JP2868834B2 - オートフォーカス装置 - Google Patents
オートフォーカス装置Info
- Publication number
- JP2868834B2 JP2868834B2 JP2081829A JP8182990A JP2868834B2 JP 2868834 B2 JP2868834 B2 JP 2868834B2 JP 2081829 A JP2081829 A JP 2081829A JP 8182990 A JP8182990 A JP 8182990A JP 2868834 B2 JP2868834 B2 JP 2868834B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- ccd
- transfer
- focus
- signal
- 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 - Fee Related
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/28—Systems for automatic generation of focusing signals
- G02B7/36—Systems for automatic generation of focusing signals using image sharpness techniques, e.g. image processing techniques for generating autofocus signals
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、高速，高精度のオートフォーカス装置に関
する。
する。
（発明の背景） オートフォーカス方式には、大別してパッシブ方式と
アクティブ方式とがある。このうち、レンズシャッタタ
イプのカメラでは、赤外線アクティブ方式が急速に増え
てきている。これは、暗い場所でもオートフォーカスが
有効に働き、被写体のコントラストやパターンに左右さ
れないといった特徴があるからである。また、演算処理
が比較的簡単であり、コスト的にも他方式と比較して有
利である。
アクティブ方式とがある。このうち、レンズシャッタタ
イプのカメラでは、赤外線アクティブ方式が急速に増え
てきている。これは、暗い場所でもオートフォーカスが
有効に働き、被写体のコントラストやパターンに左右さ
れないといった特徴があるからである。また、演算処理
が比較的簡単であり、コスト的にも他方式と比較して有
利である。
第17図に赤外線アクティブ位相差方式の原理を示す。
この方式では、赤外LED1からの赤外光を投光レンズ２に
より被写体３に照射する。この被写体３よりの反射光を
受光レンズ４により受け、４分割SPDからなるセンサ５
に導く。この場合、カメラから被写体までの距離に応じ
て、センサ５の受光位置が異なる。従って、この受光位
置の相違により、被写体の距離を判定する。
この方式では、赤外LED1からの赤外光を投光レンズ２に
より被写体３に照射する。この被写体３よりの反射光を
受光レンズ４により受け、４分割SPDからなるセンサ５
に導く。この場合、カメラから被写体までの距離に応じ
て、センサ５の受光位置が異なる。従って、この受光位
置の相違により、被写体の距離を判定する。
（発明が解決しようとする課題） しかし、この赤外線アクティブ位相差方式では、測距
部（赤外LED1,投光レンズ2,受光レンズ4,センサ５）と
撮影レンズが別体になるため、パララックスを生じる欠
点がある。
部（赤外LED1,投光レンズ2,受光レンズ4,センサ５）と
撮影レンズが別体になるため、パララックスを生じる欠
点がある。
一方、第18図は上述の赤外線アクティブ位相差方式の
欠点を改善するためになされた、TTLタイプ赤外線アク
ティブ方式の原理を示す説明図である。この方式では、
赤外LED1からの赤外光はビームスプリッタ６により反射
され、レンズ系７を通過し、被写体３に到達する。被写
体３での反射光は、受光レンズ８により集められ、第19
図に詳しく図示した受光センサ９に導かれる。この場
合、受光センサ９を動かすと、結像スポット9cに於ける
受光量が最大になる。このときの受光センサ９の位置か
ら、被写体までの距離を判定する。このような方式で
は、測距用の赤外光を撮像レンズから照射しているため
に、パララックスを生じないというメリットがある。
欠点を改善するためになされた、TTLタイプ赤外線アク
ティブ方式の原理を示す説明図である。この方式では、
赤外LED1からの赤外光はビームスプリッタ６により反射
され、レンズ系７を通過し、被写体３に到達する。被写
体３での反射光は、受光レンズ８により集められ、第19
図に詳しく図示した受光センサ９に導かれる。この場
合、受光センサ９を動かすと、結像スポット9cに於ける
受光量が最大になる。このときの受光センサ９の位置か
ら、被写体までの距離を判定する。このような方式で
は、測距用の赤外光を撮像レンズから照射しているため
に、パララックスを生じないというメリットがある。
しかし、測距用の受光部（受光レンズ，受光センサ）
が必要であり、コンパクト化や低コスト化の妨げとなっ
ている。更に、赤外光の投光ポイントが常に固定である
ため、測距範囲が非常に狭く、赤外照射角内の測距しか
行えないといった不具合がある。
が必要であり、コンパクト化や低コスト化の妨げとなっ
ている。更に、赤外光の投光ポイントが常に固定である
ため、測距範囲が非常に狭く、赤外照射角内の測距しか
行えないといった不具合がある。
本発明は上記した課題を解決するためになされたもの
であって、その目的は、測距専用の受光部を設けること
なく、簡単な構成で測距が可能であるとともに、測距ポ
イントを任意の位置に設定することが可能なオートフォ
ーカス装置を実現することを目的とする。
であって、その目的は、測距専用の受光部を設けること
なく、簡単な構成で測距が可能であるとともに、測距ポ
