專利名稱：電視攝象機中的變焦跟蹤裝置和跟蹤方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電視攝象機的變焦跟蹤裝置和跟蹤方法，尤其是在后焦型電視攝象機中，能夠得到準(zhǔn)確的偏移校準(zhǔn)和準(zhǔn)確的變焦跟蹤的變焦跟蹤的裝置和方法。
參見

圖1，其示出了一種傳統(tǒng)的后焦型電視攝象機中，用來實施變焦跟蹤和偏移校準(zhǔn)的裝置。
如圖1所示，該裝置包括一個用來檢測變焦鏡頭1現(xiàn)時位置的變焦位置傳感器2，和一個用來產(chǎn)生驅(qū)動信號以便驅(qū)動變焦鏡頭馬達(dá)4以使變焦鏡頭1移動的變焦馬達(dá)驅(qū)動器3。變焦位置傳感器2裝有一接收來自D/A變換器5的信號的可變電阻(沒示出)。當(dāng)變焦鏡頭1由變焦馬達(dá)4移動時，變焦位置傳感器2的可變電阻接收到由D/A變換器5來的輸出信號，并按著變焦鏡頭1的移動所引起的可變電阻的電阻的變化改變所接收的信號的電壓電平。因此，通過電壓的變化使變焦位置傳感器2檢測到變焦鏡頭1的位置。
該裝置還包括有A/D轉(zhuǎn)換器6，用來對施加到變焦位置傳感器2的可變電阻的電壓進(jìn)行編碼。由A/D轉(zhuǎn)換器6產(chǎn)生的編碼信號被傳送到控制電路7，然后，控制電路從所接收信號辨別出變焦鏡頭1的現(xiàn)時位置。
還裝有一聚焦傳感器8，它被放置在一原點處而適宜用來感測聚焦透鏡10的位置。該裝置還包括一步進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動器9，由步進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動器9驅(qū)動以用來使聚焦透鏡10移動的步進(jìn)馬達(dá)11，和一適宜用來計算步進(jìn)馬達(dá)11的驅(qū)進(jìn)步數(shù)和焦點檢測器12。將所計算的驅(qū)進(jìn)步數(shù)送到控制電路7，然后，控制電路根據(jù)所接收的信號辨別出聚焦透鏡10的位置。
控制電路7包括一裝備有一個只讀貯存器(ROM)的微處理機，該貯存器儲存著各種軌跡數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)分別對應(yīng)著由變焦鏡頭1的各種可能位置確定的各種目標(biāo)距離。當(dāng)移動變焦鏡頭1以便實施變焦時，聚焦透鏡10就沿著由儲存在ROM中的適當(dāng)?shù)囊粋€軌跡數(shù)據(jù)所確定路徑作相應(yīng)的移動。
但是，在現(xiàn)實情況下，聚焦透鏡10隨著變焦鏡頭1移動而移動的實際軌跡，與根據(jù)變焦鏡頭1的移動范圍和焦點傳感器8的位置而儲存在ROM中的軌跡數(shù)據(jù)所確定的理論軌跡有所不同(±a)，如圖3所示。這種差異稱為偏移。因此，為了在后焦系統(tǒng)中既獲得自動的調(diào)焦又獲得變焦跟蹤，應(yīng)對這種偏移進(jìn)行校準(zhǔn)。偏移校準(zhǔn)在于找到偏移值與變焦鏡頭1的移動范圍。
這樣一種偏移的校準(zhǔn)是通過由控制電路7向一個人用計算機(PC)13a發(fā)送數(shù)據(jù)來實施的?，F(xiàn)在，結(jié)合圖4對傳統(tǒng)的偏移校準(zhǔn)進(jìn)行說明。
根據(jù)圖4所說明的方法，首先，將變焦鏡頭1移至作為廣角端的任選位置，即圖5的點“a”(步驟1)。之后，移動聚焦透鏡10以便獲得準(zhǔn)確的聚焦(步驟2)。再將聚焦透鏡10從其現(xiàn)時的、通過任選距離，即圖5的距離“｜”獲得準(zhǔn)確聚焦的位置移開(步驟3)。然后，在將變焦鏡頭1朝遠(yuǎn)攝端移動的同時，對變焦鏡頭1獲得聚焦的位置，即圖5的位置“b”進(jìn)行搜索(步驟S4和S5)。
然后，再將變焦鏡頭1經(jīng)由圖5中“γ”所指出的它的可變移動范圍朝廣角端移動(步驟S6)。然后進(jìn)行搜索，看變焦鏡頭1的現(xiàn)時位置是否與第一步驟S1時作為廣角端的任選位置“a”相符(步驟S7)。
如果變焦鏡頭1的現(xiàn)時位置與任選的位置“a”相符，則確認(rèn)該位置與返回到步驟S6時的變焦鏡頭1的位置相符。當(dāng)變焦鏡頭1的現(xiàn)時位置與任選位置“a”不符合時，則它就不與返回到步驟S6時的變焦鏡頭1的位置相符。在后一種情況，就使聚焦透鏡10移動一任選距離，即圖5的距離“｜”。之后，重復(fù)上述程序以便找到遠(yuǎn)攝端和廣角端。
聚焦透鏡10的實際位置與儲存在控制電路7的ROM中的跟蹤數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的理論上的位置之間的差異就是偏移。但是，為了對這樣一種偏移進(jìn)行校準(zhǔn)，傳統(tǒng)的方法需要很多時間來使變焦鏡頭作返復(fù)移動。因為這種方法只是在廣角和遠(yuǎn)攝端取得偏移值，所以還存在隨變焦鏡頭跟蹤的聚焦不良的問題，從而也就無法考慮軌跡誤差的問題。
在傳統(tǒng)的變焦跟蹤中，變焦鏡頭1和聚焦透鏡10的位置識別是以與上述相同方式來實現(xiàn)的。變焦跟蹤是通過使變焦鏡頭1定位以便使變焦在某一位置開始，這個位置在用戶施行變焦之前不會因控制電路7的讀出誤差而引起軌跡的誤差確定，這個位置也就是圖6的點a，同時使聚焦透鏡10定位在獲得準(zhǔn)確聚焦的某一位置上，然后利用有關(guān)變焦鏡頭1的變焦開始位置(即圖6的點a)的數(shù)據(jù)以及有關(guān)聚焦透鏡10位置的數(shù)據(jù)來計算出目標(biāo)距離a、b、c，以此來實施變焦跟蹤。
在與目標(biāo)距離a和c相當(dāng)?shù)哪繕?biāo)的位置處，聚焦透鏡10可隨變焦鏡頭1沿與目標(biāo)距離a和c有關(guān)的軌跡移動。從而，實現(xiàn)變焦跟蹤。
