having a slope portion at a portion corresponding to the focused focal length as shown in FIG. 7I. The signal is supplied to a comparator 49, where it is compared with a signal representing the current position of the focusing lens barrel 21. That is, the monostable multivibrator 47 whose time constant is varied by the potentiometer 23 according to the movement of the lens barrel 21 rises in response to the vertical synchronization signal V D from the synchronization signal generator 34, and corresponds to the moving distance of the lens barrel 21. A signal S10 as shown in FIG. 7J, which falls with a time constant, is generated. Therefore, the falling point of this signal S10 is at lens barrel 2.
1, and FIG. 7 shows that the lens barrel 21 is at a focal length of 5 m.

信号S10は微分回路48に供給されて、微分回
路48の出力側に第7図Kに示すような狭幅のパ
ルス信号S11を発生させ、この信号Sは比較器4
9″に供給されてこゝで積分回路46からの信号
S9と比較される。比較器49は信号S11が信号S9
の論理“0”のレベル範囲にあるので第7図Lに
示すような負の信号S12を発生し、この信号S12
積分回路50で積分されて第7図Mに示すような
負の直流信号S13に変換される。この負の直流信
号S13は増幅器51でモータ24を駆動するに足
るレベルまで増幅され、この増幅された駆動信号
によりモータ24はギア22を介して焦点用の鏡
胴21を焦点距離2mまで回転移動させる。これ
に従つて単安定マルチバイブレータ47の出力も
変化し、第7図Rに示すように単安定マルチバイ
ブレータ47からの信号S10が単安定マルチバイ
ブレータ45からの信号S8と一致する点、すなわ
ち第7図Sに示すように微分回路48からの信号
S11が積分回路46からの信号S9の傾斜部分に入
ると、比較器49の出力は第7図Tに示すように
零となり、積分回路50の出力も第7図Uに示す
ように零となり、もつてモータ24の駆動が抑制
され鏡胴21は焦点の合つた位置すなわち焦点距
離2mのところに停止される。
The signal S10 is supplied to the differentiating circuit 48, which generates a narrow pulse signal S11 as shown in FIG.
9'', where the signal from the integrating circuit 46
Compare with S 9 . The comparator 49 changes the signal S 11 to the signal S 9
Since the level is within the logic "0" level range, a negative signal S12 as shown in FIG. It is converted into a DC signal S13 . This negative DC signal S13 is amplified by the amplifier 51 to a level sufficient to drive the motor 24, and this amplified drive signal causes the motor 24 to rotate the focusing lens barrel 21 to a focal length of 2 m via the gear 22. move it. Accordingly, the output of the monostable multivibrator 47 also changes, and as shown in FIG . As shown in FIG. 7S, the signal from the differentiating circuit 48
When S 11 enters the slope portion of the signal S 9 from the integrating circuit 46, the output of the comparator 49 becomes zero as shown in FIG. 7T, and the output of the integrating circuit 50 also becomes zero as shown in FIG. 7U. As a result, the drive of the motor 24 is suppressed, and the lens barrel 21 is stopped at a focused position, that is, at a focal length of 2 m.

