JP3036067B2

JP3036067B2 - カメラ装置

Info

Publication number: JP3036067B2
Application number: JP2322103A
Authority: JP
Inventors: 伸一加藤
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1990-11-26
Filing date: 1990-11-26
Publication date: 2000-04-24
Anticipated expiration: 2015-04-24
Also published as: JPH04190310A

Description

【発明の詳細な説明】以下の順序で本発明を説明する。

Ａ産業上の利用分野Ｂ発明の概要Ｃ従来の技術Ｄ発明が解決しようとする課題Ｅ課題を解決するための手段Ｆ作用Ｇ実施例 G₁一実施例の構成の説明 G₂一実施例の動作の説明Ｈ発明の効果Ａ産業上の利用分野本発明は、電子スチルカメラに適用して好適なカメラ
装置に関し、特にオートフォーカス機構が取付けられた
カメラ装置に関する。

Ｂ発明の概要本発明は、オートフォーカス機構により自動的なフォ
ーカス制御が行われるズームレンズ付きカメラ装置にお
いて、ズームレンズの焦点距離調整が終わったときに、
焦点距離が変化した分のフォーカス位置の補正を行うと
共に、合焦状態でないときにはフォーカス調整を行うよ
うにして、撮影時のフォーカス調整が良好に行えるよう
にしたものである。

Ｃ従来の技術従来、静止画像を電気的な映像信号として磁気ディス
クに記録するいわゆる電子スチルカメラが各種開発され
ている。この電子スチルカメラは、通常の銀塩フィルム
を使用したスチルカメラと同様に、撮影レンズのフォー
カスリング等を移動させて、フォーカス調整を行う必要
がある。この場合、オートフォーカス機構により自動的
なフォーカス調整ができるようにしたものがある。この
オートフォーカス機構としては、従来は何らかの方法に
よりカメラから被写体までの距離を検出し、この距離情
報に応じて撮影レンズのフォーカスリングを移動させる
ようにしていた。

一方、ビデオカメラにおいては、撮像信号自体からオ
ートフォーカス制御のためのフォーカス情報を検出し、
距離を検出することなくオートフォーカス制御を行うよ
うにしたものがある（特開昭57−208520号公報等参
照）。即ち、レンズのフォーカス調整が適正であるとき
には、被写体の輪郭が鮮明に撮影できているため、撮像
信号に高域の周波数成分が含まれる。これに対して、レ
ンズのフォーカス調整が適正でないときには、被写体の
輪郭がぼけて撮影され、撮像信号に高周波成分が含まれ
なくなる。従って、撮像信号中の高周波成分の量を検出
することで、現在のフォーカス調整状態が適正か否かが
検出でき、オートフォーカス制御が行われる。

ここで、上述した電子スチルカメラにおいてもビデオ
カメラと同様に固体撮像素子等を使用して電気的な撮像
信号を得るものであるので、この撮像信号自体からオー
トフォーカス制御のためのフォーカス情報を検出する方
式が適用できる。このオートフォーカス方式を電子スチ
ルカメラに適用することで、カメラから被写体までの距
離を検出する必要がなくなり、オートフォーカス機構が
銀塩フィルムを使用したスチルカメラよりも簡単に構成
できる。

Ｄ発明が解決しようとする課題ところで、この種のカメラに装着される撮影レンズと
して、ズームレンズが広く使用されている。このズーム
レンズを撮影レンズとして使用することで、焦点距離を
連続的に変化させることができ、例えば広角から望遠ま
で任意の画角で撮影することが可能になる。

ところで、このズームレンズの場合には、焦点距離を
変化させると、フォーカス位置も変化してしまう不都合
があった。即ち、焦点距離を変化させる前に、被写体に
正確に合焦していて、カメラからの被写体までの距離に
変化がなくても、焦点距離を変化させると、被写体に合
焦しなくなることがある。一般のズームレンズでは、こ
のような焦点のずれが発生するのを防止するために、焦
点距離調整用のズームリングを回動させると、カム溝等
による機構部品で、フォーカス調整用のレンズを少しず
つ移動させるようにして、焦点距離の変化に連動して、
フォーカス位置の補正を行うことが行われる。