但是，在要變焦的目標(biāo)是位于與儲存在控制電路7的內(nèi)部ROM中的軌跡數(shù)據(jù)無關(guān)的位置b處時，則要在儲存在控制電路7的內(nèi)部ROM中的所有可能位置的軌跡數(shù)據(jù)中，對與靠近要變焦目標(biāo)的上方和下方目標(biāo)的位置a和c有關(guān)的軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測。然后，對在變焦起點處，即圖6的點a處的與上方目標(biāo)位置a有關(guān)的聚焦透鏡10的位置和與下方目標(biāo)位置c有關(guān)的聚焦透鏡10的位置之間的差Da，以及與要變焦的目標(biāo)的位置b有關(guān)的聚焦透鏡10的位置和與下方目標(biāo)位置c有關(guān)的聚焦透鏡10的位置之間的差da進(jìn)行計算。根據(jù)所計算的位置差Da和da，計算出與要變焦的目標(biāo)的位置b有關(guān)的聚焦透鏡10的位置db。這種計算可采用以下等式來完成，即db＝Db (da)/(Da)當(dāng)變焦透鏡1移動時，聚焦透鏡10就按控制電路7的內(nèi)部ROM中所儲存的軌跡或通過計算確定的軌跡跟蹤，從而實現(xiàn)變焦跟蹤。
但是，在傳統(tǒng)的后聚焦系統(tǒng)中，A/D轉(zhuǎn)換器6對施加于變焦位置傳感器的可變電阻的不同電壓進(jìn)行編碼并將編碼信號送到控制電路7，以便能夠?qū)ψ兘雇哥R1的位置進(jìn)行識別。而聚焦透鏡10的位置是用步進(jìn)馬達(dá)11相對于原點的驅(qū)進(jìn)步數(shù)來識別。結(jié)果，要求對變焦透鏡位置要有準(zhǔn)確的識別而A/D轉(zhuǎn)換器要有足夠的分辨力。
只要A/D轉(zhuǎn)換器6有一比特的誤差，則要變焦的目標(biāo)的位置b就可能被錯誤地確定成上方目標(biāo)位置a或下方目標(biāo)位置c，如圖7所示。這時，聚焦透鏡10就按與上方目標(biāo)位置a或下方目標(biāo)位置c有關(guān)的軌跡跟蹤，從而造成不良的聚焦。當(dāng)變焦透鏡1朝向遠(yuǎn)攝端時這種傾向逐漸增強。
這樣的問題是不可能通過聚焦透鏡10的移動步數(shù)和8比特A/D轉(zhuǎn)換器(28＝256)分辨率校正來解決的。結(jié)果，使得應(yīng)將大量的數(shù)據(jù)儲存在控制電路的內(nèi)部ROM中。這造成數(shù)據(jù)儲存容量的增加而導(dǎo)致控制電路的超負(fù)載。
因此，本發(fā)明的目的在于解決已有技術(shù)中碰到的上述的問題，而因此提供電視攝象機中的變焦跟蹤裝置和方法，在這里，僅僅利用分別與數(shù)個任選點有關(guān)的變焦透鏡的位置的數(shù)據(jù)以及當(dāng)變焦透鏡沿一個方向移動時涉及到聚焦的聚焦透鏡的相應(yīng)位置的數(shù)據(jù)來取得變焦位置傳感器的施加電壓而實現(xiàn)偏移的校準(zhǔn)，由此，能夠迅速而準(zhǔn)確地完成偏移校準(zhǔn)而在變焦跟蹤時獲得一個準(zhǔn)確的聚焦。
本發(fā)明的另一個目的在于提供電視攝象機的變焦跟蹤裝置與方法，在這里，控制電路的內(nèi)部ROM中只儲存著極少量的軌跡數(shù)據(jù)，而在采用聚焦估價值進(jìn)行變焦透鏡位置檢測時可能發(fā)生誤差的區(qū)域中實現(xiàn)與變焦透鏡的移動有關(guān)的聚焦透鏡的軌跡跟蹤，從而能夠準(zhǔn)確地完成軌跡跟蹤。
一方面，本發(fā)明提供了一種電視攝象機的變焦跟蹤裝置，它包括一個用于使目標(biāo)變焦的變焦透鏡;一個用于聚焦于目標(biāo)的聚焦透鏡;用于使通過變焦透鏡和聚焦透鏡的視頻信號轉(zhuǎn)換成電信號的光電轉(zhuǎn)換裝置;用于檢測光電轉(zhuǎn)換裝置輸出信號的估價值的估價值檢測裝置;用于檢測變焦透鏡位置和聚焦透鏡位置的位置檢測裝置;以及，用于通過使用從位置檢測裝置輸出的變焦透鏡和聚焦透鏡的位置數(shù)據(jù)執(zhí)行偏移校準(zhǔn)并通過使用與最大估價值相應(yīng)的變焦透鏡與聚焦透鏡的位置數(shù)據(jù)來控制變焦跟蹤的控制裝置。
另一方面，本發(fā)明提供了一種包含一種變焦跟蹤裝置的電視攝象機的變焦跟蹤方法，其變焦跟蹤裝置具有一個變焦透鏡，變焦位置傳感器，對變焦位置傳感器的輸出電壓進(jìn)行編碼的A/D轉(zhuǎn)換器，控制整個變焦跟蹤裝置系統(tǒng)的控制裝置，一個聚焦透鏡，一個聚焦傳感器，將由聚焦傳感器發(fā)出的有關(guān)聚焦透鏡位置的數(shù)據(jù)發(fā)送到控制裝置的聚焦檢測器上，以及一個接收來自控制裝置的數(shù)據(jù)并進(jìn)行偏移校準(zhǔn)計算的個人用計算機。該變焦跟蹤方法包括從遠(yuǎn)攝端至廣角端變焦時使變焦位置傳感器和A/D轉(zhuǎn)換器電壓范圍相復(fù)合的電壓范圍復(fù)合步驟;施行電平變換以獲得恒定偏移值的電平變換步驟;使變焦位置傳感器的遠(yuǎn)攝端和廣角端分別與A/D轉(zhuǎn)換器的遠(yuǎn)攝端和廣角端復(fù)合的端點復(fù)合步驟;以及執(zhí)行變焦跟蹤的變焦跟蹤步驟。變焦跟蹤步驟包括計算目標(biāo)距離的第一目標(biāo)距離計算步驟;它是根據(jù)與這樣一個最大估價值相關(guān)的變焦透鏡和聚焦透鏡的位置數(shù)據(jù)來進(jìn)行計算的，該最大估價值是當(dāng)變焦透鏡通過某一特定點時得到的，在該特定點處不存在在讀出變焦透鏡位置時形成的控制電路的讀出誤差所產(chǎn)生的目標(biāo)距離的軌跡的誤差測定;和計算目標(biāo)距離的第二目標(biāo)距離計算步驟，它是根據(jù)與變焦透鏡通過某一區(qū)域處的目標(biāo)距離的軌跡數(shù)據(jù)有關(guān)的變焦透鏡和聚焦透鏡的位置數(shù)據(jù)進(jìn)行計算的，在該區(qū)域內(nèi)的所有軌跡與其它軌跡明顯不同，它們與變焦透鏡的位置讀出時所產(chǎn)生的控制電路的讀出誤差無關(guān);以及執(zhí)行變焦跟蹤的變焦跟蹤步驟，它根據(jù)第一目標(biāo)距離計算步驟的計算或第二目標(biāo)距離計算步驟的計算所獲得的有關(guān)目標(biāo)距離執(zhí)行變焦跟蹤。
本發(fā)明的這些和其它的目的、特征與優(yōu)點，將隨著對下面詳細(xì)說明和附圖的閱讀而更為清楚。
圖1是一種傳統(tǒng)的變焦跟蹤裝置的框圖;
圖2、3和6分別是按照已有技術(shù)，變焦透鏡在某一位置時，與各種目標(biāo)距離有關(guān)的聚焦透鏡的軌跡說明圖;
圖4是一種傳統(tǒng)的偏移校準(zhǔn)方法的程序圖;
圖5是按照傳統(tǒng)的偏移校準(zhǔn)方法的變焦透鏡與聚焦透鏡之間位置關(guān)系的說明圖;
圖6是傳統(tǒng)方法的變焦透鏡與聚焦透鏡之間位置關(guān)系的說明圖;
圖7是示于圖6的廣角端上的軌跡說明圖;
圖8是本發(fā)明變焦跟蹤裝置的框圖;
圖9是本發(fā)明變焦跟蹤方法的程序圖;
圖10是按照本發(fā)明的偏移校準(zhǔn)程序圖;