一方焦点用の鏡胴21の現在位置が焦点距離1
mのところにある場合、単安定マルチバイブレー
タ47の出力側にはその焦点距離に対応した第7
図Nに示すような信号S10が発生される。そして
この信号S10に対応して微分回路48の出力側に
は第7図Oに示すようなパルス信号S11が発生し、
この信号S11は積分回路46の出力の論理“1”
レベルの範囲にあるので比較的49の出力側には
第7図Pに示すような正の信号S12が発生される。
この信号S12は積分回路50で積分されて第7図
Qに示すような正の直流信号S13に変換され増幅
器51で増幅されて駆動信号としてモータ24に
供給される。そしてモータ24は今度は反対の方
向に焦点用鏡胴21を回転移動させ、上述と同様
に焦点距離2mの所で鏡胴21を停止させ、焦点
調整を終る。
On the other hand, the current position of the focusing lens barrel 21 is focal length 1
m, the output side of the monostable multivibrator 47 has a seventh lens corresponding to its focal length.
A signal S10 as shown in Figure N is generated. Corresponding to this signal S10 , a pulse signal S11 as shown in FIG. 7O is generated on the output side of the differentiating circuit 48.
This signal S 11 is the logic “1” output of the integrating circuit 46.
Since the level is within the range, a positive signal S 12 as shown in FIG. 7P is generated at the output side of 49.
This signal S 12 is integrated by an integrating circuit 50, converted into a positive DC signal S 13 as shown in FIG. 7Q, amplified by an amplifier 51, and supplied to the motor 24 as a drive signal. Then, the motor 24 rotates the focusing lens barrel 21 in the opposite direction, and stops the lens barrel 21 at a focal length of 2 m in the same manner as described above, thereby completing the focus adjustment.

このようにして焦点調整された結果は、スイツ
チ57を閉成し、ビユーフアインダ59をのぞく
ことにより視覚的に確認することができる。
The result of focus adjustment in this manner can be visually confirmed by closing the switch 57 and looking through the viewfinder 59.

上述の如くこの発明に係る自動焦点装置によれ
ば、同じ画像の焦点面の画像ぼけをマルチレンズ
を用い撮像管の有効画面外に焦点情報として結像
させるようにしたので、特別なセンサを必要とせ
ずに簡単な構造で焦点制御が可能となる。
As described above, according to the automatic focusing device according to the present invention, image blurring on the focal plane of the same image is focused as focus information outside the effective screen of the image pickup tube using multiple lenses, so a special sensor is not required. Focus control is possible with a simple structure without the need for

また検出機構に可動部分がないので従来装置の
如き騒音がなく、しかも本装置を用いれば煙やホ
ログラフイ像に対しても使用可能であり汎用性を
もたせることができる。
Furthermore, since there are no moving parts in the detection mechanism, there is no noise unlike conventional devices, and the present device can also be used for smoke and holographic images, providing versatility.

なお上述の実施例では本装置をテレビジヨンカ
メラに適用した場合に付いて説明したが、これに
限定されることなく例えば電気式光学カメラ等に
も同様に適用することができる。
In the above-described embodiments, the present device is applied to a television camera, but the present invention is not limited thereto, and can be similarly applied to, for example, an electro-optical camera.

また、上述の実施例では検出装置としてビジコ
ンを用いた場合に付いて説明したが、CCD等そ
の他の検出装置を用いてもよい。
Furthermore, although the above embodiments have been described using a vidicon as a detection device, other detection devices such as a CCD may also be used.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はこの発明の基本原理を示す側面図およ
び正面図、第2図はこの発明に係るマルチレンズ
の構造を示す正面図、側面図および背面図、第3
図および第4図はそれぞれ第1図の動作説明に供
するための略線図、第5図はこの発明の一実施例
を示す回路構成図、第6図〜第8図はそれぞれ第
5図の動作説明に供するための信号波形図であ
る。 2はマルチレンズ、4,7は反射鏡、6は投映
レンズ、8は直角プリズム、9,30はビジコ
ン、20は主レンズ、21は焦点用鏡胴、28は
焦点レンズである。
FIG. 1 is a side view and front view showing the basic principle of this invention, FIG. 2 is a front view, side view, and rear view showing the structure of a multi-lens according to this invention, and FIG.
5 and 4 are schematic diagrams for explaining the operation of FIG. 1, FIG. 5 is a circuit configuration diagram showing an embodiment of the present invention, and FIGS. FIG. 3 is a signal waveform diagram for explaining the operation. 2 is a multi-lens, 4 and 7 are reflecting mirrors, 6 is a projection lens, 8 is a right angle prism, 9 and 30 are vidicon, 20 is a main lens, 21 is a focusing lens barrel, and 28 is a focusing lens.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 焦点調節可能な主レンズと、 該主レンズを移動して上記焦点調節を行う主レ
ンズ移動手段と、 上記主レンズを介して得られた被写体像が投映
される単一の撮像素子を有したテレビジヨンカメ
ラの自動焦点装置に於て、 上記主レンズの近傍に焦点距離の異なる複数の
固定焦点レンズを設け、 該複数の固定焦点レンズを介して得られる複数
の被写体像を上記撮像素子の有効画面外の部分に
上記主レンズを介することなく直接に夫々定めら
れた位置に別々に投映するように構成すると共
に、 上記撮像素子の出力信号中に含まれる上記固定
焦点レンズにより投映された複数の被写体像に対
応した焦点情報信号の中から最も高周波成分の多
い焦点情報信号を検出する回路を設け、 該回路で検出された最も高周波成分の多い焦点
情報信号を与えた1つの固定焦点レンズに対応さ
せて上記主レンズ移動手段を駆動することによ
り、上記主レンズの焦点調節を行うように構成さ
れたテレビジヨンカメラの自動焦点装置。
[Claims] 1. A main lens whose focus is adjustable; a main lens moving means for moving the main lens to adjust the focus; and a unit onto which a subject image obtained through the main lens is projected. In an automatic focusing device for a television camera having an image sensor, a plurality of fixed focus lenses having different focal lengths are provided near the main lens, and a plurality of subject images are obtained through the plurality of fixed focus lenses. are configured to project the images directly onto a portion outside the effective screen of the image sensor at respective predetermined positions without going through the main lens, and the fixed focus lens included in the output signal of the image sensor A circuit is provided for detecting a focus information signal having the most high frequency components from among focus information signals corresponding to a plurality of subject images projected by the 1, and the focus information signal having the most high frequency components detected by the circuit is provided. An automatic focusing device for a television camera configured to adjust the focus of the main lens by driving the main lens moving means in correspondence with two fixed focus lenses.
JP2642379A 1979-03-07 1979-03-07 Automatic focus device Granted JPS55118008A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2642379A JPS55118008A (en) 1979-03-07 1979-03-07 Automatic focus device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2642379A JPS55118008A (en) 1979-03-07 1979-03-07 Automatic focus device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS55118008A JPS55118008A (en) 1980-09-10
JPH042926B2 true JPH042926B2 (en) 1992-01-21

Family

ID=12193106

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2642379A Granted JPS55118008A (en) 1979-03-07 1979-03-07 Automatic focus device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS55118008A (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPS55118008A (en) 1980-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3975395B2 (en) Camera system
US5974272A (en) Parallax corrected image capture system
JPS60180380A (en) tv jiyoung camera
US7148916B2 (en) Photographing system
JPH112859A (en) Camera
JP2821214B2 (en) Automatic focusing device
JP3091628B2 (en) Stereoscopic video camera
EP0182334B1 (en) High-speed video camera and method of high-speed imaging using a beam splitter
JP3465271B2 (en) Video camera
JPH09211308A (en) Mechanism for detecting object of automatic focusing image pickup unit
JPS6118271A (en) Video camera
JPS63194237A (en) camera
JPS5926708A (en) How to focus a zoom lens
JPH03154576A (en) Picture recognition device
JPH042926B2 (en)
JP2017005563A (en) Imaging device
JP2622305B2 (en) Electronic still camera
JP3788675B2 (en) Stereoscopic image photographing device and optical adapter device
JPS62272218A (en) Autofocusing device
JPH07287160A (en) Electronic view finder unit and camera system including the same
JPH0332172A (en) Focusing device for solid-state image pickup camera
JPH0715749A (en) Compound eye imaging device
JP2611237B2 (en) Automatic focusing device
JPS61191173A (en) Auto-focus device of video camera
JPH03150975A (en) Automatic focusing device