イントを任意の位置に設定することが可能なオートフォ
ーカス装置を実現することを目的とする。
（課題を解決するための手段） 上記した課題を解決する本発明は、電荷の転送方向を
正方向若しくは逆方向に切り換えて駆動することが可能
な固体撮像素子と、固体撮像素子に被写体像を結ばせる
光学系と、光学系を介して被写体に対して光を照射する
投光手段と、固体撮像素子の電荷転送方向を正逆方向に
切り換えて駆動する転送切り換え手段と、投光手段から
照射された光を固体撮像素子で受光し、得られた画像信
号を正方向で読み出した第１の画像出力と逆方向で読み
出した第２の画像出力の位相差を用いて光学系のピント
位置を求める演算処理回路とを備えたことを特徴とする
ものである。
正方向若しくは逆方向に切り換えて駆動することが可能
な固体撮像素子と、固体撮像素子に被写体像を結ばせる
光学系と、光学系を介して被写体に対して光を照射する
投光手段と、固体撮像素子の電荷転送方向を正逆方向に
切り換えて駆動する転送切り換え手段と、投光手段から
照射された光を固体撮像素子で受光し、得られた画像信
号を正方向で読み出した第１の画像出力と逆方向で読み
出した第２の画像出力の位相差を用いて光学系のピント
位置を求める演算処理回路とを備えたことを特徴とする
ものである。
（作用） 本発明のオートフォーカス装置において、投光手段か
ら発せられ、光学系を通り、被写体に到達した光は反射
して再び光学系を通り固体撮像素子に結像する。固体撮
像素子は転送方向が正／逆切り換えられ、このときの固
体撮像素子の出力の位相差により演算処理回路でピント
位置が求められる。
ら発せられ、光学系を通り、被写体に到達した光は反射
して再び光学系を通り固体撮像素子に結像する。固体撮
像素子は転送方向が正／逆切り換えられ、このときの固
体撮像素子の出力の位相差により演算処理回路でピント
位置が求められる。
（実施例） 以下図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明す
る。
る。
第１図は本発明の一実施例の概略構成を示す構成図で
ある。
ある。
図において、10は被写体に対してAF用のスポット光を
照射するため及び被写体像を結像面に導くための光学
系、11は光学系10を通してAF用のスポット光を照射する
投光手段、12は被写体像を受ける固体撮像素子としての
CCDである。このCCD12は水平転送方向を左右に切り換え
ることが可能なものであり、詳しくは後述する。13はCC
D12からの画像出力を受けるアンプ、14はCCD12の画像出
力から輝度（Ｙ）信号，色差（Ｒ−Y,B−Ｙ）信号を生
成するプロセス回路、15は輝度信号及び色差信号からコ
ンポジットビデオ信号（以下、単にビデオ信号という）
を生成するエンコーダ、16はビデオ信号を受けAF演算処
理を行いフォーカスエラー信号を生成するAF演算処理回
路、17はCCD12の駆動制御を行なうと共にフォーカスエ
ラー信号を受けAF制御を行なう制御部、18は制御部17の
制御によりCCD12の正／逆転送駆動を行なう転送切り換
え手段を構成するCCDドライバ、19は制御部17からの制
御により光学系10のフォーカシングを行なうAFモータで
ある。
照射するため及び被写体像を結像面に導くための光学
系、11は光学系10を通してAF用のスポット光を照射する
投光手段、12は被写体像を受ける固体撮像素子としての
CCDである。このCCD12は水平転送方向を左右に切り換え
ることが可能なものであり、詳しくは後述する。13はCC
D12からの画像出力を受けるアンプ、14はCCD12の画像出
力から輝度（Ｙ）信号，色差（Ｒ−Y,B−Ｙ）信号を生
成するプロセス回路、15は輝度信号及び色差信号からコ
ンポジットビデオ信号（以下、単にビデオ信号という）
を生成するエンコーダ、16はビデオ信号を受けAF演算処
理を行いフォーカスエラー信号を生成するAF演算処理回
路、17はCCD12の駆動制御を行なうと共にフォーカスエ
ラー信号を受けAF制御を行なう制御部、18は制御部17の
制御によりCCD12の正／逆転送駆動を行なう転送切り換
え手段を構成するCCDドライバ、19は制御部17からの制
御により光学系10のフォーカシングを行なうAFモータで
ある。
第２図は本実施例で使用するCCD12の概略構成を示す
構成図である。ここでは、５×５画素の場合を例示す
る。すなわち、５×５の受光部20a〜20y、各受光部20a
〜20yの電荷を垂直転送CCDに出すタイミングを制御する
転送ゲート、縦方向に５個の受光部の電荷を転送する５
列の垂直転送CCD21a〜21e、５列の垂直転送CCD21a〜21e
からの電荷を水平方向に転送する水平転送CCD22、信号
電荷を通常の状態で読み出す読み出しアンプ23、水平転
送CCD22を逆方向に転送して信号電荷を読み出すための
読み出しアンプ24を備えている。従って、このCCD12の
水平転送CCD22を駆動する方向を切り換えることによ
り、水平方向の読み出し方向を切り換えることができ
る。このようにするには、CCDドライバ18から水平転送C
CD22を駆動するパルスの位相に若干の変更を加えるだけ
でよい。また、第２図にはインターラインCCD（IT−CC
D）の場合を示したが、FIT−CCDでも同様の動作が可能
である。
構成図である。ここでは、５×５画素の場合を例示す
る。すなわち、５×５の受光部20a〜20y、各受光部20a
〜20yの電荷を垂直転送CCDに出すタイミングを制御する
転送ゲート、縦方向に５個の受光部の電荷を転送する５
列の垂直転送CCD21a〜21e、５列の垂直転送CCD21a〜21e
からの電荷を水平方向に転送する水平転送CCD22、信号
電荷を通常の状態で読み出す読み出しアンプ23、水平転
送CCD22を逆方向に転送して信号電荷を読み出すための
読み出しアンプ24を備えている。従って、このCCD12の
水平転送CCD22を駆動する方向を切り換えることによ
り、水平方向の読み出し方向を切り換えることができ
る。このようにするには、CCDドライバ18から水平転送C