圖11A至11C分別說明實際軌跡和所儲存的理論軌跡之間關(guān)系;
圖12說明按照本發(fā)明施行偏移校準(zhǔn)之后實際軌跡與所儲存的理論軌跡之間的關(guān)系;
圖13A和13B是分別說明本發(fā)明的變焦跟蹤的程序圖;
圖14和16至19分別說明按照本發(fā)明變焦透鏡在某一位置上時與各種目標(biāo)距離有關(guān)的聚焦透鏡的軌跡;
圖15是示于圖14中的，是在讀出誤差所引起的目標(biāo)距離軌跡不存在誤差測定的某一位置上所呈現(xiàn)的軌跡。
以下，對優(yōu)選實施例作詳細(xì)說明。
圖8是本發(fā)明的電視攝象機變焦跟蹤裝置的框圖。該裝置包括圖1所示的傳統(tǒng)變焦跟蹤裝置的元件作為它的構(gòu)成元件。圖8中，與圖1中所示相應(yīng)的元件采用相同的參照標(biāo)號來分別表示。本發(fā)明的變焦跟蹤裝置還包括一個電荷耦合器件(CCD)，它充當(dāng)將由聚焦透鏡10產(chǎn)生的視頻信號轉(zhuǎn)換成電信號的光電轉(zhuǎn)換裝置，一個用來放大從CCD13輸出的視頻信號的放大器14，一個用來檢測由該放大器14所放大的視頻信號的估價值并將檢測值送到控制電路7的估價值檢測電路15?？刂齐娐?根據(jù)利用當(dāng)變焦透鏡1只沿一個方向移動時相應(yīng)于所選擇的數(shù)個任選點的每一點的變焦透鏡1的位置和在該變焦透鏡1上獲得聚焦的聚焦透鏡10的位置的有關(guān)數(shù)據(jù)在PC13a中所產(chǎn)生的施加于變焦位置傳感器2的電壓，進(jìn)行偏移校準(zhǔn)?？刂齐娐?還根據(jù)最大估價值時的變焦透鏡1和聚焦透鏡10的位置數(shù)據(jù)計算出目標(biāo)距離?；谒嬎愕哪繕?biāo)距離，控制變焦跟蹤。
控制電路7在其內(nèi)部ROM中儲存著各種與變焦透鏡1的不同位置有關(guān)的聚焦透鏡10的軌跡數(shù)據(jù)。對于變焦透鏡1的相對于參數(shù)位置的各個遠(yuǎn)攝端一側(cè)的位置，控制電路7儲存著與最大目標(biāo)距離d和最小目標(biāo)距離g之間的各種目標(biāo)距離，例如，包括目標(biāo)距離d、e、f和g，有關(guān)的聚焦透鏡10的軌跡數(shù)據(jù)，在該參數(shù)位置，不存在由變焦透鏡1的位置讀出而產(chǎn)生的控制電路7的讀出誤差所導(dǎo)致的目標(biāo)軌跡的誤差測定，如圖14所示的α點。而就相對于參考位置的變焦透鏡1的每個廣角端側(cè)位置說來，控制電路7儲存著只與最大和最小目標(biāo)距離d和g有關(guān)的聚焦透鏡10的軌跡數(shù)據(jù)?？刂齐娐?還儲存著與目標(biāo)距離h和i產(chǎn)生的而和不顧及在變焦透鏡1的位置讀出時產(chǎn)生的控制電路7的讀出誤差有明顯不同的軌跡有關(guān)的聚焦透鏡10的軌跡數(shù)據(jù)。
如圖8所示，估價值檢測電路15包括一對各自適于探測由放大器14輸出的視頻信號的無緣電頻率成份的帶通濾波器20和21，并基于檢測結(jié)果探索出是否獲得準(zhǔn)確聚焦，一個低通濾波器22適合用來探測由放大器輸出的視頻信號的低頻成份，而基于探測結(jié)果探索亮度的變化，開關(guān)電路23在控制電路7的控制下用來有選擇地提取帶通濾波器20和21及低通濾波器22的輸出信號，A/D轉(zhuǎn)換器24用來將開關(guān)電路23有選擇地提取的信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，而門電路陣列25用來將A/D轉(zhuǎn)換器24產(chǎn)生的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)分成許多數(shù)據(jù)部分，完成數(shù)據(jù)部分的數(shù)字集積，將集積的數(shù)據(jù)部分的所有數(shù)字值疊加起來以獲得估價值，并將估價值送至控制電路7。
圖9是說明本發(fā)明電視攝象機的變焦跟蹤方法的程序圖。本發(fā)明的變焦跟蹤方法包括偏移校準(zhǔn)的步驟S10和變焦跟蹤步驟S20。偏移校準(zhǔn)步驟S10包括三步，即，在從遠(yuǎn)攝端至廣角端變焦的電壓范圍中使變焦位置傳感器2與A/D轉(zhuǎn)換器6復(fù)的電壓范圍復(fù)合步驟S11，施行電平改變以獲得恒定偏移值的電平改變步驟S12，和用于使變焦位置傳感器2的遠(yuǎn)攝端和廣角端與A/D轉(zhuǎn)換器6的遠(yuǎn)攝端和廣角端分別復(fù)合的端頭復(fù)合步驟S13。另一方面，變焦跟蹤步驟S20也包括三個步驟，即，計算目標(biāo)距離的第一目標(biāo)距離計算步驟S21，計算是以與變焦透鏡1在通過某一點處所獲得的最大估價值有關(guān)的變焦透鏡1和聚焦透鏡10的位置數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的，所說的點處沒有對基于由在讀出變焦透鏡1的位置時產(chǎn)生的控制電路7的讀出誤差引起的目標(biāo)距離軌跡的誤差測定;計算目標(biāo)距離的第二目標(biāo)距離計算步驟S22，它是根據(jù)變焦透鏡1通過某一區(qū)域處的目標(biāo)距離的軌跡數(shù)據(jù)有關(guān)的變焦透鏡1和聚焦透鏡10的位置數(shù)據(jù)進(jìn)行計算的，在所說區(qū)域處，軌跡與其它軌跡有顯著的不同，與讀出變焦透鏡1位置時產(chǎn)生的控制電路7的讀出誤差無關(guān);以及基于步驟S21和S22的計算獲得的有關(guān)目標(biāo)距離的數(shù)據(jù)，實施變焦跟蹤的變焦跟蹤實施步驟S23。
如上所述，完成本發(fā)明變焦跟蹤的偏移校準(zhǔn)是通過圖9的偏移校準(zhǔn)步驟S10來實現(xiàn)的?，F(xiàn)在，結(jié)合附圖10對這種偏移校準(zhǔn)進(jìn)行說明。
首先，在步驟S30，PC 13a通過控制電路7接收各種數(shù)據(jù)，即，現(xiàn)時施加到變焦位置傳感器2的高電平和低電平電壓ZPH和ZPL，用于從遠(yuǎn)攝端至廣角端變焦的具有5伏電壓范圍的電壓Va，施加于A/D轉(zhuǎn)換器6的高電平和低電平電壓ADH和ADL，A/D轉(zhuǎn)換器6分辨率的數(shù)據(jù)指示，對于遠(yuǎn)攝端和廣角端由A/D轉(zhuǎn)換器6編碼的數(shù)值，以及有關(guān)目標(biāo)距離的數(shù)據(jù)。PC 13a還接收A/D轉(zhuǎn)換器6產(chǎn)生的、與由變焦馬達(dá)驅(qū)動器3控制下的變焦馬達(dá)4所移動的變焦透鏡1的位置相應(yīng)的編碼值a，以及與變焦透鏡1的移動有關(guān)的聚焦透鏡10的移動位置數(shù)據(jù)。