ところが、このカム溝等の機構部品よりなるフォーカ
ス位置の補正機構は、比較的複雑な構成であり、レンズ
装置の構成がそれだけ複雑化してしまうと共に、レンズ
装置（即ちカメラ装置）の重量や容積も増加してしまう
不都合があった。

また、単にフォーカス位置の補正をしただけでは、焦
点距離の調整後に被写体に正確に合焦しているとは限ら
なかった。即ち、焦点距離の調整を行う前に被写体に合
焦していない場合には、フォーカス位置の補正をして
も、被写体に合焦せず、フォーカス位置の補正とは別に
合焦させるためのフォーカス位置の調整を必要とする不
都合があった。

本発明はかかる点に鑑み、簡単な構成でズームレンズ
のフォーカス位置の補正ができ、さらに迅速に被写体に
合焦させることのできるスチルカメラを提供することを
目的とする。

Ｅ課題を解決するための手段本発明は、例えば第１図及び第２図に示すように、入
射された光学像を拡大するズームレンズ（12）と、入射
された光学像の焦点を合わせるマスターレンズ（13）
と、このマスターレンズ（13）を駆動するモータ（35）
と、ズームレンズ（12）及びマスターレンズ（13）を通
して入射された光学像を電気信号に変換する光電変換部
（21）と、入射された光学像の合焦状態を検出する合焦
検出手段（31），（32），（33）とを備え、合焦検出手
段（31），（32），（33）の検出結果に基づいてモータ
（37）を駆動してマスターレンズ（13）を移動させるこ
とにより、自動的に焦点合わせを行うようにしたカメラ
装置において、ズームレンズ（12）の状態を検出するズ
ームレンズ状態検出手段（38）と、マスターレンズ（1
3）の位置を検出する合焦用レンズ位置検出手段（36）
と、ズームレンズ（12）の位置に対して光学像の焦点が
合うマスターレンズ（13）の位置を記憶する記憶手段
（40）と、光電変換部（21）の出力信号より得られた映
像信号の高周波成分を検波する高周波成分検波回路（3
0）〜（33）とを備え、高周波成分検波回路（30）〜（3
3）によって所定レベル以上の高周波成分が検波され、
さらにズームレンズ状態検出手段（39）によってズーム
レンズ（12）が焦点距離の長い第１の状態から焦点距離
の短い第２の状態への移動が検出された際に、ズームレ
ンズ状態検出手段（39）によって検出されたズームレン
ズ（12）の位置に対応するマスターレンズ（13）の位置
を記憶手段（40）より得て、この位置にマスターレンズ
（13）を移動させることにより焦点を合わせ、高周波成
分検波回路（30）〜（33）によって所定レベル以上の高
周波成分が検波されず、さらにズームレンズ状態検出手
段（39）によってズームレンズ（12）が第１の状態から
第２の状態への移動または第２の状態から第１の状態へ
の移動が検出された際に、光電変換部（21）の出力信号
より得られた映像信号に基づいて、合焦位置を検出して
焦点を合わせるようにしたものである。

Ｆ作用このようにしたことで、撮影して得た映像信号中の高
周波成分が所定レベル以上で被写体に合焦しているとき
に、ズームレンズの焦点距離が長い状態から短い状態
（即ち望遠側から広角側）に変化すると、記憶手段に記
憶された一定の対応データに基づいて合焦用レンズの焦
点位置の調整が行われ、焦点距離を変化させる前に焦点
が合っていた被写体に焦点が合い続ける。そして、撮影
して得た映像信号中の高周波成分が所定レベル以下で被
写体に合焦していないときに、ズームレンズの焦点距離
が長い状態から短い状態に変化すると、自動的な焦点合
わせが行われ、被写体に焦点が合うようになる。さら
に、ズームレンズの焦点距離が短い状態から長い状態
（即ち広角側から望遠側）に変化すると、常に自動的な
焦点合わせが行われ、被写体に焦点が合うようになる。