CD22を駆動するパルスの位相に若干の変更を加えるだけ
でよい。また、第２図にはインターラインCCD（IT−CC
D）の場合を示したが、FIT−CCDでも同様の動作が可能
である。
第３図は、本実施例のピント合わせの動作原理を説明
する説明図である。投光手段11の一部を構成する発光素
子11Aから発せられた光は同じく投光手段11を構成する
ミラー11Bにより反射されて光学系10を通過して被写体
に到達する。この場合、ミラー11Bによる反射により、
発光素子11Aからの照射光は撮像面の光軸中心から出射
していることに相当する。ここで、第３図（Ａ）はいわ
ゆる前ピン（ピントが被写体より手前にあっている状
態）を示し、第３図（Ｂ）は合焦状態を示し、第３図
（Ｃ）はいわゆる後ピン（ピントが被写体より奥にあっ
ている状態）を示している。
する説明図である。投光手段11の一部を構成する発光素
子11Aから発せられた光は同じく投光手段11を構成する
ミラー11Bにより反射されて光学系10を通過して被写体
に到達する。この場合、ミラー11Bによる反射により、
発光素子11Aからの照射光は撮像面の光軸中心から出射
していることに相当する。ここで、第３図（Ａ）はいわ
ゆる前ピン（ピントが被写体より手前にあっている状
態）を示し、第３図（Ｂ）は合焦状態を示し、第３図
（Ｃ）はいわゆる後ピン（ピントが被写体より奥にあっ
ている状態）を示している。
また、第４図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はそれぞれ第３
図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）の状態で投光手段11の光照射
による被写体からの反射光をCCD12で受けた場合におけ
る映像信号の１走査線分の状態を表わしている。この第
４図では、水平転送CCD22を正方向に転送（以下正転送
という）した場合のCCD12の出力を実線で、水平転送CCD
22を逆方向に転送（以下逆転送という）した場合のCCD1
2の出力を破線で示してある。
図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）の状態で投光手段11の光照射
による被写体からの反射光をCCD12で受けた場合におけ
る映像信号の１走査線分の状態を表わしている。この第
４図では、水平転送CCD22を正方向に転送（以下正転送
という）した場合のCCD12の出力を実線で、水平転送CCD
22を逆方向に転送（以下逆転送という）した場合のCCD1
2の出力を破線で示してある。
第３図（Ａ）の前ピン状態では、CCD12の出力は第４
図（Ａ）に示すように、正転送の位相（CCD出力のピー
クが現われる転送開始からの時間）はt1,逆転送の位相
はt1＋2a（ここでのａは時間に換算した値）になる。す
なわち、正転送のCCD出力に比べ逆転送のCCD出力は2aだ
け位相が遅れている（位相がずれている）ことになる。
図（Ａ）に示すように、正転送の位相（CCD出力のピー
クが現われる転送開始からの時間）はt1,逆転送の位相
はt1＋2a（ここでのａは時間に換算した値）になる。す
なわち、正転送のCCD出力に比べ逆転送のCCD出力は2aだ
け位相が遅れている（位相がずれている）ことになる。
第３図（Ｂ）の合焦状態では、CCD12の出力は第４図
（Ｂ）に示すように、正転送及び逆転送の位相はt2にな
る。すなわち、正転送のCCD出力と逆転送のCCD出力の位
相ずれは生じていない。
（Ｂ）に示すように、正転送及び逆転送の位相はt2にな
る。すなわち、正転送のCCD出力と逆転送のCCD出力の位
相ずれは生じていない。
第３図（Ｃ）の後ピン状態では、CCD12の出力は第４
図（Ｃ）に示すように、正転送の位相はt3,逆転送の位
相はt3−2a′（ここでのａは時間に換算した値）にな
る。すなわち、正転送のCCD出力に比べ逆転送のCCD出力
は2a′だけ位相が進んでいる（位相がずれている）こと
になる。
図（Ｃ）に示すように、正転送の位相はt3,逆転送の位
相はt3−2a′（ここでのａは時間に換算した値）にな
る。すなわち、正転送のCCD出力に比べ逆転送のCCD出力
は2a′だけ位相が進んでいる（位相がずれている）こと
になる。
また、第４図のCCD出力の信号レベルに注目すると、
合焦状態ではレベルが最大（第４図（Ｂ）のGB）にな
る。一方、ピントがずれると、CCD出力の信号レベルが
低下（第４図（Ａ），（Ｃ）のGA,GC）している。
合焦状態ではレベルが最大（第４図（Ｂ）のGB）にな
る。一方、ピントがずれると、CCD出力の信号レベルが
低下（第４図（Ａ），（Ｃ）のGA,GC）している。
以上のことから、CCD出力の正／逆転送の位相差から
前ピン，後ピンを判断し、AFモータ19の駆動方向を決定
する。合焦状態については、CCD出力の信号レベルと位
相差の両方から判断できる。
前ピン，後ピンを判断し、AFモータ19の駆動方向を決定
する。合焦状態については、CCD出力の信号レベルと位
相差の両方から判断できる。
以下、第５図のカメラメインフロー及び第６図のAF演
算処理ルーチンを参照して全体の動作説明を行なう。
尚、ここでは、スチルビデオカメラを例にしてAF動作を
説明する。
算処理ルーチンを参照して全体の動作説明を行なう。
尚、ここでは、スチルビデオカメラを例にしてAF動作を
説明する。
２段押しに構成されたレリーズスイッチの第１段目の
S1が押し下げられるまで、カメラは待機状態になってい
る（ステップ）。ここで、S1が押し下げられると、AF
演算処理ルーチンに移行する（ステップ）。このAF演
算処理ルーチンでは前述したように、正／逆転送時の映
像信号の位相ずれ及び信号レベルによりピント状態（前
ピン／後ピン／合焦）が検出される。尚、このルーチン
の詳細は後述する。このAF演算処理により検出されたピ
ントずれΔｘが０になるまで（ステップ）、AFモータ
が駆動される（ステップ）。Δｘが０になると、測光
が行なわれる（ステップ）。そして、レリーズスイッ