然后，在步驟S31，設(shè)定數(shù)個變焦位置并對與每個變焦位置有關(guān)的焦點進(jìn)行搜索。PC 13a接收有關(guān)對每個設(shè)定變焦位置由控制電路7識別的變焦位置的數(shù)據(jù)(經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換編碼的)，和有關(guān)對每個搜索焦點由控制電路識別出來的聚焦透鏡10的位置的數(shù)據(jù)。
然后，通過采用當(dāng)時施加到變焦位置傳感器2的高電平和低電平電壓ZPH和ZPL，用于從遠(yuǎn)攝端至廣角端變焦的具有5伏電壓范圍的電壓Va，和施加于A/D轉(zhuǎn)換器6的高電平電壓和低電平電壓ADH和ADL，依據(jù)施加給A/D轉(zhuǎn)換器6的電壓計算出變焦鏡頭1的現(xiàn)時移動范圍。依據(jù)校準(zhǔn)了的變焦透鏡1的移動范圍也計算出變焦透鏡1的位置值。這種計算是按照下面等式在步驟S33進(jìn)行a1＝a＊(ADH-ADL/分辨率)＊(TEC-WEC)/Va+TEC其中，
a1經(jīng)計算的變焦透鏡位置編碼，a輸入的變焦透鏡位置編碼，ADH對A/D轉(zhuǎn)換器施加的高電壓，ADL對A/D轉(zhuǎn)換器施加的低電壓，TECA/D轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的經(jīng)校準(zhǔn)的目標(biāo)遠(yuǎn)攝端編碼，WECA/D轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的經(jīng)校準(zhǔn)的目標(biāo)廣角端編碼，分辨率A/D轉(zhuǎn)換器的分辨率，而Va從校準(zhǔn)的遠(yuǎn)攝端到校準(zhǔn)的廣角端變焦的電壓范圍。
然后，測定實際軌跡與以所儲存的軌道數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的理論上的軌跡是否不同，即測定偏移值是否不變(步驟S34)?；诓襟ES34的測定結(jié)果，以圖11a和11b所示方式對聚焦透鏡10的位置進(jìn)行搜索。
步驟S34的偏移值的檢測可以通過取得變焦透鏡1的所有可能位置的平均值和取得每個位置與平均值的偏離，或是通過取得廣角端和遠(yuǎn)攝端之間的數(shù)個位置的部分平均值來完成。
當(dāng)在步驟S34測出實際軌跡和理論軌跡之間的差異是不規(guī)則時，在步驟S35測定電平偏移方向。即，當(dāng)聚焦透鏡10的位置差在廣角端比在遠(yuǎn)攝端大時，就確定電平朝遠(yuǎn)攝端偏移，然后繼續(xù)執(zhí)行程序(步驟S36)。在聚焦透鏡10的位置差在廣角端比在遠(yuǎn)攝端小的場合就確定電平偏移朝向廣角端，而后執(zhí)行程序。在電平偏移期間，要對實際軌跡和理論軌跡的差異進(jìn)行連續(xù)檢測，直至聚焦透鏡10的位置差在廣角端和遠(yuǎn)攝端之間的所有位置均為恒定不變?yōu)橹?，如圖11c所示。當(dāng)聚焦透鏡10的位置差在所有位置恒定不變時，電平偏移停止，并取得這種情況下的遠(yuǎn)攝端電壓、廣角端電壓和偏移值(步驟S37和S38)。這些值可以通過下述等式取得
ZTE′(V)＝ADTV±偏移步數(shù)＊Vb/(TEC-TWC)ZWE′(V)＝ZTE′+Vb這里，ZTE′變焦透鏡遠(yuǎn)攝端電壓ZWE′變焦透鏡廣角端電壓，ADTV相應(yīng)于TEC的電壓上述等式適用于TEC＜WEC。在TEC＞W(wǎng)EC的情況下，等式中廣角端的參量和遠(yuǎn)攝端的參量互換。
在完成上述程序后，取得了變焦位置傳感器2的低電平和高電平電壓，這些電壓被校準(zhǔn)以便遠(yuǎn)攝端和廣角端電壓可能分別等于A/D轉(zhuǎn)換器6的目標(biāo)遠(yuǎn)攝端和廣角端電壓(步驟S39)。
這些電壓可能由以下等式取得ZPL′＝ (ADTV＊Ry-ADTV＊Rx)/(Ry-Rx)ZPH′＝ (ADTV＊(1-Ry)-ADWV＊(1-Rx))/(Rx-Ry)這里，ZPL′用于變焦位置傳感器的低電平電壓，ZPH′用于變焦位置傳感器的高電平電壓，ADVT相當(dāng)于遠(yuǎn)攝端的A/D轉(zhuǎn)換器的電壓，ADWV相當(dāng)于廣角端的A/D轉(zhuǎn)換器的電壓，Rx遠(yuǎn)攝端的電阻比，Ry廣角端的電阻比。
根據(jù)如上所述取得的偏移值，而取得變焦透鏡1的各個位置的軌跡誤差值(步驟S40)。這時，誤差值相當(dāng)于通過由偏移值校正的實際聚焦位置數(shù)據(jù)(即，原始輸入數(shù)據(jù))所獲得的軌跡數(shù)據(jù)。
然后，適用于變焦位置傳感器2的高電平和低電平電壓，偏移值和誤差值被送到控制電路7，接著，根據(jù)所接收的數(shù)據(jù)，由控制電路7完成偏移校準(zhǔn)，如圖10所示(步驟S41)。
換言之，為了實現(xiàn)本發(fā)明的變焦跟蹤在偏移校準(zhǔn)程序中取得的偏移確定可以通過取得所有位置的偏移值的平均，通過抽取有代表性的偏移值，或通過取得除了最大和最小偏移值外的偏移值的平均值來實現(xiàn)。
另一方面，現(xiàn)在將對本發(fā)明的變焦跟蹤進(jìn)行說明。
首先，光學(xué)圖象通過變焦透鏡1而后通過聚焦透鏡10被送至CCD13，接著CCD將所接收的光學(xué)圖象轉(zhuǎn)換成電信號。然后，這種視頻信號由放大器14放大并接著被送至沒有示出的視頻信號處理電路。該視頻信號也被送至帶通濾波器20和21以及低通濾波器22以便它能以無線電頻率成份送至開關(guān)電路23用來搜索聚焦?fàn)顟B(tài)，而低頻成份用來搜索亮度的變化。