Ｇ実施例以下、本発明の一実施例を、添付図面を参照して説明
する。

G₁一実施例の構成の説明第１図において（10）は撮影レンズ全体を示し、この
撮影レンズ（10）は、固定されたフロントレンズ（11）
と、焦点距離の調整（即ち画角の調整）を行うズームレ
ンズ（12）と、焦点の調整（即ちフォーカスの調整）を
行うマスターレンズ（13）とを備え、マスターレンズ
（13）が最も結像面側にあるインナーフォーカス方式の
レンズ装置として構成してある。この場合、この撮影レ
ンズ（10）には、ズームレンズ（12）による焦点距離の
調整時に、機械的にフォーカス位置（ピントの合う位
置）が一定となるようにマスターレンズ（13）を移動さ
せる機構は備えていない。

そして、この撮影レンズ（10）を通した像光を、固体
撮像素子（以下CCDイーメージャと称する）（21）のフ
ェーズプレートに結像させ、このCCDイメージャ（21）
で電気的な撮像信号に変換し、この撮像信号を撮像信号
処理回路（22）で所定の映像信号に変換し、この映像信
号を記録回路（23）に供給する。そして、この記録回路
（23）で記録用の処理をした後、磁気ディスク（25）に
近接して配された磁気ヘッド（24）に記録用の映像信号
を供給し、磁気ディスク（25）に１フィールド或いは１
フレーム分の静止画像の映像信号を記録させる。

また、図中（30）はこのカメラでの撮影を制御する中
央制御装置（CPU）を示し、この中央制御装置（30）は
撮影した画像が合焦状態にあるか否か判断できるように
してある。即ち、撮像信号処理回路（22）で得た撮像信
号をハイパスフィルタ（31）を介して積分回路（32）に
供給し、撮像信号の高域の周波数成分だけを積分回路
（32）にて積分させる。この積分回路（32）は、撮像信
号に含まれる高域成分を１画面分積分する回路である。
そして、積分回路（32）が出力する積分値データをアナ
ログ・デジタル変換器（33）に供給し、このアナログ・
デジタル変換器（33）によりデジタルデータに変換した
後、中央制御装置（30）に供給する。

そして、中央制御装置（30）では、供給される積分値
データを判別して、ハイパスフィルタ（31）で抽出され
る高周波成分の積分値が最も大きくなるように、焦点調
整を行う。即ち、中央制御装置（30）はドライブ回路
（34）を介してマスターレンズ（13）を移動させるモー
タ（35）の制御ができるようにしてあり、自動的な焦点
調整を行うときに、高域成分の積分値が最も大きくなる
ように、モータ（35）でマスターレンズ（13）を移動さ
せる。この場合本例においては、後述するようにこの自
動的な焦点調整を、ズームレンズ（12）により焦点距離
を短くさせる画角の調整が終了したときと、合焦状態で
ないときに焦点距離を長くさせる画角の調整が終了した
ときと、シャッタが半押し状態であるときだけに行うよ
うにしてある。

なお、モータ（35）で駆動されるマスターレンズ（1
3）の位置を、マスターレンズ位置検出部（36）で検出
するようにしてあり、この検出データの中央制御装置
（30）への供給により、中央制御装置（30）側でマスタ
ーレンズ（13）の位置を常に判断できるようにしてあ
る。

また本例においては、ズームレンズ（12）による画角
（焦点距離）の調整も中央制御装置（30）の制御で行う
ようにしてある。即ち、中央制御装置（30）はドライブ
回路（37）を介してズームレンズ（12）を移動させるモ
ータ（38）の制御ができるようにしてあり、中央制御装
置（30）に接続されたズームスイッチ（41）が操作され
ることで、モータ（38）によりズームレンズ（12）を移
動させて、望遠側又は広角側に焦点距離を調整できるよ
うにしてある。この場合、モータ（38）で駆動されるズ
ームレンズ（12）の位置を、ズームレンズ位置検出部
（39）で検出するようにしてあり、この検出データの中
央制御装置（30）への供給により、中央制御装置（30）
側でズームレンズ（12）の位置を常に判断できるように
してある。