チの２段目のS2が押し下げられるまで待機し（ステップ
）、S2が押し下げられると露光（ステップ），記録
（ステップ）を実行する。全体の動作は以上の通りで
ある。
S1が押し下げられるまで、カメラは待機状態になってい
る（ステップ）。ここで、S1が押し下げられると、AF
演算処理ルーチンに移行する（ステップ）。このAF演
算処理ルーチンでは前述したように、正／逆転送時の映
像信号の位相ずれ及び信号レベルによりピント状態（前
ピン／後ピン／合焦）が検出される。尚、このルーチン
の詳細は後述する。このAF演算処理により検出されたピ
ントずれΔｘが０になるまで（ステップ）、AFモータ
が駆動される（ステップ）。Δｘが０になると、測光
が行なわれる（ステップ）。そして、レリーズスイッ
チの２段目のS2が押し下げられるまで待機し（ステップ
）、S2が押し下げられると露光（ステップ），記録
（ステップ）を実行する。全体の動作は以上の通りで
ある。
次に、AF演算処理について第６図を参照して詳細に説
明する。まず、CCD12を正方向に転送を行なうように駆
動する（ステップ）。そして、このときのCDC12の出
力のAFスポット信号をAF演算処理回路16内のフィールド
メモリに記憶する（ステップ）。その後、CCD12を逆
方向に転送を行なうように駆動する（ステップ）。そ
して、正転送駆動により得られたCCD出力のAFスポット
信号（フィールドメモリより読みだす）と逆転送駆動に
より得られたCCD出力のAFスポット信号との減算を行な
う（ステップ）。このときの減算結果は第７図に示す
ようになる。ここで、ある基準時刻から減算結果の最大
値までの時間をt1,ある基準時刻から減算結果の最少値
までの時間をt2とすると、t1−t2が正であるか負である
かにより、前ピン／後ピンを判定することができる。こ
のように、AFスポット信号の減算結果の最大値，最少値
を更に減算して、ピントを判定する（ステップ）。t1
−t2が正である場合、これを解消すべく例えばAF用のモ
ータを正方向に駆動する（ステップ）。そして、CCD
出力の減算結果の最大値をVAFとした場合、この最大値V
AFが所定の値VS以下になったときに合焦とみなすことに
する。従って、VAF＞VSの間はモータを駆動し続ける
（ステップ）。そして、合焦と判断されたら、モータ
を停止する。
明する。まず、CCD12を正方向に転送を行なうように駆
動する（ステップ）。そして、このときのCDC12の出
力のAFスポット信号をAF演算処理回路16内のフィールド
メモリに記憶する（ステップ）。その後、CCD12を逆
方向に転送を行なうように駆動する（ステップ）。そ
して、正転送駆動により得られたCCD出力のAFスポット
信号（フィールドメモリより読みだす）と逆転送駆動に
より得られたCCD出力のAFスポット信号との減算を行な
う（ステップ）。このときの減算結果は第７図に示す
ようになる。ここで、ある基準時刻から減算結果の最大
値までの時間をt1,ある基準時刻から減算結果の最少値
までの時間をt2とすると、t1−t2が正であるか負である
かにより、前ピン／後ピンを判定することができる。こ
のように、AFスポット信号の減算結果の最大値，最少値
を更に減算して、ピントを判定する（ステップ）。t1
−t2が正である場合、これを解消すべく例えばAF用のモ
ータを正方向に駆動する（ステップ）。そして、CCD
出力の減算結果の最大値をVAFとした場合、この最大値V
AFが所定の値VS以下になったときに合焦とみなすことに
する。従って、VAF＞VSの間はモータを駆動し続ける
（ステップ）。そして、合焦と判断されたら、モータ
を停止する。
また、t1−t2が負である場合、これを解消すべく例え
ばAF用のモータを負方向に駆動する（ステップ）。そ
して、VAF＞VSの間はモータを駆動し続ける（ステップ
）。その後、合焦と判断されたら、モータを停止す
る。
ばAF用のモータを負方向に駆動する（ステップ）。そ
して、VAF＞VSの間はモータを駆動し続ける（ステップ
）。その後、合焦と判断されたら、モータを停止す
る。
第８図にAF用のモータ駆動によるAFスポット信号の減
算結果の変化の様子を示す。第８図（Ａ）は前ピンと判
断された瞬間の状態である。そして、モータが駆動さ
れ、ピントが合うに従いVAFが小さくなると共にt1とt2
の差が小さくなってゆく（第８図（Ｂ））。そして、V
AFが所定の値VSより小さくなった時点（第８図（Ｃ））
で、合焦とみなし、モータを停止させるようにする。
尚、このVSをなるべく小さくすることが、AFの精度を向
上させることにつながる。
算結果の変化の様子を示す。第８図（Ａ）は前ピンと判
断された瞬間の状態である。そして、モータが駆動さ
れ、ピントが合うに従いVAFが小さくなると共にt1とt2
の差が小さくなってゆく（第８図（Ｂ））。そして、V
AFが所定の値VSより小さくなった時点（第８図（Ｃ））
で、合焦とみなし、モータを停止させるようにする。
尚、このVSをなるべく小さくすることが、AFの精度を向
上させることにつながる。
また、前ピン／後ピン判定，合焦判定に使用したCCD
出力を、微分して得られる立上り若しくは立下り信号を
使用することで、信号の幅が小さくなり、精度が更に向
上する。
出力を、微分して得られる立上り若しくは立下り信号を
使用することで、信号の幅が小さくなり、精度が更に向
上する。
ここで、CCD出力に含まれる可視光のAFスポット信号
を外乱光（可視光）成分から抽出する方法について第９
図を参照して説明する。
を外乱光（可視光）成分から抽出する方法について第９
図を参照して説明する。
第９図（Ａ）はCCD出力から得られる１フィールド分
のＹ（輝度）信号であり、振幅が明るさを表わしてい
る。第９図（Ｂ）はＣ（色）信号であり、色副搬送波に
対する位相の違いで色相を表わしている。そこで、発光
素子11Aから照射する光の色に応じた位相フィルタでＣ
信号をフィルタリングすると、第９図（Ｃ）のようにAF
スポットの部分だけの信号が得られる。そして、高周波
ノイズ除去及び最小スポット幅以上の高周波成分除去の