開關(guān)電路23在控制電路7控制下反復(fù)地選擇濾波器20至22之一，以便按預(yù)定的時間間隔從濾波器20至22采樣輸出信號。采樣信號依次送至A/D轉(zhuǎn)換器24，然后將所接收信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。由A/D轉(zhuǎn)換器24產(chǎn)生的數(shù)字化采樣數(shù)據(jù)然后被送至門電路陣列25，在這里按照預(yù)定的數(shù)據(jù)分度將采樣數(shù)據(jù)劃分成許多數(shù)據(jù)部分。然后，門電路陣列25對數(shù)據(jù)的各部分進(jìn)行數(shù)字積分，將所有積分的數(shù)據(jù)部分的數(shù)字值疊加起來以獲得一估價值，并將該估價值送至控制電路7。按照所接收的估價值，控制電路7執(zhí)行變焦跟蹤?，F(xiàn)在對這些程序進(jìn)行說明。
首先，由變焦位置傳感器2檢測出變焦透鏡1的現(xiàn)時位置，即，變焦的起點(步驟S100)。然后，對有關(guān)是否要將變焦透鏡1朝遠(yuǎn)攝端或朝廣角端移動作出決定(步驟S101)。在要將變焦透鏡1朝遠(yuǎn)攝端移動的場合，要進(jìn)行搜索，觀察變焦透鏡1的現(xiàn)時位置是否與相對于變焦透鏡1的參考位置的廣角端側(cè)位置相符(步驟S102)，該參考位置對在讀出變焦透鏡1時所產(chǎn)生的讀出誤差引起的目標(biāo)距離的軌跡不存在誤差測定，即圖14的點a。如果變焦透鏡1的現(xiàn)時位置與廣角端側(cè)位置相符，則然后作出確定，看現(xiàn)時目標(biāo)距離b是否出現(xiàn)在產(chǎn)生與其它軌跡有顯著差別的軌跡的目標(biāo)距離h和i之間(步驟S103)。
所述參考位置，在該位置上對因讀出誤差引起的目標(biāo)距離的軌跡進(jìn)行測定沒有誤差，實際上不限定在一個點上，而是由一個預(yù)定區(qū)域所限定，如圖15所示。因此，各種目標(biāo)距離的軌跡數(shù)據(jù)，例如，包含目標(biāo)距離d、e、f和g是出現(xiàn)在該預(yù)定區(qū)段之中的。
在步驟S103沒有檢測出現(xiàn)時目標(biāo)距離b是出現(xiàn)在產(chǎn)生與其它軌跡有顯著差別的軌跡的目標(biāo)距離h和i之間的場合，即，與現(xiàn)時目標(biāo)距離有b關(guān)的軌跡不出現(xiàn)在分別與最大和最小目標(biāo)距離d和g有關(guān)的軌跡之間的場合，則驅(qū)動步進(jìn)馬達(dá)11以便聚焦透鏡10能向上移動一步，如圖16所示(步驟S104)。接著，執(zhí)行步驟S105，通過估價值探測器15檢測一個視場延遲視頻信號的估價值。根據(jù)檢測結(jié)果，檢查估價值的變化。
當(dāng)在步驟S105檢查到估價值的一個增量時，重復(fù)執(zhí)行步驟S104和S105，以便在變焦透鏡10朝上移動一步的同時能夠再次檢查估價值的變化。繼續(xù)這一程序，直至聚焦透鏡10到達(dá)使正在增大的估價值減少之點為止。把這一點作為獲得最大焦距的點。如果在步驟S106檢測到該點，則接著停止步進(jìn)馬達(dá)11的驅(qū)動以便停止聚焦透鏡10的移動(步驟S107)。
但是，在步驟S101確定變焦透鏡1將朝廣角端移動的場合(圖17)，在步驟S102已經(jīng)確定變焦透鏡的現(xiàn)時位置與相對于由讀出誤差所產(chǎn)生的目標(biāo)距離的軌跡說來沒有誤差的參考位置的遠(yuǎn)攝端側(cè)位置相符的場合(圖18)，或者在步驟S103已確認(rèn)現(xiàn)時的目標(biāo)距離b是出現(xiàn)在產(chǎn)生與其它軌跡有顯著差別的軌跡的目標(biāo)距離h和i之間時(圖19)，用來計算軌跡的基本數(shù)據(jù)Da和da是采用與各種目標(biāo)距離，例如包括目標(biāo)距離d、e、f、g、h和i有關(guān)的變焦透鏡1和聚焦透鏡10的有關(guān)軌跡的數(shù)據(jù)計算出來的，這些數(shù)據(jù)儲存在控制電路7的內(nèi)部ROM中(步驟S110)(圖17到19)。
換句話說，就是在與儲存于控制電路7的內(nèi)部ROM中的目標(biāo)距離d、e、f、g、h和i有關(guān)的軌跡數(shù)據(jù)中，檢測出數(shù)據(jù)Da和da，它們標(biāo)志著由最靠近要變焦的目標(biāo)的上下目標(biāo)之間的位置差產(chǎn)生的聚焦透鏡10的位置差，和表示出要變焦的目標(biāo)位置與靠近該目標(biāo)的下方目標(biāo)的位置之間差異引起的聚焦透鏡10的位置差。當(dāng)執(zhí)行步驟S107之后施加將變焦透鏡1朝遠(yuǎn)攝端移動的指令(步驟S108)時，變焦馬達(dá)4被驅(qū)動以便能將變焦透鏡1朝遠(yuǎn)攝端移動以進(jìn)行變焦(步驟S109)。另一方面，當(dāng)執(zhí)行步驟S107之后施加將變焦透鏡1朝廣角端移動指令時，變焦馬達(dá)4就被驅(qū)動以便能使變焦透鏡1朝廣角端移動以進(jìn)行變焦(步驟S111)。
在完成變焦之后，由變焦位置傳感器2對變焦透鏡1的現(xiàn)時位置再進(jìn)行檢測(步驟S112)。然后，對變焦透鏡1是否朝遠(yuǎn)攝端或朝廣角端移動作出確認(rèn)(步驟S113)。在變焦透鏡1朝遠(yuǎn)攝端移動的場合，對變焦透鏡1的現(xiàn)時位置是否與相對于參考位置的遠(yuǎn)攝端一側(cè)的位置相符進(jìn)行搜索(步驟S114)，在該參考位置即圖16的點a處，對因變焦透鏡1位置讀出誤差引起的目標(biāo)距離的軌跡進(jìn)行測定不存在誤差。如果變焦透鏡1的現(xiàn)時位置與遠(yuǎn)攝端側(cè)位置不符，則對變焦透鏡1的現(xiàn)時位置是否與參考位置相符作出確認(rèn)(步驟S115)。當(dāng)變焦透鏡1的現(xiàn)時位置與參考位置不相符時，則對現(xiàn)時目標(biāo)距離b是否出現(xiàn)在產(chǎn)生明顯與其它軌跡不同的軌跡的目標(biāo)距離h和i之間作出確認(rèn)(步驟S116)。在現(xiàn)行目標(biāo)距離b不出現(xiàn)在目標(biāo)距離h和i之間時，用估價值檢測器15檢查價值的變化(步驟S117)。
如果在步驟S117檢測到估價值的增值，則將聚焦透鏡10隨著變焦透鏡1移動而朝遠(yuǎn)攝端移動的位置數(shù)據(jù)儲存在控制電路7的內(nèi)部ROM中(步驟S118)。如果不是這樣，則在步驟S117對聚焦透鏡10已否到達(dá)正在由增加的估價值轉(zhuǎn)為降低的那一點進(jìn)行確認(rèn)。當(dāng)在步驟S117檢測到該點時，則對聚焦透鏡10的移動狀態(tài)進(jìn)行檢測(步驟S119)。如果聚焦透鏡10正在移動，則停止步進(jìn)馬達(dá)11的驅(qū)動以便停止聚焦透鏡10的移動(步驟S120)。如果不，則考慮到最大估價值時有關(guān)變焦透鏡1和聚焦透鏡10的位置和變焦透鏡1移動速度的數(shù)據(jù)來確認(rèn)聚焦透鏡10的移動速度(步驟S121)。而后，驅(qū)動步進(jìn)馬達(dá)11以便聚焦透鏡10能朝上移動，如圖16所示(步驟S122)。