また図中（40）は中央制御装置（30）に接続された不
揮発性のメモリを示し、このメモリ（40）には焦点距離
を変化させたときに合焦状態が維持されるフォーカス位
置の情報が予め記憶させてある。即ち、ズームレンズは
焦点距離を変化させると合焦点が変化するが、この変化
量の情報が各フォーカス位置毎に記憶させてある。この
ため、例えば或る被写体に合焦している状態でズームレ
ンズ（12）により焦点距離を望遠側から広角側に変化さ
せたとき、この被写体に合焦させ続けるためのマスター
レンズ（13）の調整量が、このメモリ（40）の記憶情報
より判る。

そして、このメモリ（40）に記憶された調整情報を、
合焦状態でズームレンズ（12）により焦点距離を短くさ
せるように調整されたとき（即ち画角が広角側になるよ
うに調整されたとき）に、中央制御装置（30）の制御で
読出す。そして、この合焦状態で焦点距離を短くさせる
ような調整が終了した時点（即ちズームレンズ（12）の
駆動用モータ（38）が停止した時点）で、マスターレン
ズ（13）を駆動させるモータ（35）のドライブ回路（3
4）に、読出された調整情報に基づいた駆動制御データ
を供給し、フォーカス位置（ピントの合う位置）が一定
となるように、マスターレンズ（13）を移動させる。

また図中（42）はシャッタスイッチを示し、このシャ
ッタスイッチ（42）は中央制御装置（30）と接続してあ
り、シャッタスイッチ（42）が押されることで、中央制
御装置（30）が撮影のための所定の動作制御を行い、磁
気ディスク（25）への映像信号の記録を行う。この場
合、このシャッタスイッチ（42）は、半分だけ押された
半押し状態と完全に押された状態と押されていない状態
との３状態の区別ができるようにしてあり、完全に押さ
れた状態で撮影が行われるようにしてある。また、半押
し状態となったときには、上述した自動的な焦点調整を
行うようにしてある。

G₂一実施例の動作の説明次に、本例のスチルカメラ装置により撮影を行う際の
フォーカス制御を中心にした動作を、第２図のフローチ
ャートを参照して説明する。

本例においては、撮影前に行う自動的なフォーカス調
整を、ズームレンズ（12）により焦点距離を変化させる
画角の調整が終了したときと、シャッタが半押し状態で
あるときに行うようにしてある。即ち中央制御装置（3
0）は、第２図のフローチャートに示すように、高周波
成分検波回路としてのハイパスフィルタ（31），積分回
路（32），アナログ・デジタル変換器（33）を介して供
給される積分値データにより、現在撮影レンズ（10）が
被写体に合焦しているか否か判断する（ステップ10
1）。そして、被写体に合焦していると判断したときに
は、ズームレンズ位置検出部（38）から供給されるデー
タにより、ズームレンズ（12）が焦点距離を短くさせる
ように（望遠側から広角側に）動いて停止したか否かを
判断する（ステップ102及び103）。そして、焦点距離を
短くさせるように動いて停止したと判断したときには、
メモリ（40）に記憶された調整情報に基づいて、フォー
カス位置が一定となるように、マスターレンズ（13）を
移動させ、同一位置にある被写体への合焦状態が連続し
て行われるようにする（ステップ104）。

そして、このフォーカス位置が一定となるようなフォ
ーカス位置の補正が行われた後に、再度望遠側から広角
側に画角調整が行れたか否か判断する（ステップ10
3）。そして、画角調整が行われていない（即ちフォー
カス位置の補正が行われてから画角に変化がない）と判
断したとき、中央制御装置（30）の制御で、アナログ・
デジタル変換器（33）側から供給される積分値データを
判断しながら、ドライブ回路（36）によりモータ（37）
を駆動させてマスターレンズ（13）を移動させ、積分値
が最大になる位置でマスターレンズ（13）を停止させ、
合焦状態とさせる（ステップ105）。

そしてステップ101で、中央制御装置（30）に供給さ
れる積分値データにより、現在撮影レンズ（10）が被写
体に合焦していないと判断したときには、ズームレンズ
（12）が焦点距離を短くさせるように動いて停止したか
否かを判断する（ステップ106）。そして、焦点距離を
短くさせるように動いて停止したと判断したときには、
中央制御装置（30）がアナログ・デジタル変換器（33）
側から現在供給される積分値データを判断しながら、ド
ライブ回路（36）によりモータ（37）を駆動させてマス
ターレンズ（13）を移動させ、積分値が最大になる位置
でマスターレンズ（13）を停止させ、合焦状態とさせる
（ステップ107）。