ためのLPFを通過後のＹ信号（第９図（Ｄ））を、位相
フィルタ通過後のＣ信号でゲーティングすると、第９図
（Ｅ）に示すようにAFスポット信号のみが得られる。
のＹ（輝度）信号であり、振幅が明るさを表わしてい
る。第９図（Ｂ）はＣ（色）信号であり、色副搬送波に
対する位相の違いで色相を表わしている。そこで、発光
素子11Aから照射する光の色に応じた位相フィルタでＣ
信号をフィルタリングすると、第９図（Ｃ）のようにAF
スポットの部分だけの信号が得られる。そして、高周波
ノイズ除去及び最小スポット幅以上の高周波成分除去の
ためのLPFを通過後のＹ信号（第９図（Ｄ））を、位相
フィルタ通過後のＣ信号でゲーティングすると、第９図
（Ｅ）に示すようにAFスポット信号のみが得られる。
以上のような構成にすることで、投光手段11を付加す
るだけで、正確，迅速なTTL方式のAFを実行することが
可能になる。
るだけで、正確，迅速なTTL方式のAFを実行することが
可能になる。
次に、投光手段11が赤外光を照射する実施例について
説明する。被写体には様々な色，明るさが有り、可視光
によるアクティブ測距が適さない場合もある。そこで、
投光手段11から赤外光を照射することもできる。第10図
は赤外光の照射を行なう場合の実施例の概略構成を示す
構成図である。この図で、第１図と同一物には同一番号
を付し、説明は省略する。第１図と異なる点は、投光手
段11が赤外光を照射することと、フィルタを駆動するフ
ィルタ駆動部30及びこのフィルタ駆動部30による駆動さ
れるフィルタ31を備えている点である。このフィルタ31
は交互に使用可能な赤外線透過フィルタと赤外線カット
フィルタとから構成されており、フィルタ駆動部30によ
り測距時は赤外線透過フィルタ，通常露光時は赤外線カ
ットフィルタが選択的に使用される。一般に、CCDは赤
外領域にまで感度を有しており、通常の露光を行なう際
は赤外線カットフィルタが使用されている。そこで、本
実施例では、測距時は赤外線を使用し、可視光などの外
乱光の影響を避けるようにしている。このような実施例
では、前述の第９図のようなＣ信号でのゲーティングに
よるAFスポットの抽出は必要ない。
説明する。被写体には様々な色，明るさが有り、可視光
によるアクティブ測距が適さない場合もある。そこで、
投光手段11から赤外光を照射することもできる。第10図
は赤外光の照射を行なう場合の実施例の概略構成を示す
構成図である。この図で、第１図と同一物には同一番号
を付し、説明は省略する。第１図と異なる点は、投光手
段11が赤外光を照射することと、フィルタを駆動するフ
ィルタ駆動部30及びこのフィルタ駆動部30による駆動さ
れるフィルタ31を備えている点である。このフィルタ31
は交互に使用可能な赤外線透過フィルタと赤外線カット
フィルタとから構成されており、フィルタ駆動部30によ
り測距時は赤外線透過フィルタ，通常露光時は赤外線カ
ットフィルタが選択的に使用される。一般に、CCDは赤
外領域にまで感度を有しており、通常の露光を行なう際
は赤外線カットフィルタが使用されている。そこで、本
実施例では、測距時は赤外線を使用し、可視光などの外
乱光の影響を避けるようにしている。このような実施例
では、前述の第９図のようなＣ信号でのゲーティングに
よるAFスポットの抽出は必要ない。
第11図は本実施例の概略動作を表わすフローチャート
である。第５図に示した第１実施例の動作と異なる点
は、AF演算処理前にIR（赤外線）透過フィルタを挿入し
（ステップ）、AF演算処理終了後にIRカットフィルタ
を挿入（ステップ）していることである。このため、
測距時は投光手段11から発せられた赤外光のみがフィル
タ31（IR通過フィルタ）を通過してCCD12に到達する。
従って、この赤外光によるAFスポットをCCD12の出力の
Ｙ信号が検出することで、正確な測距が行える。また、
露光時はフィルタ31（IRカットフィルタ）により不要な
赤外線は除去され、通常の露光が行える。
である。第５図に示した第１実施例の動作と異なる点
は、AF演算処理前にIR（赤外線）透過フィルタを挿入し
（ステップ）、AF演算処理終了後にIRカットフィルタ
を挿入（ステップ）していることである。このため、
測距時は投光手段11から発せられた赤外光のみがフィル
タ31（IR通過フィルタ）を通過してCCD12に到達する。
従って、この赤外光によるAFスポットをCCD12の出力の
Ｙ信号が検出することで、正確な測距が行える。また、
露光時はフィルタ31（IRカットフィルタ）により不要な
赤外線は除去され、通常の露光が行える。
第12図はフィルタ31及びフィルタ駆動部30の主要部を
示した構成図である。フィルタ枠31Aに取り付けられたI
Rカットフィルタ31B,IR透過フィルタ31Cとが、フィルタ
駆動部31を構成するプランジャ30A及び図示しないバネ
等によって駆動される。この図の（Ａ）ではIR透過フィ
ルタ31Cがセットされた状態であり、（Ｂ）ではIRカッ
トフィルタ31Cがセットされた状態である。尚、これ以
外の構造であっても、２種類のフィルタを瞬時に入れ替
え可能であれば、本実施例に適用することができる。
尚、第13図はIRカットフィルタ31BとIR透過フィルタ31C
との透過特性を示した特性図である。このような、特性
のフィルタを使用することにより、通常の露光と赤外線
による測距とが、専用の受光素子を使用せずに行える。
示した構成図である。フィルタ枠31Aに取り付けられたI
Rカットフィルタ31B,IR透過フィルタ31Cとが、フィルタ
駆動部31を構成するプランジャ30A及び図示しないバネ
等によって駆動される。この図の（Ａ）ではIR透過フィ
ルタ31Cがセットされた状態であり、（Ｂ）ではIRカッ
トフィルタ31Cがセットされた状態である。尚、これ以
外の構造であっても、２種類のフィルタを瞬時に入れ替
え可能であれば、本実施例に適用することができる。
尚、第13図はIRカットフィルタ31BとIR透過フィルタ31C
との透過特性を示した特性図である。このような、特性