因此，當(dāng)變焦透鏡1朝遠(yuǎn)攝端移動時，聚焦透鏡10就沿圖16所示軌跡移動。在步驟S115時，當(dāng)已經(jīng)確認(rèn)變焦透鏡1到達(dá)參考位置時，在該參考位置，即圖16的α點對由讀出誤差引起的目標(biāo)距離的軌跡不存在誤差測定的位置，計算出表示聚焦透鏡10位置差的數(shù)據(jù)Da，該位置差是由靠近要變焦到變焦透鏡1的位置上的上下目標(biāo)位置e和f之間的差異引起的，這些位置與包含有最大估價值并在步驟S118時儲存在控制電路7的內(nèi)部ROM中的各點之一有關(guān)。而所說的點出現(xiàn)在參考位置范圍內(nèi)(圖16所示范圍α)，在該參考位置范圍內(nèi)對由讀出誤差引起的目標(biāo)距離的軌跡的測定不存在誤差(步驟S123)。在步驟S123，也計算出表示聚焦透鏡10位置差的數(shù)據(jù)da，它是由要調(diào)焦的目標(biāo)的位置b和靠近要調(diào)焦的目標(biāo)的下方目標(biāo)的位置f之間的差異產(chǎn)生的。另外，還計算出要調(diào)焦的目標(biāo)的數(shù)目。
完成上述程序后，當(dāng)變焦透鏡1到達(dá)標(biāo)的位置，即圖16點“｜”時，計算出數(shù)據(jù)Db，數(shù)據(jù)Db表示靠近要調(diào)焦目標(biāo)的上下目標(biāo)位置e和f之間差異所引起的聚焦透鏡10位置差，并儲存到控制電路7內(nèi)部ROM中。根據(jù)計算的數(shù)據(jù)Db，計算出表示與移動了的變焦透鏡1的位置上要被跟蹤的目標(biāo)位置有關(guān)的聚焦透鏡10位置的數(shù)據(jù)db(步驟S124)。然后執(zhí)行步驟S125，計算出在步驟S123計算的聚焦透鏡10的位置和與要被跟蹤的目標(biāo)及在步驟S124已計算出來的位置b有關(guān)的聚焦透鏡10的位置之間的差及其移動方向。根據(jù)該計算出的位置差和移動方向，計算出聚焦透鏡10的移動速度(步驟S126)。接著，驅(qū)動馬達(dá)11使聚焦透鏡10沿要跟蹤的軌跡移動(步驟127)。
另一方面，已經(jīng)確認(rèn)與相對于參考位置的遠(yuǎn)攝端側(cè)位置相符的變焦起始點，在該參考位置上對因讀出誤差引起的目標(biāo)距離的軌跡進(jìn)行測定不存在誤差，即圖17所示的α點。而且在步驟S113已經(jīng)確認(rèn)變焦透鏡1是朝廣角端移動(圖16)的情況下，對變焦透鏡1的現(xiàn)時位置是否與參考位置相符作出確認(rèn)(步驟S128)。當(dāng)變焦透鏡1的現(xiàn)時位置與參考位置不相符時，即，當(dāng)變焦透鏡1的標(biāo)的位置是在相對于參考位置即在圖17的點α的遠(yuǎn)攝端側(cè)時，程序轉(zhuǎn)至步驟S124，以便根據(jù)由靠近要調(diào)焦到標(biāo)的位置，即圖16的點“｜”上的目標(biāo)的上下方目標(biāo)的位置e和f之差造成的聚焦透鏡10的位置差Db和在步驟S108檢測到的數(shù)據(jù)，即由靠近在調(diào)焦起始點處要調(diào)焦的目標(biāo)的上下方目標(biāo)的位置e和f之差產(chǎn)生的聚焦透鏡10的位置差Da，和要變焦目標(biāo)的位置b與靠近要變焦目標(biāo)的下方目標(biāo)的位置f之間的差造成的聚焦透鏡10的位置差da來計算聚焦透鏡10在變焦透鏡1的標(biāo)的位置上，即圖17的點“｜”處的位置差db。完成步驟S124之后，執(zhí)行步驟S125和S125之后的步驟。
在步驟S128已確認(rèn)變焦透鏡1的標(biāo)的位置是處在相對于參考位置的廣角端側(cè)后，執(zhí)行步驟S129以便找到在參考位置范圍中(圖17的范圍a)包含最大估價值的點，參考位置范圍是對由讀出誤差引起的目標(biāo)距離的軌跡的測定不存在誤差的范圍，然后計算在包含最大估價值的點上的由靠近要調(diào)焦的上下方目標(biāo)的位置d和g的差造成的聚焦透鏡10的位置差Da，和在包括最大估價值的點上的由要調(diào)焦目標(biāo)的位置b與靠近該要調(diào)焦的目標(biāo)的下方目標(biāo)的位置g之差形成的聚焦透鏡10的位置差da。之后，程序進(jìn)入步驟S124，以便計算在變焦透鏡10的標(biāo)的位置上，即圖17的點γ上由靠近要變焦的目標(biāo)的上下方目標(biāo)的位置d和g之差造成的聚焦透鏡10的位置差Db，并以所計算的聚焦透鏡10的位置差Db為基礎(chǔ)，計算出在變焦透鏡1的標(biāo)的位置上由要變焦的標(biāo)的位置b的靠近該要變焦的目標(biāo)的下方目標(biāo)的位置g之差形成的聚焦透鏡10的位置差db。完成步驟S124之后，進(jìn)行步驟S125和其后的步驟。
在已確認(rèn)變焦透鏡1的變焦起始點與相對于參考位置(在該參考位置上對因讀出誤差引起的目標(biāo)距離的軌跡進(jìn)行測定不存在誤差，即圖18中的α點)的遠(yuǎn)端一側(cè)的位置相符，且在步驟S113已確認(rèn)變焦透鏡1是朝遠(yuǎn)攝端移動(圖18)的情況下，程序進(jìn)入步驟S124，以便檢測在步驟S123計算的數(shù)據(jù)，即，在變焦起始點處靠近要變焦目標(biāo)上下方目標(biāo)的位置e和f之差形成的聚焦透鏡10的位置差Da，和由要變焦的目標(biāo)位置b與靠近該要變焦目標(biāo)的下方目標(biāo)的位置f之差引起的聚焦透鏡10的位置差da，計算出在標(biāo)的位置，即圖18的點“｜”處由靠近該要變焦的目標(biāo)的上下方目標(biāo)的位置e和f之差引起的聚焦透鏡10的位置差Db，然后根據(jù)計算出的位置差Db，計算出在變焦透鏡1的標(biāo)的位置上由該要變焦的目標(biāo)位置b與靠近該要變焦的目標(biāo)的下方目標(biāo)的位置f之間的差產(chǎn)生的聚焦透鏡10的位置差db。完成步驟S124之后，執(zhí)行步驟S125和步驟S125之后的步驟。