また、このときに焦点距離を短くさせるようには動い
ていないと判断したときには、続いてズームレンズ（1
2）が焦点距離を長くさせるように動いて停止したか否
かを判断する（ステップ108）。そして、焦点距離を長
くさせるように（広角側から望遠側に）動いて停止した
と判断したときにも、中央制御装置（30）がアナログ・
デジタル変換器（33）側から現在供給される積分値デー
タを判断しながら、ドライブ回路（36）によりモータ
（37）を駆動させてマスターレンズ（13）を移動させ、
積分値が最大になる位置でマスターレンズ（13）を停止
させ、合焦状態とさせる（ステップ107）。

なお、ステップ101での現在撮影レンズ（10）が被写
体に合焦しているか否かの判断で、被写体に合焦してい
ると判断した場合に、ステップ102でズームレンズ（1
2）が焦点距離を短くさせるように動いていないと判断
したときも、ズームレンズ（12）が焦点距離を長くさせ
るように動いて停止したか否かを判断し（ステップ10
8）、動いて停止したと判断したとき、中央制御装置（3
0）がアナログ・デジタル変換器（33）側から現在供給
される積分値データを判断しながら、ドライブ回路（3
6）によりモータ（37）を駆動させてマスターレンズ（1
3）を移動させ、積分値が最大になる位置でマスターレ
ンズ（13）を停止させ、合焦状態とさせる（ステップ10
7）。

そしていずれの場合でも、次にズームレンズ（12）が
動いて停止したときまで、このときのマスターレンズ
（13）の位置を維持させ、シャッタスイッチ（42）が完
全に押された時点で撮影して得た映像信号を磁気ディス
ク（25）に記録させる。このため、ズームレンズ（12）
により画角の調整が行われないときには、自動的なフォ
ーカス調整をせずに待機する。

また、第２図のフローチャートには示していないが、
シャッタスイッチ（42）が半押し状態となったときに
も、中央制御装置（30）の制御で自動的な焦点の調整を
行わせる。

このように本例のスチルカメラ装置によると、撮影レ
ンズ（10）として機械的な機構部品による焦点距離調整
時のフォーカス位置補正が行われない簡単な構成にした
にもかかわらず、ズームレンズ（12）の移動による画角
の調整が終了した時点で、フォーカス位置の補正或いは
自動的なフォーカス調整が行われ、ズームレンズ（12）
の移動による画角の調整を行っても、合焦状態から外れ
ることがなく、良好に被写体にピントが合い続ける。即
ち、画角調整を行う前に被写体に合焦している場合に
は、望遠側から広角側に画角調整が行われたとき、撮影
レンズ（10）の被写界深度（ピントの合う範囲）が広く
なるので、焦点距離が変化した分に相当するフォーカス
位置の補正を行えば、連続して合焦状態となり、このフ
ォーカス位置の補正が行われて被写体にピントが合い続
ける。そして、画角調整を行う前に被写体に合焦してい
ない場合に、望遠側から広角側に画角調整が行われたと
きには、このフォーカス位置の補正が行われることな
く、直ちに自動的なフォーカス調整が行われるので、迅
速に被写体に合焦するようになる。従って、例えばファ
インダで撮影状態をモニタしている場合に、ズームレン
ズ（12）による画角の調整をしても、直ちに被写体に合
焦する見易い画像が得られる。

そして、広角側から望遠側に画角調整が行われたとき
には、撮影レンズ（10）の被写界深度が狭くなるので、
単に上述したフォーカス位置の補正をしただけでは合焦
状態となる範囲から外れる虞れがあるが、この場合にも
フォーカス位置の補正が行われることなく、直ちに自動
的なフォーカス調整が行われるので、合焦状態でなくな
る事故が防止される。