のフィルタを使用することにより、通常の露光と赤外線
による測距とが、専用の受光素子を使用せずに行える。
尚、AFスポット信号の検出は特定の１本の水平走査線
から行なっても良いが、連続する複数の水平走査線で加
算，平均してから行なっても良い。このような加算，平
均を行なうと、水平走査線間の相関によるノイズ成分が
減少し、SN比が向上するといったメリットがある。尚、
赤外光を使用すると、可視光の場合とピント位置が若干
異なるが、光学的なフィルタの厚み若しくはAFスポット
信号の電気的な位相調整等による補正を行なえば問題は
ない。
から行なっても良いが、連続する複数の水平走査線で加
算，平均してから行なっても良い。このような加算，平
均を行なうと、水平走査線間の相関によるノイズ成分が
減少し、SN比が向上するといったメリットがある。尚、
赤外光を使用すると、可視光の場合とピント位置が若干
異なるが、光学的なフィルタの厚み若しくはAFスポット
信号の電気的な位相調整等による補正を行なえば問題は
ない。
以上のように、投光手段11から赤外光を照射しても測
距を良好に行える。
距を良好に行える。
次に、ファインダの中心位置以外の位置に投光する場
合について説明する。通常のAFカメラでは、ファインダ
画面の中心でオートフォーカスを行なっていた。しか
し、希望する被写体がファインダ画面の中心にない場合
もある。そこで、本実施例では、ファインダ画面内の任
意の位置でオートフォーカスが行えるように工夫した。
第14図は中心からＢだけずれた位置でオートフォーカス
を実行する場合を示した模式図である。このようにする
には、ミラー11Bの傾き角を調整すれば良い。第14図
（Ｂ）は合焦の場合を示しており、このときのミラー11
Bの傾き角θによる被写体中心からのずれＢと撮像面で
のずれｂとは比例的であり、計算により求めることがで
きる。従って、第15図（Ｂ）に示すように、正転送と逆
転送によるCCD出力が2bずれているものが本来の合焦状
態である。そして、CCD出力の位相差により前ピン（第1
5図（Ａ）），後ピン（第15図（Ｃ））を判断する演算
は、合焦時のずれ2bを考慮する以外は上述の実施例もの
と同じである。
合について説明する。通常のAFカメラでは、ファインダ
画面の中心でオートフォーカスを行なっていた。しか
し、希望する被写体がファインダ画面の中心にない場合
もある。そこで、本実施例では、ファインダ画面内の任
意の位置でオートフォーカスが行えるように工夫した。
第14図は中心からＢだけずれた位置でオートフォーカス
を実行する場合を示した模式図である。このようにする
には、ミラー11Bの傾き角を調整すれば良い。第14図
（Ｂ）は合焦の場合を示しており、このときのミラー11
Bの傾き角θによる被写体中心からのずれＢと撮像面で
のずれｂとは比例的であり、計算により求めることがで
きる。従って、第15図（Ｂ）に示すように、正転送と逆
転送によるCCD出力が2bずれているものが本来の合焦状
態である。そして、CCD出力の位相差により前ピン（第1
5図（Ａ）），後ピン（第15図（Ｃ））を判断する演算
は、合焦時のずれ2bを考慮する以外は上述の実施例もの
と同じである。
第16図はパッシブ方式に応用した場合を模式的に示し
模式図である。この場合は、光学系10の前に遮光板32を
設け、光軸に対して片側の光束だけを通すように構成す
る。このようにした場合の、結像状態は第３図及び第４
図に示した場合と同じになる。尚、この場合の条件とし
て、左右対称形の被写体がファインダ画面中心に存在す
る場合に限られる。また、この場合は、可視光で行なえ
ば良い。従って、いままで述べた実施例の構成に遮光板
32を挿入するだけで、パッシブ方式にも応用することが
可能である。
模式図である。この場合は、光学系10の前に遮光板32を
設け、光軸に対して片側の光束だけを通すように構成す
る。このようにした場合の、結像状態は第３図及び第４
図に示した場合と同じになる。尚、この場合の条件とし
て、左右対称形の被写体がファインダ画面中心に存在す
る場合に限られる。また、この場合は、可視光で行なえ
ば良い。従って、いままで述べた実施例の構成に遮光板
32を挿入するだけで、パッシブ方式にも応用することが
可能である。
（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明では、電荷の転送
方向を正方向若しくは逆方向に切り換えて駆動すること
が可能な固体撮像素子と、固体撮像素子に被写体像を結
ばせる光学系と、光学系を介して被写体に対して光を照
射する投光手段と、固体撮像素子の電荷転送方向を正逆
方向に切り換えて駆動する転送切り換え手段と、投光手
段から照射された光を固体撮像素子で受光し、得られた
画像信号を正方向で読み出した第１の画像出力と逆方向
で読み出した第２の画像出力の位相差を用いて光学系の
ピント位置を求める演算処理回路とを備えるようにし
た。この結果、アクティブ測距であるにもかかわらず、
測距専用の受光部を設けることなく、簡単な構成で測距
が可能であるとともに、測距ポイントを任意の位置に設
定することが可能なオートフォーカス装置を実現するこ
とができる。
方向を正方向若しくは逆方向に切り換えて駆動すること
が可能な固体撮像素子と、固体撮像素子に被写体像を結
ばせる光学系と、光学系を介して被写体に対して光を照
射する投光手段と、固体撮像素子の電荷転送方向を正逆
方向に切り換えて駆動する転送切り換え手段と、投光手
段から照射された光を固体撮像素子で受光し、得られた
画像信号を正方向で読み出した第１の画像出力と逆方向
で読み出した第２の画像出力の位相差を用いて光学系の
ピント位置を求める演算処理回路とを備えるようにし
た。この結果、アクティブ測距であるにもかかわらず、
測距専用の受光部を設けることなく、簡単な構成で測距
が可能であるとともに、測距ポイントを任意の位置に設
定することが可能なオートフォーカス装置を実現するこ
とができる。
第１図は本発明の一実施例のオートフォーカス装置の構
成を示す構成図、 第２図は第１図に示した実施例のオートフォーカス装置