在步驟S113已確認(rèn)變焦透鏡1朝遠(yuǎn)攝端移動的情況下，在步驟S114已確認(rèn)變焦透鏡1的現(xiàn)時位置是在相對于參考位置的遠(yuǎn)攝端一側(cè)，在該參考位置上對由讀出誤差引起的目標(biāo)距離的軌跡的測定不存在誤差，以及在步驟S116已經(jīng)確認(rèn)現(xiàn)時目標(biāo)距離b是出現(xiàn)在產(chǎn)生與其它軌跡有顯著差異的軌跡的目標(biāo)距離h和i之間(圖19)的情況下，程序進(jìn)入步驟S124以便檢測步驟S123所計算的數(shù)據(jù)，即，由靠近要變焦的目標(biāo)的上下方目標(biāo)的位置h和i之差形成的聚焦透鏡10的位置差Da，和由要變焦的目標(biāo)的位置b與靠近該要變焦的目標(biāo)的下方目標(biāo)的位置i之差產(chǎn)生的聚焦透鏡10的位置差da，計算出在標(biāo)的位置，即圖18的點“｜”上由靠近要變焦目標(biāo)的上下方目標(biāo)的位置h和i之差產(chǎn)生的聚焦透鏡10的位置差Db，然后，根據(jù)計算出的位置差Db計算出由要變焦的目標(biāo)位置b與靠近要聚焦的目標(biāo)的下方目標(biāo)的位置f之差造成的在變焦透鏡1的標(biāo)的位置處聚焦透鏡10的位置差db。完成步驟S124之后，執(zhí)行步驟S125和其后的步驟。
由上面說明明顯看出，本發(fā)明提供的電視攝象機中的變焦跟蹤裝置與方法，能夠迅速而準(zhǔn)確地完成偏移校準(zhǔn)。根據(jù)本發(fā)明，可以減少要儲存的數(shù)據(jù)的數(shù)量。由于這樣的數(shù)據(jù)儲存容量的減少，可以減少使用裝設(shè)在控制電路中的ROM。本發(fā)明還防止了因變焦透鏡位置檢測誤差所引起的不良聚焦。結(jié)果，可使用A/D轉(zhuǎn)換器用于控制電路，從而降低造價。
雖然，為了說明目的而公開了本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，但是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員很清楚，作為各種不違背如權(quán)利要求所表述的本發(fā)明的范圍與精神的改進(jìn)、補充或替換是可能的。
權(quán)利要求
1.一種電視攝象機中的變焦跟蹤裝置，包括一個使目標(biāo)變焦的變焦透鏡；一個使目標(biāo)聚焦的聚焦透鏡；將通過變焦透鏡和聚焦透鏡的視頻信號轉(zhuǎn)換成電信號的光電轉(zhuǎn)換裝置；用來從光電轉(zhuǎn)換裝置的輸出信號檢測估價值的估價值檢測裝置；用來檢測變焦透鏡位置和聚焦透鏡位置的位置檢測裝置；以及用從位置檢測裝置輸出的變焦透鏡和聚焦透鏡的位置數(shù)據(jù)進(jìn)行偏移校準(zhǔn)，并用相用于最大估價值的變焦透鏡和聚焦透鏡的位置數(shù)據(jù)控制變焦跟蹤的控制裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的變焦跟蹤裝置，還包括在控制裝置控制下移動變焦透鏡的變焦透鏡驅(qū)動裝置;和在控制裝置控制下移動聚焦透鏡的聚焦透鏡驅(qū)動裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的變焦跟蹤裝置，其中的光電轉(zhuǎn)換裝置包含一個電荷耦合器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的變焦跟蹤裝置，其中的估價值檢測裝置包括一組具有不同頻帶的帶通濾波器，每一個帶通濾波器適用于檢測從光電轉(zhuǎn)換裝置輸出的視頻信號的一無線電頻率成份;一低通濾波器，適用于檢測光電轉(zhuǎn)換裝置輸出的視頻信號的低頻成份，并根據(jù)檢測結(jié)果搜索亮度變化;一個適用于在控制電路控制之下，有選擇地提取該帶通濾波器和該低通濾波器的輸出信號的開關(guān)電路;一個適用于將開關(guān)電路有選擇提取的信號轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信號的A/D轉(zhuǎn)換器;以及一個門電路陣列，適用于將A/D轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)劃分成許多數(shù)據(jù)部分，對數(shù)據(jù)部分進(jìn)行數(shù)字積分，將所有的積分?jǐn)?shù)據(jù)部分的數(shù)字值疊加起來以獲得一估價值，并將估價值送至控制電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的變焦跟蹤裝置，其中的位置檢測裝置包括一個適用于感測變焦傳感器位置以便獲取變焦透鏡位置數(shù)據(jù)的變焦位置傳感器;一個適用于對變焦透鏡的位置數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼并將編碼位置數(shù)據(jù)送至控制電路的A/D轉(zhuǎn)換器;一個適用于感測聚焦透鏡位置以獲取該聚焦透鏡位置數(shù)據(jù)的聚焦傳感器;以及一個適用于檢測由聚焦傳感器感測到的聚焦透鏡位置，并將檢測結(jié)果送至控制器的聚焦檢測器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的變焦跟蹤裝置，其中的控制電路7中儲存著與在一如下區(qū)域中的每個目標(biāo)距離有關(guān)的聚焦透鏡的軌跡數(shù)據(jù)，在該區(qū)域中的軌跡與其它軌跡顯著不同，它們與在讀出變焦透鏡位置時產(chǎn)生的控制電路的讀出誤差無關(guān);控制電路7中還儲存著只與因控制電路讀出誤差而可能產(chǎn)生的目標(biāo)距離的不正確計算范圍的最大和最小目標(biāo)距離有關(guān)的聚焦透鏡的軌跡數(shù)據(jù)。