そして本例においては、このフォーカス制御が行われ
る場合に、マイクロコンピュータ構成の中央制御装置
（30）による制御で合焦状態となるようにしてあるの
で、撮影レンズ（10）がカム溝等の機構を必要とせず、
撮影レンズ（10）を簡単な構成で小型・軽量とすること
ができ、撮影レンズ（10）が取付けられたカメラ装置を
小型・軽量にすることができる。

また、画角の調整を行ったときだけに自動的なフォー
カス調整が行われるので、撮影前に自動的なフォーカス
調整が行われる回数（時間）が最小限に抑えられる。従
って、自動的なフォーカス調整のための電力消費が最小
限に抑えられ、このカメラ装置を駆動するバッテリ装置
の長寿命化を計ることができる。なお、画角の調整をせ
ずに自動的なフォーカス調整をしたいときには、撮影者
がシャッタスイッチ（42）を半押し状態にすれば良く、
画角の調整と無関係にフォーカス調整をすることも簡単
にできる。

なお、本発明は上述実施例に限らず、その他種々の構
成が取り得ることは勿論である。

Ｈ発明の効果本発明によると、ズームレンズによる画角の調整を行
ったときには、予め記憶された調整情報に基づいて電子
的に合焦状態が維持されるので、撮影レンズに機械的な
フォーカス位置補正手段が必要なく、レンズ装置及びこ
のレンズ装置が取付けられたカメラ装置の構成を簡単に
することができる。この場合、被写体に合焦していない
ときには、フォーカス位置の補正が行われことなく直ち
に自動的なフォーカス調整が行われ、迅速なフォーカス
制御が行える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は第１
図例の説明に供するフローチャート図である。（10）は撮影レンズ、（12）はズームレンズ、（13）は
マスターレンズ、（21）はCCDイメージャ、（22）は撮
影信号処理回路、（25）は磁気ディスク、（30）は中央
制御装置、（31）はハイパスフィルタ、（32）は積分回
路、（34），（36）はドライブ回路、（35），（37）は
モータ、（38）はズームレンズ位置検出部、（39）はマ
スターレンズ位置検出部、（40）はメモリ、（41）はズ
ームスイッチ、（42）はシャッタスイッチである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平４−139431（ＪＰ，Ａ) 特開平４−188124（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−118203（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−113432（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−143309（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−289516（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−121830（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 7/28 - 7/40 G03B 3/00 - 3/12 H04N 5/222 - 5/257

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】入射された光学像を拡大するズームレンズ
と、入射された光学像の焦点を合わせる合焦用レンズと、該合焦用レンズを駆動するモータと、上記ズームレンズ及び上記合焦用レンズを通して入射さ
れた光学像を電気信号に変換する光電変換部と、入射された光学像の合焦状態を検出する合焦検出手段と
を備え、該合焦検出手段の検出結果に基づいて上記モータを駆動
して上記合焦用レンズを移動させることにより、自動的
に焦点合わせを行うようにしたカメラ装置において、上記ズームレンズの状態を検出するズームレンズ状態検
出手段と、上記合焦用レンズの位置を検出する合焦用レンズ位置検
出手段と、上記ズームレンズの位置に対して上記光学像の焦点が合
う上記合焦用レンズの位置を記憶する記憶手段と、上記光電変換部の出力信号より得られた映像信号の高周
波成分を検波する高周波成分検波回路とを備え、上記高周波成分検波回路によって所定レベル以上の高周
波成分が検波され、さらに上記ズームレンズ状態検出手
段によって上記ズームレンズが焦点距離の長い第１の状
態から焦点距離の短い第２の状態への移動が検出された
際に、上記ズームレンズ状態検出手段によって検出され
た上記ズームレンズの位置に対応する上記合焦用レンズ
の位置を上記記憶手段より得て、この位置に上記合焦用
レンズを移動させることにより焦点を合わせ、上記高周波成分検波回路によって所定レベル以上の高周
波成分が検波されず、さらに上記ズームレンズ状態検出
手段によって上記ズームレンズが上記第１の状態から上
記第２の状態への移動または上記第２の状態から上記第
１の状態への移動が検出された際に、上記光電変換部の
出力信号より得られた映像信号に基づいて、合焦位置を
検出して焦点を合わせるようにしたことを特徴とするカ
メラ装置。