に使用するCCDの構成図、 第３図は第１図に示した実施例のオートフォーカス装置
の動作状態を説明するための説明図、 第４図は第１図に示した実施例のオートフォーカス装置
の結像状態を説明するための説明図、 第５図は第１図に示した実施例のオートフォーカス装置
の概略動作状態を説明するためのフローチャート、 第６図は第１図に示した実施例のオートフォーカス装置
の詳細な動作状態を説明するためのフローチャート、 第７図は第１図に示した実施例のオートフォーカス装置
のピント位置を検出する際の詳細な動作状態を説明する
ための説明図、 第８図は第１図に示した実施例のオートフォーカス装置
のピント状態を検出する際の詳細な動作状態を説明する
ための説明図、 第９図は第１図に示した実施例のオートフォーカス装置
のAFスポット信号を生成する際の状態を説明するための
説明図、 第10図は本発明の他の実施例の構成を示す構成図、 第11図は第10図に示した実施例のオートフォーカス装置
の概略動作状態を説明するためのフローチャート、 第12図は第10図に示した実施例のオートフォーカス装置
に使用する主要部品の構成を示す構成図、 第13図は第10図に示した実施例のオートフォーカス装置
に使用するフィルタの特性を示す構成図、 第14図は更に他の実施例のオートフォーカス装置の動作
状態を説明するための説明図、 第15図は第14図に示した実施例のオートフォーカス装置
の結像状態を説明するための説明図、 第16図は更に他の実施例のオートフォーカス装置の動作
状態を説明するための説明図、 第17図は従来のオートフォーカス装置を概略構成を示す
構成図、 第18図は従来のオートフォーカス装置の他の例の構成を
示す構成図、 第19図は第18図に示したオートフォーカス装置に使用さ
れる受光センサの構成を詳細に示す構成図である。 10……光学系、11……投光手段 12……CCD、13……アンプ 14……プロセス回路、15……エンコーダ 16……AF演算処理回路 17……制御部、18……CCDドライバ 19……AFモータ
成を示す構成図、 第２図は第１図に示した実施例のオートフォーカス装置
に使用するCCDの構成図、 第３図は第１図に示した実施例のオートフォーカス装置
の動作状態を説明するための説明図、 第４図は第１図に示した実施例のオートフォーカス装置
の結像状態を説明するための説明図、 第５図は第１図に示した実施例のオートフォーカス装置
の概略動作状態を説明するためのフローチャート、 第６図は第１図に示した実施例のオートフォーカス装置
の詳細な動作状態を説明するためのフローチャート、 第７図は第１図に示した実施例のオートフォーカス装置
のピント位置を検出する際の詳細な動作状態を説明する
ための説明図、 第８図は第１図に示した実施例のオートフォーカス装置
のピント状態を検出する際の詳細な動作状態を説明する
ための説明図、 第９図は第１図に示した実施例のオートフォーカス装置
のAFスポット信号を生成する際の状態を説明するための
説明図、 第10図は本発明の他の実施例の構成を示す構成図、 第11図は第10図に示した実施例のオートフォーカス装置
の概略動作状態を説明するためのフローチャート、 第12図は第10図に示した実施例のオートフォーカス装置
に使用する主要部品の構成を示す構成図、 第13図は第10図に示した実施例のオートフォーカス装置
に使用するフィルタの特性を示す構成図、 第14図は更に他の実施例のオートフォーカス装置の動作
状態を説明するための説明図、 第15図は第14図に示した実施例のオートフォーカス装置
の結像状態を説明するための説明図、 第16図は更に他の実施例のオートフォーカス装置の動作
状態を説明するための説明図、 第17図は従来のオートフォーカス装置を概略構成を示す
構成図、 第18図は従来のオートフォーカス装置の他の例の構成を
示す構成図、 第19図は第18図に示したオートフォーカス装置に使用さ
れる受光センサの構成を詳細に示す構成図である。 10……光学系、11……投光手段 12……CCD、13……アンプ 14……プロセス回路、15……エンコーダ 16……AF演算処理回路 17……制御部、18……CCDドライバ 19……AFモータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−204011（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−77710（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G02B 7/28
Claims (1)
- 【請求項１】電荷の転送方向を正方向若しくは逆方向に
切り換えて駆動することが可能な固体撮像素子と、 前記固体撮像素子に被写体像を結ばせる光学系と、 前記光学系を介して被写体に対して光を照射する投光手
段と、 前記固体撮像素子の電荷転送方向を正逆方向に切り換え
て駆動する転送切り換え手段と、 前記投光手段から照射された光を前記固体撮像素子で受
光し、得られた画像信号を正方向で読み出した第１の画
像出力と逆方向で読み出した第２の画像出力の位相差を
用いて前記光学系のピント位置を求める演算処理回路 とを備えたことを特徴とするオートフォーカス装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2081829A JP2868834B2 (ja) | 1990-03-29 | 1990-03-29 | オートフォーカス装置 |
| US07/665,783 US5148210A (en) | 1990-03-29 | 1991-03-07 | Automatic focusing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2081829A JP2868834B2 (ja) | 1990-03-29 | 1990-03-29 | オートフォーカス装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03280005A JPH03280005A (ja) | 1991-12-11 |