7.一種包含有變焦跟蹤裝置的電視攝象機的變焦跟蹤方法，該跟蹤裝置具有一變焦透鏡，一個變焦位置偉感器，一個用來對變焦位置傳感器的輸出電壓進(jìn)行編碼的A/D轉(zhuǎn)換器，用來控制變焦跟蹤裝置整個系統(tǒng)的控制裝置，一個聚焦透鏡，一個聚焦傳感器，一個用于將聚焦傳感器感測到的有關(guān)聚焦透鏡位置數(shù)據(jù)送至控制裝置的聚焦檢測器，和一個用來接收控制裝置發(fā)出的數(shù)據(jù)并對偏移校正進(jìn)行計算的個人計算機，變焦跟蹤方法包括電壓范圍復(fù)合步驟，使在從遠(yuǎn)攝端至廣角端變焦的電壓范圍中變焦位置傳感器與A/D轉(zhuǎn)換器一致;電平移動步驟，以便實施電平移動而獲得恒定的偏移值;端頭符合步驟，以使變焦位置傳感器與A/D轉(zhuǎn)換器的遠(yuǎn)攝端和廣角端分別一致;和變焦跟蹤步驟，完成變焦跟蹤，該變焦跟蹤步驟包括一第一目標(biāo)距離計算步驟，在該步驟中根據(jù)與變焦透鏡通過某一點處所獲得的最大估價值有關(guān)的變焦透鏡和聚焦透鏡的位置數(shù)據(jù)來計算目標(biāo)距離，所說該點是在變焦透鏡位置讀出時產(chǎn)生的控制電路讀出誤差所引起的目標(biāo)距離的軌跡的測定不存在誤差的位置;和一第二目標(biāo)距離計算步驟，在該步驟中根據(jù)與變焦透鏡通過某一范圍處的目標(biāo)距離的軌跡數(shù)據(jù)有關(guān)的變焦透鏡和聚焦透鏡的位置數(shù)據(jù)計算目標(biāo)距離，所說該范圍處的軌跡與其它軌跡顯著不同和變焦透鏡位置讀出時產(chǎn)生的控制電路讀出誤差無關(guān);以及一變焦跟蹤實施步驟，在該步驟中根據(jù)由第一目標(biāo)距離計算步驟或第二目標(biāo)距離計算步驟的計算獲得的有關(guān)目標(biāo)距離的數(shù)據(jù)，執(zhí)行變焦跟蹤。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的變焦跟蹤方法，其中的電壓范圍復(fù)合步驟包括以下步驟依據(jù)施加于A/D轉(zhuǎn)換器的電壓計算變焦透鏡的現(xiàn)時移動范圍;輸入一偏移值;并依據(jù)調(diào)整的變焦透鏡移動范圍計算變焦透鏡的位置值。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的變焦跟蹤方法，其中的電平移動步驟包括步驟在變焦透鏡的校準(zhǔn)位置上對實際軌跡和所儲存的理論軌跡之差進(jìn)行搜索;確認(rèn)電平移動方向;和進(jìn)行電平移動的同時將實際軌跡和理論軌跡間之差校準(zhǔn)成恒定。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的變焦跟蹤方法，其中的端點復(fù)合步驟包括如下步驟當(dāng)在變焦透鏡校準(zhǔn)位置上實際軌跡和所儲存的理論軌跡之差不變時，導(dǎo)出遠(yuǎn)攝端電壓、廣角端電壓和偏移值;取得由變焦位置傳感器輸出的校準(zhǔn)的低電壓電壓和校準(zhǔn)的高電平電壓;由所取得的偏移導(dǎo)出與變焦透鏡各個位置有關(guān)的軌跡的誤差值;以及由變焦位置傳感器的校準(zhǔn)的低電平和高電平電壓、偏移值和誤差值實施偏移校準(zhǔn)。
11.根據(jù)權(quán)利要求7的變焦跟蹤方法，其中的第一目標(biāo)距離計算步驟包括以下步驟(a)當(dāng)變焦起始點處在相對于以目標(biāo)距離的軌跡不存在誤差測定的范圍的廣角端一側(cè)并且變焦透鏡朝遠(yuǎn)攝端移動時，將與包含最大估價值的點有關(guān)的變焦透鏡和聚焦透鏡的位置數(shù)據(jù)儲存起來;(b)利用與如下這樣一點有關(guān)的變焦透鏡和聚焦透鏡的位置數(shù)據(jù)計算目標(biāo)距離，當(dāng)變焦透鏡到達(dá)一個對目標(biāo)距離的軌跡不存在誤差測定的區(qū)域時，所術(shù)該點正處在該區(qū)域內(nèi)并且包含最大估價值;(c)當(dāng)變焦起始點處在相對于以目標(biāo)距離的軌跡不存在誤差測定的區(qū)域的遠(yuǎn)攝端一側(cè)，且變焦透鏡朝廣角端移動的情況下，利用與如下這樣一點有關(guān)的變焦透鏡和聚焦透鏡的位置數(shù)據(jù)計算目標(biāo)距離，當(dāng)變焦透鏡到達(dá)一個對目標(biāo)距離的軌跡不存在誤差測定的區(qū)域時，所述該點正處在該區(qū)域內(nèi)并且包含最大估價值;
12.根據(jù)權(quán)利要求11的變焦跟蹤方法，其中的步驟(a)包含以下步驟找出在變焦起始點包含最大估價值的點;在變焦透鏡朝遠(yuǎn)攝端移動同時檢測估價值的增加和減少;和識別出正在增加的估價值剛減少的點作為包含最大估價值點并將與該點相應(yīng)的變焦透鏡和聚焦透鏡的位置數(shù)值儲存起來。
13.根據(jù)權(quán)利要求7的變焦跟蹤方法，其中的第二目標(biāo)距離計算步驟包括以下步驟當(dāng)變焦透鏡朝廣角端移動時，用與變焦起點有關(guān)的透鏡位置數(shù)據(jù)計算目標(biāo)距離;當(dāng)變焦起始點處在相對于對目標(biāo)距離的軌跡不存在誤差測定的區(qū)域的遠(yuǎn)攝端側(cè)，且變焦透鏡朝遠(yuǎn)攝端移動時，用與變焦起點有關(guān)的透鏡位置數(shù)據(jù)計算目標(biāo)距離;以及當(dāng)變焦起始點處在相對于對目標(biāo)距離的軌跡不存在誤差測定的區(qū)域的廣角端側(cè)，且要調(diào)焦的目標(biāo)距離出現(xiàn)在包含與其它軌跡有顯著差別的軌跡的點之間時，用與變焦起始點有關(guān)的透鏡位置數(shù)據(jù)計算目標(biāo)距離。
14.根據(jù)權(quán)利要求7的變焦跟蹤方法，其中的變焦實施步驟包括以下步驟計算出與在第一目標(biāo)距離計算步驟或第二目標(biāo)距離計算步驟所計算出的聚焦透鏡位置和要跟蹤的目標(biāo)位置有關(guān)的聚焦透鏡的位置差和移動方向;根據(jù)計算出的位置差和移動方向，計算聚焦透鏡的移動速度;以及沿要跟蹤的軌跡移動聚焦透鏡。
全文摘要
電視攝象機中的變焦跟蹤裝置和方法，其中，偏移校準(zhǔn)只采用與數(shù)個選定點有關(guān)的變焦透鏡的位置數(shù)據(jù)及當(dāng)變焦透鏡沿某一方向移動時的聚焦透鏡的相應(yīng)位置，對變焦位置傳感器施加電壓來實現(xiàn)，可迅速準(zhǔn)確進(jìn)行偏移校準(zhǔn)并在變焦跟蹤中獲得準(zhǔn)確聚焦；在隨變焦透鏡移動而進(jìn)行聚焦透鏡軌跡跟蹤時，將極少量的軌跡數(shù)據(jù)儲存在控制電路的內(nèi)部ROM中，從而能實現(xiàn)準(zhǔn)確的軌跡跟蹤。
文檔編號H04N5/232GK1101476SQ9410758
公開日1995年4月12日 申請日期1994年5月20日 優(yōu)先權(quán)日1993年5月20日
發(fā)明者樸晉秀, 李承億 申請人:株式會社金星社