| JP2868834B2 true JP2868834B2 (ja) | 1999-03-10 |
Family
ID=13757366
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2081829A Expired - Fee Related JP2868834B2 (ja) | 1990-03-29 | 1990-03-29 | オートフォーカス装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5148210A (ja) |
| JP (1) | JP2868834B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5434632A (en) * | 1993-03-22 | 1995-07-18 | U.S. Philips Corporation | Image projection apparatus with a autofocusing system |
| US7701498B2 (en) * | 2002-12-20 | 2010-04-20 | Panasonic Corporation | Solid-state image pickup device, drive method therefor and camera |
| US8760563B2 (en) | 2010-10-19 | 2014-06-24 | Hand Held Products, Inc. | Autofocusing optical imaging device |
| US8692927B2 (en) | 2011-01-19 | 2014-04-08 | Hand Held Products, Inc. | Imaging terminal having focus control |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4384199A (en) * | 1979-09-27 | 1983-05-17 | Canon Kabushiki Kaisha | Incident position detector for radiation beam |
| US4490037A (en) * | 1982-08-18 | 1984-12-25 | Eastman Kodak Company | Image sensor and rangefinder device having background subtraction with bridge network |
-
1990
- 1990-03-29 JP JP2081829A patent/JP2868834B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-03-07 US US07/665,783 patent/US5148210A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5148210A (en) | 1992-09-15 |
| JPH03280005A (ja) | 1991-12-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3975395B2 (ja) | カメラシステム | |
| JP5020651B2 (ja) | 撮像装置及び撮像システム | |
| KR101395015B1 (ko) | 카메라, 초점 검출방법, 및 제어방법 | |
| JP2772028B2 (ja) | 多点測距自動焦点カメラ | |
| JP2959142B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
| JP2002365517A (ja) | 撮影レンズのピント状態検出装置 | |
| JP2001141982A (ja) | 電子カメラの自動焦点調節装置 | |
| JP2868834B2 (ja) | オートフォーカス装置 | |
| JP2002365524A (ja) | オートフォーカス装置及びそれを用いた撮像装置 | |
| JPH09211308A (ja) | 自動焦点撮像装置の被写体検出機構 | |
| JPH07270674A (ja) | 合焦検出装置 | |
| JP2001141984A (ja) | 電子カメラの自動焦点調節装置 | |
| JP4209660B2 (ja) | デジタルカメラおよびカメラシステム | |
| US5652925A (en) | Image sensor system and auto-focus detection device | |
| JPH07287162A (ja) | 自動焦点調節手段を有した画像入力装置 | |
| JP2001141983A (ja) | 電子カメラの自動焦点調節装置 | |
| JP2009109792A (ja) | オートフォーカス装置及びこれを用いるカメラ | |
| JP2004258085A (ja) | オートフォーカスシステム | |
| JPH03117182A (ja) | ビデオカメラ | |
| JP2523011B2 (ja) | オ―トフォ―カスカメラ | |
| JP4928236B2 (ja) | 撮像装置及び撮像システム | |
| JP2009031562A (ja) | 受光素子、受光装置、焦点検出装置、カメラ | |
| JP2001141985A (ja) | 電子カメラ | |
| JP4608728B2 (ja) | 焦点検出装置 | |
| JP3232566B2 (ja) | 自動焦点調節装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |