JP3335956B2 - Focus adjustment system - Google Patents

Focus adjustment system

Info

Publication number
JP3335956B2
JP3335956B2 JP22130199A JP22130199A JP3335956B2 JP 3335956 B2 JP3335956 B2 JP 3335956B2 JP 22130199 A JP22130199 A JP 22130199A JP 22130199 A JP22130199 A JP 22130199A JP 3335956 B2 JP3335956 B2 JP 3335956B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
focusing
irradiation
optical system
light
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
JP22130199A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2000047100A (en
Inventor
英明 吉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optic Co Ltd
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 by Olympus Optic Co Ltd filed Critical Olympus Optic Co Ltd
Priority to JP22130199A priority Critical patent/JP3335956B2/en
Publication of JP2000047100A publication Critical patent/JP2000047100A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3335956B2 publication Critical patent/JP3335956B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、合焦調節システ
ム、詳しくは、撮像光学系による被写体像の鮮鋭度がよ
り高い方向に該撮像光学系の合焦調節用エレメントを漸
次変位せしめる方式の合焦調節システムにおいて、上記
合焦調節動作を補助光の照射によって行なうものに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a focus adjustment system, and more particularly, to a focus adjustment system in which a focus adjustment element of an imaging optical system is gradually displaced in a direction in which the sharpness of a subject image by the imaging optical system is higher. The present invention relates to a focus adjustment system that performs the focus adjustment operation by irradiating auxiliary light.

【0002】[0002]

【従来の技術】スチルカメラにおいて、コントラスト方
式の自動合焦手段(以下AFと称す)を有するものであ
る場合、通常、所定の輝度を有する被写体の撮影時に
は、被写体からの反射光をテーキングレンズを介して取
り込み、その被写体像の鮮鋭度を測定することによって
合焦点を検出し、合焦動作を行なうことができる。しか
し、低光量の被写体の撮影時には、被写体からの反射光
が少ないため、像の鮮鋭度を測定することができない。
このような場合、従来のカメラでは、ストロボ照射とは
別途に、補助光を被写体に照射しその反射光をテーキン
グレンズを介して取込み、被写体像の鮮鋭度を測定する
ことによって合焦動作を行なっている。
2. Description of the Related Art When a still camera has a contrast type automatic focusing means (hereinafter referred to as AF), when a subject having a predetermined luminance is photographed, reflected light from the subject is usually taken by a taking lens. The focus point can be detected by measuring the sharpness of the subject image and the focusing operation can be performed. However, when photographing a low light quantity subject, the sharpness of the image cannot be measured because the amount of reflected light from the subject is small.
In such a case, in a conventional camera, the focusing operation is performed by irradiating the subject with auxiliary light, taking in the reflected light through a taking lens, and measuring the sharpness of the subject image, separately from strobe irradiation. I do.

【0003】この補助光として赤外光を用いることが考
えられるが、赤外光照射手段を用いる場合、赤外光カッ
トフィルタを除去する除去機構が必要となり、コスト
高、大型化を招いてしまう。
It is conceivable to use infrared light as the auxiliary light. However, if infrared light irradiating means is used, a removing mechanism for removing the infrared light cut filter is required, resulting in high cost and large size. .

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】一方、補助光として可
視光を用いた場合は、上記除去機構が不要となり、赤外
光を用いる場合に比べて、コストの低減及び小型化を図
ることができる。しかしながら、被写体が人物である場
合、補助光が可視光であるために撮影の瞬間に目を閉じ
てしまう恐れがある。本発明の目的は、測距に寄与しな
い無駄な光によって撮影の瞬間に目を閉じてしまうこと
を防止する合焦調節システムを提供することにある。
On the other hand, when the visible light is used as the auxiliary light, the above-mentioned removing mechanism is not required, and the cost and size can be reduced as compared with the case where the infrared light is used. . However, if the subject is a person, eyes may be closed at the moment of shooting because the auxiliary light is visible light. An object of the present invention is to provide a focus adjustment system that prevents eyes from being closed at the moment of photographing due to useless light that does not contribute to distance measurement.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明による合焦調節シ
ステムは、面状の撮像領域をもった撮像機能を有し、撮
像領域内の少なくとも一部分の面状領域が測距またはフ
ォーカシング制御情報化用に専用または兼用の測距領域
として設定されており、当該撮像光学系による像の鮮鋭
度がより高くなる方向に同撮像光学系の合焦調節用エレ
メントを漸次変位せしめる方式の合焦調節システムであ
って、上記測距領域として設定された面状領域より得ら
れる撮像信号から高周波成分を抽出して検波及び該面状
領域に関する積分を施すことにより、上記鮮鋭度に対応
する情報として、該面状領域全体を代表するコントラス
ト値を得るコントラスト信号抽出手段と、上記測距領域
に対応する被写体の照度不足を補うべく、前記撮像光学
系に対して所定のパララックスを有する位置に設けら
れ、前記撮像光学系を介さず被写体に可視光を照射す
、所定の照射パターンの面状の光投射部を有する光源
を備えた補助光照射手段とを備え、該補助光照射手段
は、上記可視光源と投光レンズとを有し、当該補助光照
射手段の照射方向軸と上記撮像光学系の測距視野中心軸
とのなす角α(≠0)と、上記可視光源の光源面の上記
投光レンズによる被写体空間における投影像面と上記撮
像光学系の測距視野中心軸とのなす角βとが、α≦βを
充たすように構成されたことによって、当該補助光の照
射による上記撮像光学系の合焦調節範囲の全域にわたっ
て、当該補助光による被写体照射範囲が上記測距領域に
ほぼ含まれるように設定されてなることを特徴とする。
A focus adjustment system according to the present invention has an imaging function having a planar imaging region, and at least a part of the planar region in the imaging region is used for distance measurement or focusing control information generation. Focus adjustment system that is set as a dedicated or combined distance measurement area, and gradually displaces the focus adjustment element of the imaging optical system in a direction in which the sharpness of an image by the imaging optical system becomes higher. Which is obtained from the planar area set as the distance measuring area.
Extraction of high-frequency components from image signals to be detected and
Corresponding to the above sharpness by integrating over the area
Information representing the entire planar area
A contrast signal extracting means for obtaining a G value, and provided at a position having a predetermined parallax with respect to the imaging optical system so as to compensate for the lack of illuminance of the subject corresponding to the distance measurement area, without passing through the imaging optical system. A light source having a planar light projection unit having a predetermined irradiation pattern for irradiating a subject with visible light
And an auxiliary light irradiating means having a, the auxiliary light irradiation means, and a said visible light source and projection lens, the distance measuring field central axis of the illumination axis and the imaging optical system of the auxiliary light emitting means Α (角 0), and the angle β between the projection image plane of the light source surface of the visible light source in the subject space by the light projecting lens and the center axis of the distance measurement visual field of the imaging optical system is α ≦ Being configured to satisfy β, the entire range of the focus adjustment range of the imaging optical system by irradiation of the auxiliary light is set so that the subject irradiation range by the auxiliary light is substantially included in the distance measurement area. It is characterized by becoming.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】先ず、本発明の実施の形態を説明
するに先立って、図2,図3によって本発明の概念を説
明する。上述したように、本発明は、被写体像の鮮鋭度
のより高い方向、即ち、撮像信号の高周波成分(以下、
コントラスト値と称す)がより多くなる方向に撮像光学
系の合焦調節用エレメントを漸次変位せしめる、所謂コ
ントラスト方式の合焦調節システムにおいて、その合焦
に補助光照射手段を用いるシステムに関するものであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Before describing the embodiments of the present invention, the concept of the present invention will be described with reference to FIGS. As described above, in the present invention, the direction in which the sharpness of a subject image is higher, that is, the high-frequency component
The present invention relates to a so-called contrast-type focus adjustment system in which a focus adjustment element of an imaging optical system is gradually displaced in a direction in which the contrast value increases (hereinafter referred to as a contrast value). .

【0007】このシステムは、像を検出する撮像素子、
および、コントラスト値の検出回路と、合焦調節用エレ
メントである撮像用のフォーカシングレンズを有し、そ
してフォーカシングレンズを含む撮影レンズを介して、
補助光照射手段によって検出される照射パターン63の
反射光をパターンの撮像信号として取込み、その鮮鋭度
を検出して合焦動作を行なうものである。
This system comprises an image sensor for detecting an image,
And, a contrast value detection circuit, having a focusing lens for imaging that is a focus adjustment element, and via a photographing lens including a focusing lens,
The reflected light of the irradiation pattern 63 detected by the auxiliary light irradiation means is captured as a pattern image signal, and its sharpness is detected to perform a focusing operation.

【0008】上記補助光照射手段は、図2(A)に示す
ような所定パターンの面状の光投射部4aを有する、面
光源LED4の光を合焦可能な光投射用結像光学系であ
る投射レンズを介して被写体に向けて照射し、図2
(B)に示すような照射パターン63を画枠61の中央
部に結像させるものとする。なお、上記照射パターン6
3は、上記撮像素子の水平走査方向Hに対して、高周波
成分がより多く検出できるパターンであること、即ち、
水平走査方向Hの走査線に対してパターン輪郭線が解像
可能な範囲で数多く交叉するようなパターンが合焦精度
上好ましい。また、上記照射パターン63は撮影用のフ
ォーカシングレンズの合焦動作に関連し、そのフォーカ
シングレンズ合焦のための変位に伴って、その合焦距離
に、照射パターン63のピントが合致するように上記投
射レンズを変位させるものとする。従って、フォーカシ
ングレンズが合焦方向に変位すると、投射レンズもその
変化に関連して変位し、上記照射パターン63の輪郭の
鮮鋭度がより高くなるように変化する。そして、そのパ
ターン63の輪郭が被写体上で最も鮮鋭になると、フォ
ーカシングレンズもその被写体に合焦している状態とな
る。
The auxiliary light irradiating means is a light projecting optical system having a planar light projecting portion 4a having a predetermined pattern as shown in FIG. 2A and capable of focusing light from the surface light source LED4. Illuminate the subject through a certain projection lens,
It is assumed that an irradiation pattern 63 as shown in FIG. The irradiation pattern 6
3 is a pattern in which more high frequency components can be detected in the horizontal scanning direction H of the image sensor, that is,
A pattern in which a large number of pattern contours cross a scanning line in the horizontal scanning direction H within a resolvable range is preferable in terms of focusing accuracy. Further, the irradiation pattern 63 is related to the focusing operation of the focusing lens for photographing, and the displacement of the focusing lens is focused so that the focus of the irradiation pattern 63 matches the focusing distance. The projection lens is displaced. Therefore, when the focusing lens is displaced in the focusing direction, the projection lens is also displaced in accordance with the change, and changes so that the sharpness of the contour of the irradiation pattern 63 becomes higher. When the contour of the pattern 63 becomes sharpest on the subject, the focusing lens is also focused on the subject.

【0009】図3(A),(B),(C)は、上記照射
パターンの結像状態を示すもので、図3(B)は被写体
距離を、例えば、1.7mとして、フォーカシングレン
ズがその被写体に合焦した状態にあるとすれば、上述の
ように照射パターンもピントの合った状態となり、その
場合の照射パターン63を示すものである。また、図3
(A),(C)はフォーカシングレンズが未合焦状態、
即ち、それぞれ、前ピンまたは後ピンの場合のボケた状
態の照射パターン63′,63″を示す。そして図3
(D),(E),(F)はそれぞれ図3(A),
(B),(C)の各照射パターン63′,63,63″
が撮像素子に入力され、その像の水平走査方向Hに対す
る光量の変化を示すものであって、図3(D)または
(F)は未合焦状態に対するものであるから、その波形
にシャープさがなく、コントラスト値も低い。従って、
引続いて合焦動作が行なわれ、照射パターン63のよう
に最も鮮鋭なパターンとなると、その光量の変化の波形
も図3(E)のようにシャープとなり、コントラスト値
最大となって、フォーカシングレンズの合焦が終了する
ことになる。
FIGS. 3A, 3B, and 3C show the state of image formation of the above-mentioned irradiation pattern. FIG. 3B shows an example in which the focusing distance is set to 1.7 m when the object distance is set to 1.7 m. Assuming that the subject is in focus, the irradiation pattern is also in focus as described above, and shows the irradiation pattern 63 in that case. FIG.
(A) and (C) show that the focusing lens is out of focus.
That is, the irradiation patterns 63 'and 63 "in a blurred state in the case of the front focus and the rear focus, respectively, are shown.
(D), (E), and (F) show FIGS.
Each of the irradiation patterns 63 ', 63, 63 "of (B) and (C)
Shows the change in the amount of light in the horizontal scanning direction H of the image input to the image sensor, and FIG. 3D or 3F is for an unfocused state. No contrast value is low. Therefore,
Subsequently, a focusing operation is performed, and when a sharpest pattern such as the irradiation pattern 63 is obtained, the waveform of the change in the light amount becomes sharp as shown in FIG. Will be completed.

【0010】なお、上記に説明したものでは、補助光照
射手段の投射レンズと撮影用のフォーカシングレンズと
を同一距離で合焦するように対応させて変位させたが、
必ずしも投射レンズを変化させる必要はなく、補助光の
光投射面とその光投射の結像光学系である投射レンズの
主平面との交角が所定の角度(図6,図10のθで示さ
れる)だけ傾けて配設して構成させ、撮像光学系の合焦
調節可能範囲に該当するいずれの距離においても照射パ
ターンのいずれかの部分がピントが合った状態を維持す
るように補助光投射手段を設定すれば、本発明による合
焦調節システムを実現することができる。
In the above description, the projection lens of the auxiliary light irradiating means and the focusing lens for photographing are displaced correspondingly so as to be focused at the same distance.
It is not always necessary to change the projection lens, and the intersection angle between the light projection surface of the auxiliary light and the main plane of the projection lens which is an imaging optical system for the light projection is a predetermined angle (indicated by θ in FIGS. 6 and 10). ) And an auxiliary light projecting means such that any part of the irradiation pattern is kept in focus at any distance corresponding to the focus adjustment range of the imaging optical system. Is set, the focus adjustment system according to the present invention can be realized.

【0011】次に、本発明の第1実施形態による合焦調
節システムについて、図1〜図4によって説明する。図
1に示されるように、上記合焦調節システムの構成は、
撮像光学系の合焦調節用エレメントであるフォーカシン
グレンズ1を含む撮影レンズ(図1に図示せず)と、撮
像素子であるCCD2と、補助光照射手段である合焦の
ための変位が可能な投射レンズ3と面光源であって、所
定のパターンを有する面状の光投射部4aを有するLE
D4(図2(A)参照)と、上記CCD2の撮像信号の
ためのサンプルホールド回路であって、ビデオ記録信号
を出力する前処理回路5と、その前処理回路5の出力の
高周波成分を抽出するバンドパスフィルタBPF6と、
検波回路12と、エリア積分回路7と、上記コントラス
ト値の変化に関連して、フォーカシングレンズ1および
投射レンズ3を駆動するための電気信号を出力するフォ
ーカス駆動制御回路10と、上記フォーカシングレンズ
1と投射レンズ3を合焦方向に変位させるためのレンズ
駆動装置9と、上記LED4のドライブ用であるLED
駆動回路11と、CPU8によって構成されている。
Next, a focus adjustment system according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the configuration of the focus adjustment system is as follows.
A photographing lens (not shown in FIG. 1) including a focusing lens 1 which is a focus adjusting element of the image pickup optical system, a CCD 2 which is an image pickup device, and a displacement for focusing which is an auxiliary light irradiation means are possible. LE that is a projection lens 3 and a surface light source and has a planar light projection unit 4a having a predetermined pattern
D4 (see FIG. 2 (A)), a pre-processing circuit 5 for outputting a video recording signal, and a high-frequency component of the output of the pre-processing circuit 5 are extracted. A band-pass filter BPF6,
A detection circuit 12, an area integration circuit 7, a focus drive control circuit 10 for outputting an electric signal for driving the focusing lens 1 and the projection lens 3 in relation to the change in the contrast value, and the focusing lens 1. A lens driving device 9 for displacing the projection lens 3 in the focusing direction, and an LED for driving the LED 4
It comprises a drive circuit 11 and a CPU 8.

【0012】なお、上記BPF6の代わりに、ハイパス
フィルタHPFで構成してもよい。また、上記エリア積
分回路7は、BPF6の出力である高周波成分が検波回
路12で検波された信号を画枠61の照射パーン63
(図2(B)参照)を含む測距領域62について積分
し、その値をコントラスト値として出力するものであ
る。更に、CPU8は上記の各回路をコントロールする
と同時に上記コントラスト値の変化に基づいてフォーカ
ス駆動のコントロールを行なうものである。上記撮像光
学系、補助光照射光学系およびレンズ駆動装置9の更に
具体的な構成および配置を図4(A),(B)によって
説明する。
Note that a high-pass filter HPF may be used instead of the BPF 6. The area integration circuit 7 outputs a signal obtained by detecting the high frequency component output from the BPF 6 by the detection circuit 12 to the irradiation panel 63 of the image frame 61.
This is to integrate the distance measurement area 62 including (see FIG. 2B) and output the value as a contrast value. Further, the CPU 8 controls each of the above circuits and simultaneously controls the focus driving based on the change in the contrast value. More specific configurations and arrangements of the imaging optical system, the auxiliary light irradiation optical system, and the lens driving device 9 will be described with reference to FIGS.

【0013】撮像光学系の撮影レンズは四群構成のレン
ズであって、第1群のフォーカシングレンズ1は光軸O
方向に合焦のための変位が可能な鏡筒25に固着されて
おり、更に、他の第2〜4群レンズとしてズーミング用
の変倍用バリエータレンズ22と、ピント補正用コンペ
ンセータレンズ23およびリレーレンズ24が光軸Oに
沿って配設され、CCD2は上記レンズ群の結像位置に
カメラ本体(図示せず)に配設されている。一方、補助
光照射手段の投射レンズ3は、光軸O′方向に変位可能
な鏡筒26に固着され、またそのレンズ3に対向して、
その発光面が光軸O′に垂直である面状の光投射部4a
を有するLED4が支持部材31に固着され、更に支持
部材はカメラ本体(図示せず)に支持されている。
The taking lens of the image pickup optical system is a four-group lens, and the focusing lens 1 of the first group has an optical axis O.
The lens is fixed to a lens barrel 25 that can be displaced for focusing in the direction, and further includes a zooming variator lens 22 for zooming, a focus compensator lens 23, and a relay as other second to fourth lens groups. A lens 24 is provided along the optical axis O, and the CCD 2 is provided on a camera body (not shown) at an image forming position of the lens group. On the other hand, the projection lens 3 of the auxiliary light irradiation means is fixed to a lens barrel 26 which can be displaced in the direction of the optical axis O ′.
A planar light projection unit 4a whose light emitting surface is perpendicular to the optical axis O '.
Is fixed to the support member 31, and the support member is further supported by a camera body (not shown).

【0014】なお、上記鏡筒25の外周部には歯車25
aと鏡筒25の回転に伴って、軸方向に変位させるカム
溝25bを有している。同様に鏡筒26の外周部には歯
車26aと鏡筒26の回転に伴って、軸方向に変位させ
るカム溝26bを有している。鏡筒25,26のカム溝
25b,26bにはそれぞれカメラ本体に固着されたピ
ン33,34が嵌入している。
A gear 25 is provided on the outer periphery of the lens barrel 25.
a and a cam groove 25b that is displaced in the axial direction with the rotation of the lens barrel 25. Similarly, the outer peripheral portion of the lens barrel 26 has a gear 26a and a cam groove 26b that is displaced in the axial direction as the lens barrel 26 rotates. Pins 33 and 34 fixed to the camera body are fitted into the cam grooves 25b and 26b of the lens barrels 25 and 26, respectively.

【0015】フォーカス駆動制御回路10によって制御
されるレンズ駆動装置9は、駆動モータ27と歯車列と
で構成される。上記歯車列はモータ27の出力軸に固着
され、鏡筒25の歯車25aと噛合するピニオンギヤー
28と、更に、そのギヤー28と噛合する大歯車30a
とそれと一体であって、鏡筒26の歯車26aと噛合す
る小歯車30bとから構成される。上記大歯車30aお
よび小歯車30bは軸29を有しており、カメラ本体3
2a,32bによって軸支されている。
The lens driving device 9 controlled by the focus driving control circuit 10 comprises a driving motor 27 and a gear train. The gear train is fixed to the output shaft of a motor 27, and is engaged with a gear 25a of a lens barrel 25, and a large gear 30a meshed with the gear 28.
And a small gear 30b which is integral therewith and meshes with the gear 26a of the lens barrel 26. The large gear 30a and the small gear 30b have an axis 29, and the camera body 3
It is supported by 2a and 32b.

【0016】図4(B)は、上記レンズ駆動装置9およ
び鏡筒25,26の組付状態における斜視図である。駆
動モータ27の回転によりピニオンギヤー28を介して
鏡筒25が回転し、同時に歯車列を介して鏡筒26も回
転する。そして、それぞれのカム溝25b,26bに倣
ってフォーカシングレンズ1が固着されている鏡筒2
5,および投射レンズ3が固着されてる鏡筒26とが互
いに被写体方向に延出する光軸O,O′方向に変位し、
概念の説明で述べたように合焦動作によって変化する撮
像系のフォーカシングレンズ1の合焦距離に補助光の照
射パターンの結像距離が一致するよう投射レンズ3が繰
り出されることになる。
FIG. 4B is a perspective view of the lens driving device 9 and the lens barrels 25 and 26 in an assembled state. The rotation of the drive motor 27 rotates the lens barrel 25 via the pinion gear 28, and at the same time, the lens barrel 26 also rotates via the gear train. The lens barrel 2 on which the focusing lens 1 is fixed following the respective cam grooves 25b and 26b.
5, and the lens barrel 26 to which the projection lens 3 is fixed are displaced in the directions of the optical axes O and O 'extending toward the subject.
As described in the description of the concept, the projection lens 3 is extended so that the focusing distance of the focusing lens 1 of the imaging system, which is changed by the focusing operation, matches the imaging distance of the irradiation pattern of the auxiliary light.

【0017】鏡筒25,26の繰り出し量は双方のレン
ズの焦点距離によって定められ、それによって歯車列の
ギヤー比あるいはカム溝のリードが定められる。まず、
双方のレンズの繰り出し量を求めるには、図4において
被写体35までの距離をaとし、フォーカシングレンズ
1および投射レンズ3の焦点距離をそれぞれfT,fI
とし、被写体35に合焦するためのフォーカシングレン
ズ1および投射レンズ3の繰出量ΔT,ΔIはそれぞれ となる。この2つの式から繰出量ΔT とΔIの関係式
は次のように求められる。
The amount of extension of the lens barrels 25 and 26 is determined by the focal length of both lenses, whereby the gear ratio of the gear train or the lead of the cam groove is determined. First,
In order to determine the amounts of extension of both lenses, the distance to the subject 35 in FIG. 4 is a, and the focal lengths of the focusing lens 1 and the projection lens 3 are fT and fI, respectively.
And the extension amounts ΔT and ΔI of the focusing lens 1 and the projection lens 3 for focusing on the subject 35 are respectively Becomes From these two equations, the relational expression between the feeding amounts ΔT and ΔI is obtained as follows.

【0018】 そして、一般に であることから近似式として次式を用いてもよい。[0018] And in general Therefore, the following expression may be used as an approximate expression.

【0019】 なお、上記(2)式の近似のための誤差は、例えば、焦
点距離fT =30mm、fl =15mm,最至近撮影距
離1mの場合で約1.5%となる。
[0019] The error for approximation of the above equation (2) is, for example, about 1.5% when the focal length fT is 30 mm, fl is 15 mm, and the closest shooting distance is 1 m.

【0020】今、フォーカシングレンズ1と投射レンズ
3の焦点距離の比を2とすると、 となり、投射レンズ3の繰出量ΔIと、フォーカシング
レンズ1の繰出量ΔTの比は(2)式より となる。そして、鏡筒25,26のカム溝25bと26
bとのリードを等しく採った場合の上記歯車列の歯数比
は(3)式より次の通りとなる。
Assuming that the ratio of the focal length of the focusing lens 1 to the focal length of the projection lens 3 is 2, The ratio of the extension amount ΔI of the projection lens 3 to the extension amount ΔT of the focusing lens 1 is given by the equation (2). Becomes Then, the cam grooves 25b and 26 of the lens barrels 25 and 26
From the equation (3), the ratio of the number of teeth of the above-mentioned gear train when the lead with b is equal is obtained as follows.

【0021】 但し、NT,NIはそれぞれ鏡筒25,26の歯車25
a,26aの歯数、NG,NH はそれぞれ大歯車30a
および小歯車30bの歯数を示す。
[0021] However, NT and NI are the gears 25 of the lens barrels 25 and 26, respectively.
a, 26a are the number of teeth, NG, NH are the large gears 30a, respectively.
And the number of teeth of the small gear 30b.

【0022】以上のように構成された本実施形態の合焦
調節システムの動作について説明すると、まず、合焦動
作に際して光量が不足する場合、上記補助光照射手段よ
り照射パターン63が被写体に投射されるが、フォーカ
シングレンズ1も合焦していないので、照射パターン6
3も図3(A)あるいは(C)のようにピントがボケた
状態である。従って、CCD2より取り込まれた撮像信
号のコントラスト値もピーク値でない。続いて合焦方向
にフォーカシングレンズ1と、投射レンズ3がCPU8
の指令に従って、レンズ駆動装置9によって合焦方向に
変位させられる。そして漸次照射パターン63の鮮鋭度
が増してゆき、最終的に図3(B)の状態となり撮像信
号のコントラスト値のピーク値がエリア積分回路7にお
いて検出され合焦が完了する。
The operation of the focus adjusting system according to the present embodiment having the above-described configuration will be described. First, when the light amount is insufficient during the focusing operation, the irradiation pattern 63 is projected onto the subject by the auxiliary light irradiation means. However, since the focusing lens 1 is not focused, the irradiation pattern 6
3 is also in a state where the focus is out of focus as shown in FIG. Therefore, the contrast value of the image signal taken in from the CCD 2 is not a peak value. Subsequently, the focusing lens 1 and the projection lens 3 are
Is displaced by the lens driving device 9 in the focusing direction. Then, the sharpness of the irradiation pattern 63 gradually increases, and finally the state shown in FIG. 3B is reached, and the peak value of the contrast value of the imaging signal is detected by the area integration circuit 7 to complete focusing.

【0023】本合焦システムによれば、合焦度合によっ
て照射パターン63の鮮鋭度を変化させ、その鮮鋭度を
コントラスト値に取り込むものであるから、被写体自体
に像の鮮鋭度を表わすような凹凸や明度の変化等を有し
ていなくても、照射パターンによって効果的に合焦動作
を行なわせることができるものである。また、上記照射
パターンの照射面積としては限られた範囲内の、しか
も、パターン状態であるから、合計の照射面積が少なく
なり、電力の消耗も少なくなるメリットを有している。
なお被写体がそれ自体に凹凸があって、明度の変化も豊
富なものである場合、その被写体自体の鮮鋭度によるコ
ントラスト値と上記照射パターンの鮮鋭度によるコント
ラスト値との総和のコントラスト値によって合焦の判定
が行なわれることになる。また本実施形態においては、
照射パターン63を合焦させるために投射レンズ3を変
位させたが、光源のLED4を変位させてピント調節す
るようにしても同等の効果の合焦システムを提供するこ
とができる。
According to the present focusing system, the sharpness of the irradiation pattern 63 is changed according to the degree of focusing, and the sharpness is incorporated into the contrast value. The focusing operation can be effectively performed by the irradiation pattern without having any change in brightness or brightness. Further, since the irradiation area of the irradiation pattern is within a limited range and is in a pattern state, there is an advantage that the total irradiation area is reduced and power consumption is reduced.
If the subject itself has irregularities and the change in brightness is abundant, focusing is performed by the contrast value of the sum of the contrast value based on the sharpness of the subject itself and the contrast value based on the sharpness of the irradiation pattern. Will be determined. In the present embodiment,
Although the projection lens 3 is displaced in order to focus the irradiation pattern 63, a focusing system having the same effect can be provided even if the focus is adjusted by displacing the LED 4 of the light source.

【0024】次に、本発明の第1実施形態の合焦調節シ
ステムの変形例として、フォーカシングレンズ1′と投
射レンズ3′との焦点距離が互いに等しく、双方のレン
ズの合焦に係る繰出量が同等である場合のレンズ鏡筒の
構造について、図5によって説明する。繰出量が同一で
あるから当然個別の駆動装置は不要であって、フォーカ
シングレンズ1′用と投射レンズ3′用の鏡筒25′を
一体構造とすることができ、鏡筒回りの機構部材が非常
に単純化されることになり有用なものを提供できる。
Next, as a modification of the focus adjustment system according to the first embodiment of the present invention, the focal lengths of the focusing lens 1 'and the projection lens 3' are equal to each other, and the amount of extension relating to focusing of both lenses. The structure of the lens barrel in the case where are equal to each other will be described with reference to FIG. Since the feeding amount is the same, a separate driving device is of course unnecessary, the lens barrel 25 'for the focusing lens 1' and the lens barrel 25 'for the projection lens 3' can be integrated, and the mechanical members around the lens barrel It can be very simplified and provide useful things.

【0025】次に、本発明の第2実施形態の合焦調節シ
ステムについて図6〜図9によって説明する。本実施形
態の合焦調節システムは、補助光照射手段の結像光学系
の合焦のための繰り出しを必要としないシステムであ
る。そして、図6に示されるように、補助光照射手段で
ある投射レンズ43の主平面と平行な面gに対して面光
源であるLED 44の所定のパターンをもつ面状の光
投射部44aの面を交角θだけ傾けて配設する。
Next, a focus adjustment system according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The focus adjustment system of the present embodiment is a system that does not require extension for focusing of the imaging optical system of the auxiliary light irradiation unit. Then, as shown in FIG. 6, a plane light projecting portion 44a having a predetermined pattern of the LED 44 as a surface light source with respect to a plane g parallel to the main plane of the projection lens 43 as the auxiliary light irradiating means. The plane is inclined at the intersection angle θ.

【0026】このように光投射面を傾けることによって
撮像光学系の合焦調節可能な全範囲に上記パターンが照
射パターンの中のいずれかの部分が合焦するように投射
結像することができる。即ち、投射レンズ43から距離
a2 が合焦の最至近位置,距離a1 が合焦の最遠方位置
とすれば、距離範囲Pが合焦調節範囲となる。そして、
光投射面44aの長さdが投射される結像部は点i2 か
ら点i1 間に位置し、それぞれ、距離a2 ,a1 に対応
するように交角θが設定される。
By tilting the light projection surface in this way, the above-mentioned pattern can be projected and imaged so that any part of the irradiation pattern is focused on the entire range where the focusing of the imaging optical system can be adjusted. . That is, if the distance a2 from the projection lens 43 is the closest focus position and the distance a1 is the farthest focus position, the distance range P is the focus adjustment range. And
The imaging portion on which the length d of the light projection surface 44a is projected is located between the point i2 and the point i1, and the intersection angle θ is set so as to correspond to the distances a2 and a1 respectively.

【0027】上記交角θを求める方法について説明する
と、まず、光投射部44aの下端部および上端部から投
射レンズ43までの距離をb1とb2とする。そして、
この二つの値に関連した被写体距離a1とa2との関係
式は 一方、交角θは、 ここで、dは光投射部44aの長さを示す。(4),
(5),(6) 式により交角θは となる。更に、その近似式は となる。実際の値を代入して交角θを求めると、例え
ば、LED44の光投射部44aの長さdを1mm,合
焦範囲内最遠方距離a1を5m,合焦範囲内最至近距離
a2を1m,投射レンズの焦点距離fIを15mmとす
ると、(8)式より交角θは10°36′となる。
The method for obtaining the intersection angle θ will now be described. First, let the distances from the lower end and the upper end of the light projection unit 44a to the projection lens 43 be b1 and b2. And
The relational expression between the subject distances a1 and a2 related to these two values is On the other hand, the intersection angle θ is Here, d indicates the length of the light projection unit 44a. (4),
From the equations (5) and (6), the intersection angle θ is Becomes Furthermore, the approximate expression is Becomes When the intersection angle θ is obtained by substituting actual values, for example, the length d of the light projecting portion 44a of the LED 44 is 1 mm, the farthest distance a1 in the focusing range is 5 m, the closest distance a2 in the focusing range is 1 m, Assuming that the focal length fI of the projection lens is 15 mm, the intersection angle θ is 10 ° 36 ′ from equation (8).

【0028】以上のように構成された補助光照射手段を
用いたシステムの構成を図7によって説明すると、撮像
光学系の合焦調節用エレメントであるフォーカシングレ
ンズ41を含む撮影レンズ(図示せず)と、撮像素子で
あるCCD42と、補助光照射手段である投射レンズ4
3と、投射レンズ43に対して斜設される所定の照射パ
ターンの面状の光投射部44aを有するLED44と、
上記CCD42の撮像信号のためのサンプルホールド回
路であって、ビデオ記録信号を出力する前処理回路45
と、その前処理回路45の出力の高周波成分を抽出する
バンドパスフィルタBPF46と、検波回路52と、ピ
ークホールド機能を有する積分回路47と、合焦動作の
ためにフォーカシングレンズ41を駆動するための電気
信号を出力するフォーカス駆動制御回路49と、上記フ
ォーカシングレンズ41を合焦方向に変位させるための
レンズ駆動装置50と、上記LED44のドライブ用で
あるLED駆動回路51と、CPU48によって構成さ
れている。
Referring to FIG. 7, the configuration of a system using the auxiliary light irradiating means configured as described above will be described. A photographing lens (not shown) including a focusing lens 41 which is a focus adjusting element of an image pickup optical system. , A CCD 42 as an image sensor, and a projection lens 4 as an auxiliary light irradiating unit.
3, an LED 44 having a planar light projection unit 44a having a predetermined irradiation pattern obliquely provided with respect to the projection lens 43,
A pre-processing circuit 45 for outputting a video recording signal;
A band-pass filter BPF 46 for extracting a high-frequency component of the output of the pre-processing circuit 45, a detection circuit 52, an integration circuit 47 having a peak hold function, and a driving circuit for driving the focusing lens 41 for focusing operation. It comprises a focus drive control circuit 49 for outputting an electric signal, a lens drive device 50 for displacing the focusing lens 41 in the focusing direction, an LED drive circuit 51 for driving the LED 44, and a CPU 48. .

【0029】なお、上記積分回路47は撮像信号の高周
波成分の検波出力を水平走査毎あるいは、数本の水平走
査毎に積分し、その積分値のピーク値をそのフィールド
の終了時点までホールドして行くものである。また上記
CPU48は各回路をコントロールすると同時に、合焦
動作毎の上記部分的コントラスト値のピーク値が得られ
るようにフォーカシングレンズ41を駆動させるための
制御信号を出力する。
The integration circuit 47 integrates the detection output of the high frequency component of the image signal every horizontal scan or every several horizontal scans, and holds the peak value of the integrated value until the end of the field. What to go. At the same time as controlling the circuits, the CPU 48 outputs a control signal for driving the focusing lens 41 so as to obtain the peak value of the partial contrast value for each focusing operation.

【0030】以上のように構成された本実施形態の合焦
調節システムの動作について説明する。上記本実施形態
の補助光照射手段による照射パターンは、被写体距離が
合焦可能の範囲であればパターンの一部に合焦して像が
鮮鋭になる部分が必ず存在する。図8(A),(B),
(C)は、上記補助光照射手段の各被写体距離に対する
照射パターンの結像状態を示し、また、図において、H
1 ,H2 ,H3 はそれぞれ撮像素子の水平走査位置を示
す。そして、図8(A)は被写体距離が合焦範囲内最遠
方距離a1(例えば、5m)である場合を示し、上方位
置の水平走査位置H1 に対応する部分のパターン64
a′がピントの合った部分であって、それ以外の部分の
パターン64b′はピントが合っていない、即ち、パタ
ーンがボケている部分を示す。また、図8(B)は被写
体が合焦範囲内の中央位置にある場合を示し、中央部の
水平操作位置H2に対応する部分のパターン64aがピ
ントの合った部分であって、それ以外のパターン64b
はピントの合っていない部分を示している。更に、図8
(C)は、被写体距離が合焦範囲内の最至近距離a2
(例えば、1m)である場合を示し、下方位置の水平走
査位置H3に対応する部分のパターン64a″がピント
のあった部分であって、それ以外の部分のパターン64
b″はピントの合っていない部分を示している。
The operation of the focus adjustment system according to the present embodiment configured as described above will be described. In the irradiation pattern by the auxiliary light irradiation unit of the present embodiment, there is always a portion where the image is sharpened by focusing on a part of the pattern if the subject distance is within the focusable range. 8 (A), (B),
(C) shows an image forming state of the irradiation pattern with respect to each object distance of the auxiliary light irradiation means.
1, H2 and H3 indicate horizontal scanning positions of the image sensor, respectively. FIG. 8A shows a case where the subject distance is the farthest distance a1 (for example, 5 m) within the focusing range, and the pattern 64 corresponding to the upper horizontal scanning position H1 is shown.
a 'is the focused portion, and the other pattern 64b' is out of focus, that is, the portion where the pattern is out of focus. FIG. 8B shows a case where the subject is located at the center position in the focusing range, and the pattern 64a corresponding to the horizontal operation position H2 at the center is a focused portion, and the other pattern 64a is in focus. Pattern 64b
Indicates an out-of-focus portion. Further, FIG.
(C) is a shortest distance a2 in which the subject distance is within the focusing range.
(For example, 1 m), and the pattern 64a ″ of the portion corresponding to the horizontal scanning position H3 at the lower position is the focused portion and the pattern 64 of the other portion is
"b" indicates an out-of-focus portion.

【0031】そして、図8(D),(G),(M)は上
記図8(A)の照射パターン64a′,64b′の水平
走査位置H1〜H3に対応する光量変化の線図を示した
ものである。ピントの合った部分の走査位置H1に対応
する図8(D)の線図はシャープな変化を示し、従っ
て、フォーカシングレンズ41が合焦されていれば撮像
素子を介してCPU48に取込まれるパターンの部分的
なコントラスト値も高い値を示すことになる。しかし、
図8(G),(M)の線図はピントの合っていないパタ
ーン部に対応するので波形がなだらかであって、CPU
48に取込まれる部分的なコントラスト値も低い。これ
らのコントラスト値の高低関係は、フォーカシングレン
ズ41が合焦していない時でも逆転することはないの
で、積分回路47によってホールドされる情報はこの場
合、走査線H1 付近に対応するコントラスト値となる。
また、他の図8(E),(J),(N)、または
(F),(K),(Q)の線図についても同様で対応す
る照射パターンのピントの合った部分に対応する図8
(J),(Q)のものは、よりシャープな波形を示しそ
れに対する部分的なコントラスト値も高くなる。しか
し、それ以外のものは対応する照射パターンのピントの
合っていない部分に対応するもので、当然部分的なコン
トラスト値も低くなる。このため、積分回路47によっ
てホールドされる情報は、図8(B)に対しては走査線
H2 付近、(C)に対してはH3 付近に対応するコント
ラスト値となる。
FIGS. 8D, 8G, and 8M are diagrams showing changes in light quantity corresponding to the horizontal scanning positions H1 to H3 of the irradiation patterns 64a 'and 64b' in FIG. 8A. It is a thing. The diagram in FIG. 8D corresponding to the scanning position H1 of the in-focus portion shows a sharp change. Therefore, if the focusing lens 41 is in focus, the pattern captured by the CPU 48 via the image sensor. Will also show high values. But,
8 (G) and 8 (M) correspond to the out-of-focus pattern portion, and therefore have a gentle waveform,
The partial contrast value captured at 48 is also low. Since the relationship between these contrast values does not reverse even when the focusing lens 41 is out of focus, the information held by the integration circuit 47 is the contrast value corresponding to the vicinity of the scanning line H1 in this case. .
8 (E), (J), (N) or (F), (K), (Q) also correspond to the in-focus portion of the corresponding irradiation pattern. FIG.
(J) and (Q) show sharper waveforms, and their partial contrast values are higher. However, the others correspond to the out-of-focus portion of the corresponding irradiation pattern, so that the local contrast value naturally becomes low. For this reason, the information held by the integration circuit 47 is a contrast value corresponding to the vicinity of the scanning line H2 in FIG. 8B, and to a vicinity of H3 in FIG. 8C.

【0032】従って、本実施形態のシステムの合焦に際
しては、合焦範囲内にある被写体に対して照射パターン
が投射されると、上述のように、その被写体距離に対応
してピントが合っているような照射部分のコントラスト
値が得られる。そして、そのコントラスト値の変化を監
視しながら、フォーカシングレンズ41の合焦駆動を繰
返し、上記照射パターン中のピントの合ったパターン部
分のコントラスト値がピーク値を示した時点で、フォー
カシングレンズ41の合焦が終了することになる。
Therefore, when the system according to the present embodiment is focused, when an irradiation pattern is projected on a subject within the focusing range, as described above, the subject is focused in accordance with the subject distance. The contrast value of the illuminated portion is obtained. Then, while monitoring the change in the contrast value, focusing drive of the focusing lens 41 is repeated. When the contrast value of the focused pattern portion in the irradiation pattern shows a peak value, the focusing lens 41 is focused. The impatience will end.

【0033】なお、この例では積分回路47にピークホ
ールド機能を持たせ、照射パターン中のコントラストの
高い部分の情報のみを利用し得る様にしたが、第1実施
形態と同様のエリア積分回路を用いても良い。またその
逆も同様である。
In this example, the integrating circuit 47 is provided with a peak hold function so that only the information of the high contrast portion in the irradiation pattern can be used. However, the area integrating circuit similar to the first embodiment is used. May be used. The reverse is also true.

【0034】この補助光投射手段における補助の面光源
であるLED44は上述のように投射レンズ43の主平
面に対して交角θの角度で斜設されなければならない
が、その組付機構の1つの具体例を図9(A),(B)
に示す。図9(A)は、LED44の取付機構部の縦断
面図(図9(B)のZ−Z断面)、また図9(B)は、
図9(A)のY矢視図である。カメラ本体に支持されて
いる支持板56にネジ部56aを設ける。一方、LED
44をLED取付板55に接着剤等によって固着する。
LED取付板55に設けられた穴に調節ネジ57a,5
7b,57cを挿入し、更にそれぞれに圧縮バネ58a
を挿入した状態で、上記支持板56のネジ部56aに螺
合させ、そのネジ込み量を調整することによって上記交
角θを設定する。調整後に上記ネジ込み部を接着剤等で
固着する。なお、上記の取付機構は設定角度が可変のも
のであるが、特に調整を必要としない場合、角度固定の
取付機構を採用してもよい。
The LED 44, which is an auxiliary surface light source in the auxiliary light projection means, must be inclined at an angle of intersection θ with respect to the main plane of the projection lens 43 as described above. 9A and 9B show specific examples.
Shown in FIG. 9A is a vertical cross-sectional view of the mounting mechanism of the LED 44 (ZZ cross section in FIG. 9B), and FIG.
It is a Y arrow view of FIG. 9 (A). A screw portion 56a is provided on a support plate 56 supported by the camera body. Meanwhile, LED
44 is fixed to the LED mounting plate 55 with an adhesive or the like.
Adjustment screws 57a, 5 are provided in holes provided in the LED mounting plate 55.
7b and 57c, and a compression spring 58a
Is inserted into the screw portion 56a of the support plate 56, and the screwing amount is adjusted to set the intersection angle θ. After the adjustment, the screwed portion is fixed with an adhesive or the like. Although the setting angle of the above-mentioned mounting mechanism is variable, an angle-fixing mounting mechanism may be employed if no particular adjustment is required.

【0035】以上述べたように、本実施形態の合焦調節
システムは第1実施形態に比較し、投射レンズ43を合
焦動作に応じて変位させる必要がなく、極めて簡単な構
造の補助光投射手段を提供するものである。
As described above, the focusing adjustment system of the present embodiment does not need to displace the projection lens 43 in accordance with the focusing operation as compared with the first embodiment, and the auxiliary light projection has a very simple structure. It provides a means.

【0036】なお、上述の第2実施形態のものにおける
補助光投射手段は、その交角を設定するに際して補助光
源の方を斜設したが、その変形例として、投射レンズの
方を撮影光軸O′に対して斜設することによって第2実
施形態のシステムは実現できるものである。図10はそ
の投射手段の側面図を示すものであって、光軸O′に対
しての垂直面g上に配設される光投射部44a′を有す
るLED44′と、垂直面gに対して交角θで斜設され
る投射レンズ43′とから構成され、その光投射部44
a′のピント範囲Pは上述の第2実施形態と同様に合焦
調節の範囲に設定される。この変形例においては補助光
源のLED44′が撮影光軸O′に垂直に配設されるの
で、他の電装品と平行状態で組付けることが可能とな
り、電装品の製作、組付が簡単になる。
In the auxiliary light projecting means in the second embodiment, the auxiliary light source is inclined at the time of setting the intersection angle. As a modification, the projection lens is connected to the photographing optical axis O. ', The system according to the second embodiment can be realized. FIG. 10 shows a side view of the projection means, in which an LED 44 'having a light projection part 44a' arranged on a vertical plane g with respect to the optical axis O 'and an LED 44' with a vertical plane g. A projection lens 43 ′ obliquely arranged at an intersection angle θ.
The focus range P of a 'is set to the range of focus adjustment similarly to the above-described second embodiment. In this modification, the LED 44 'as the auxiliary light source is disposed perpendicular to the photographing optical axis O', so that it can be assembled in parallel with other electric components, and the production and assembly of the electric components are simplified. Become.

【0037】ところで、上記第2実施形態、及びその変
形例については、撮影レンズ光軸に対して投射光軸が平
行な場合を前提に説明したが、実際には、測距視野と補
助光との視差(パララックス)を低減するために、両光
軸の関係を傾けることがある。このような場合には、補
助光の照射範囲に関して若干の注意が必要なので、これ
について図面を用いて説明する。
The second embodiment and its modification have been described on the assumption that the projection optical axis is parallel to the photographic lens optical axis. In order to reduce parallax, the relationship between the two optical axes may be inclined. In such a case, it is necessary to pay some attention to the irradiation range of the auxiliary light, and this will be described with reference to the drawings.

【0038】図11は、補助光の照射方向軸O″につい
て説明したもので、Sは投光レンズの主点、R,Qはそ
れぞれ光源面の端辺を示している。なお、この図では断
面図で表わしているため点になっている。今、投光レン
ズの主面と光源面との間に傾きをもたせた場合の照射範
囲はRS,QSの各々の延長線lR,lQの内側となる
ので、この場合の照射方向としてはこのlR,lQでは
られる角の2等分線で示されることになる。換言すれ
ば、照射方向軸O′はSと、ΔQRSの内心Iとを結ぶ
直線として定義される。なお、図でもわかるように、
O′は必ずしも投光レンズ光軸とは一致しない。
FIG. 11 illustrates the axis O ″ of the direction in which the auxiliary light is emitted, where S indicates the principal point of the light projecting lens, and R and Q indicate the edges of the light source surface, respectively. Now, when the inclination is given between the main surface of the light projecting lens and the light source surface, the irradiation range is inside the extended lines lR and lQ of RS and QS, respectively. Therefore, the irradiation direction in this case is indicated by the bisector of the angle formed by lR and lQ. In other words, the irradiation direction axis O 'connects S with the inner center I of ΔQRS. It is defined as a straight line.
O 'does not always coincide with the optical axis of the projection lens.

【0039】ここで、補助光の機能を改めて考えると、
すでに実施形態で説明してきた「高周波成分を多く含ん
だパターンの照射」と、「照度不足を補うための照明」
の2つの機能を合わせ持っているわけだが、低コントラ
スト被写体以外の通常被写体に対しては、照明機能が主
体をなしている。そして測距視野とのパララックスを考
える場合にはこの2つの機能のどちらに重きをおくかが
重要なポイントになる。
Here, considering the function of the auxiliary light again,
“Irradiation of a pattern containing many high-frequency components” and “Illumination to compensate for insufficient illuminance” already described in the embodiment
However, for a normal subject other than a low-contrast subject, the illumination function is the main function. When considering parallax with the distance measurement field of view, it is important to determine which of these two functions is more important.

【0040】なお、特開平1−112212号公報に開
示されているオートフォーカス用投光装置は図13に示
すように、撮影レンズ60の光軸である撮影光軸Oと角
αをなす照射光軸O″を有する投射レンズ61と光源6
2を配設したものであって、光源面の被写体空間におけ
る像面R′Q′が撮影光軸上に重なるように設定する考
え方があるが、これは測距センサとしてラインセンサを
用いた物のようにその測距領域がきわめて狭い場合に限
り有効なものであって、本発明のごとく測距領域が面状
である合焦調節システムには適さない。それは次のよう
な理由による。
As shown in FIG. 13, a light projecting device for autofocus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-112212 illuminates light at an angle α with a photographing optical axis O which is an optical axis of a photographing lens 60. Projection lens 61 having axis O ″ and light source 6
There is a concept that the image plane R'Q 'in the object space of the light source surface is set so as to overlap on the photographing optical axis, but this is an object using a line sensor as a distance measuring sensor. This is effective only when the distance measurement area is extremely small as described above, and is not suitable for a focus adjustment system in which the distance measurement area is planar as in the present invention. It is for the following reasons.

【0041】即ち、前述のごとく通常被写体に対して
は、照明機能が主体をなしているのでそれについて考え
ると、図13に示されるように遠方の被写体に対しては
照射領域が撮影光軸Oの下方に大きくずれ、至近の被写
体に対しては照射領域は撮影光軸Oの上方に大きくずれ
る。従って、図3や図8に示されている照射パターンに
対応するものとして、図14(A)に示す最遠方被写体
に対する照射パターンや、同図(C)に示す最至近被写
体への照射パターンのように補助光の照射範囲が測距領
域の下方、上方にそれぞれ大きくずれ、所定の領域から
はみ出してしまい、光の利用効率が著しく低下してしま
う。仮に、はみ出さないように測距領域を拡大したとし
ても、このときは生じている照射範囲のずれは暗時の測
距領域のずれとなり好ましくなくなる。また、そのよう
な制約によって測距領域の設計自由度の低下をきたすこ
とは避けなければならない。このような問題は像面R′
Q′と撮影光軸Oとのなす角βを照射方向軸O″と撮影
光軸Oとのなす角αよりも小さく設定しようとするとき
に必ず生じるものである。
That is, as described above, the illumination function is mainly performed for a normal subject, and when considering this, as shown in FIG. , And the irradiation area for the closest subject is greatly shifted above the photographing optical axis O. Therefore, as patterns corresponding to the irradiation patterns shown in FIGS. 3 and 8, the irradiation pattern for the farthest object shown in FIG. 14A and the irradiation pattern for the closest object shown in FIG. As described above, the irradiation range of the auxiliary light largely shifts below and above the distance measurement area, and extends beyond a predetermined area, so that the light use efficiency is significantly reduced. Even if the distance measurement area is enlarged so as not to protrude, the deviation of the irradiation range generated at this time becomes a deviation of the distance measurement area in the dark, which is not preferable. In addition, it is necessary to avoid a reduction in the degree of freedom in designing the distance measurement area due to such restrictions. Such a problem is caused by the image plane R '.
This always occurs when an angle β between Q ′ and the photographing optical axis O is set to be smaller than an angle α between the irradiation direction axis O ″ and the photographing optical axis O.

【0042】そこで、上記の不具合を解決するものとし
て、第2実施形態の合焦調節システムの別の変形例を示
す補助光照射手段の照射状態図を図12(A)(B)に
示す。この照射手段によると、上記の角αとβの関係
は、α≦βを満足するように設定され、照射範囲のずれ
は比較的小さくなり、撮影光軸Oに対して実質的に均等
な分布とみなせる程度におさえることが可能となる。
To solve the above-mentioned problem, FIGS. 12A and 12B show irradiation states of auxiliary light irradiation means showing another modification of the focus adjustment system of the second embodiment. According to this irradiation means, the relationship between the angles α and β is set so as to satisfy α ≦ β, the deviation of the irradiation range is relatively small, and the distribution is substantially uniform with respect to the photographing optical axis O. It can be suppressed to the extent that it can be regarded as.

【0043】なお、以上の説明の中では便宜上にパララ
ックスの基準として撮影光軸Oを用いたが、これは通常
測距領域は光軸Oに対して対称な形状に設定されるから
であって、測距領域が光軸Oに対して対称でない場合に
は、その領域の中心点(使用勝手上実質的に中央とみな
せる点を意味し、領域の形によっては例えば重心をもっ
て領域の中心とする。)に対応する「測距視野中心軸」
(領域の中心点から撮影レンズ主点に向かう光線の追跡
線として定義する)を上記光軸Oにおきかえて適用すれ
ば良い。
In the above description, the photographing optical axis O is used as a reference for parallax for the sake of convenience. This is because the distance measurement area is usually set to a shape symmetrical with respect to the optical axis O. If the distance measurement area is not symmetrical with respect to the optical axis O, the center point of the area (meaning a point that can be regarded as substantially the center for convenience of use, depending on the shape of the area, for example, the center of gravity may be used as "Center axis of distance measurement field of view" corresponding to
(Defined as a tracing line of light rays from the center point of the region to the principal point of the photographing lens) may be applied in place of the optical axis O.

【0044】最後に投光レンズ及び光源面を傾ける方向
について触れると、上記第2実施形態及びその変形例に
おいては投光レンズ主面と光源面との交線が撮像素子の
走査線方向(H方向)に平行になるような方向に傾けた
が、これは実施形態のコントラスト信号抽出回路がその
構成上、情報検出方向がH方向になっていることに対応
しているものである。もしもその検出方向が垂直方向
(V方向)である場合には、上記交線がV方向に平行と
なるよう傾けることが望ましい。またH,V方向以外の
ななめる方向の場合も同様であり、一般的には、投光レ
ンズ主面と光源面との交線が、適用されるシステムの情
報検出に関して少なくとも感度を有する方向、望ましく
は検出最大感度方向に対して平行となるよう傾ければよ
い。
Finally, referring to the direction in which the light projecting lens and the light source surface are inclined, in the second embodiment and its modification, the line of intersection between the main surface of the light projecting lens and the light source surface is the scanning line direction (H This direction corresponds to the fact that the information detection direction is in the H direction due to the configuration of the contrast signal extraction circuit of the embodiment. If the detection direction is the vertical direction (V direction), it is desirable that the intersection line is inclined so as to be parallel to the V direction. The same applies to the licking directions other than the H and V directions. In general, the line of intersection between the main surface of the light projecting lens and the light source surface has at least a sensitivity with respect to information detection of the applied system, Desirably, it may be tilted so as to be parallel to the direction of maximum sensitivity of detection.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上述べたように、本発明による合焦調
節システムによれば、補助光の照射による合焦調節範囲
の全域にわたって、補助光による被写体照射範囲が測距
領域にほぼ含まれるように設定されているため、合焦調
節範囲の全域にわたって測距に寄与しない無駄な光によ
って撮影の瞬間に目を閉じてしまうことを防止すること
ができる。また、合焦調節範囲の全域にわたって無駄な
光が実質的に発生しなくなるため、光の利用効率が向上
して節電にもなる。
As described above, according to the focus adjustment system according to the present invention, the focus adjustment range by irradiating the auxiliary light is provided.
Over the entire region, because the subject irradiation range by the auxiliary light is set to be included substantially in the ranging area, if Asecho
It is possible to prevent eyes from being closed at the moment of photographing due to useless light that does not contribute to distance measurement over the entire node range . Further, since substantially no useless light is generated over the entire focus adjustment range , the light use efficiency is improved and power is saved.

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

【図1】本発明の第1実施形態を示す合焦調節システム
のブロック構成図、
FIG. 1 is a block diagram showing a focus adjustment system according to a first embodiment of the present invention;

【図2】(A)は、上記図1の合焦調節システムに用い
られる補助光源として用いられるLEDの正面図、
(B)は、上記図1の合焦調節システムの補助光による
照射パターンおよび従来の補助光の照射パターンを示す
図、
FIG. 2A is a front view of an LED used as an auxiliary light source used in the focus adjustment system of FIG. 1,
(B) is a diagram showing an irradiation pattern by the auxiliary light of the focus adjustment system of FIG. 1 and a conventional irradiation pattern of the auxiliary light,

【図3】(A),(B),(C)は、上記図1の合焦調
節システムの各ピント状態に対する照射パターン図、
(D),(E),(F)は、上記(A),(B),
(C)の各照射パターンに対応した撮像素子の水平走査
方向に対する光量の変化を示す線図、
3 (A), (B), (C) are irradiation pattern diagrams with respect to each focus state of the focus adjustment system of FIG. 1,
(D), (E), and (F) correspond to (A), (B),
FIG. 3C is a diagram illustrating a change in the amount of light in the horizontal scanning direction of the image sensor corresponding to each irradiation pattern of FIG.

【図4】(A)は、上記図1の合焦調節システムのフォ
ーカシングレンズと投射レンズおよびその駆動装置等の
要部縦断面図、(B)は、上記(A)に示される駆動装
置の斜視図、
4A is a longitudinal sectional view of a main part of a focusing lens, a projection lens, a drive device thereof, and the like of the focus adjustment system of FIG. 1, and FIG. 4B is a view of the drive device shown in FIG. Perspective view,

【図5】上記図1の合焦調節システムの変形例を示すフ
ォーカシングレンズと投射レンズの一体式鏡筒の要部縦
断面図、
FIG. 5 is a vertical sectional view of a main part of an integrated lens barrel of a focusing lens and a projection lens, showing a modification of the focus adjustment system of FIG. 1;

【図6】本発明の第2実施形態を示す合焦調節システム
の補助光照射手段の側面図、
FIG. 6 is a side view of an auxiliary light irradiation unit of a focus adjustment system according to a second embodiment of the present invention;

【図7】上記図6の合焦調節システムのブロック構成
図、
FIG. 7 is a block diagram of the focus adjustment system of FIG. 6;

【図8】(A),(B),(C) は、上記図6の合焦
調節システムの各被写体距離に対する補助光による照射
パターン図、(D),(E),(F),(G),
(J),(K),(M),(N),(Q) は、それぞ
れ上記(A),(B),(C)の照射パターンに対応し
た撮像素子の水平走査方向に対する光量の変化を示す線
図、
8 (A), (B), and (C) are irradiation pattern diagrams of auxiliary light with respect to each subject distance in the focus adjustment system of FIG. 6, and (D), (E), (F), (F). G),
(J), (K), (M), (N), and (Q) are changes in the amount of light in the horizontal scanning direction of the image sensor corresponding to the irradiation patterns (A), (B), and (C), respectively. A diagram showing the

【図9】(A),(B) は、上記図6の合焦調節シス
テムの補助光照射手段の補助光源の取付機構を示し、
(A)は、要部縦断面図(図9(B)のZ−Z断面)、
(B)は図9(A)のY矢視図、
FIGS. 9A and 9B show an auxiliary light source mounting mechanism of the auxiliary light irradiating means of the focus adjustment system of FIG. 6;
(A) is a vertical cross-sectional view of a main part (ZZ cross section in FIG. 9 (B)),
FIG. 9B is a view taken in the direction of the arrow Y in FIG.

【図10】上記図6の合焦調節システムの変形例を示す
補助光照射手段の側面図、
FIG. 10 is a side view of an auxiliary light irradiation unit showing a modification of the focus adjustment system of FIG. 6;

【図11】補助光投射手段の補助光投射状態の一例を示
す側面図、
FIG. 11 is a side view showing an example of an auxiliary light projection state of the auxiliary light projection unit.

【図12】本発明の第2実施形態の合焦調節システムの
別の変形例を示す補助光照射手段の補助光投射状態を示
す側面図、
FIG. 12 is a side view showing a state in which auxiliary light irradiation means projects auxiliary light, showing another modification of the focus adjustment system according to the second embodiment of the present invention;

【図13】従来の合焦調節装置のオートフォーカス用投
光装置の縦断面図、
FIG. 13 is a longitudinal sectional view of an autofocus light emitting device of a conventional focus adjusting device.

【図14】(A),(C) は、上記図13の投光装置
による被写体上での照射パターン像を示し、(A)は最
遠方距離の被写体上での照射パターン、図14(C)
は最至近距離の被写体上での照射パターンをそれぞれ示
す図。
14A and 14C show an irradiation pattern image on a subject by the light projecting device of FIG. 13; FIG. 14A shows an irradiation pattern on a subject at the farthest distance; )
7A and 7B are diagrams each showing an irradiation pattern on a subject at the shortest distance.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,1′,41…フォーカシングレンズ (合焦調節用エレメント)(撮像光学系) 2,42…CCD(撮像光学系) 3,3′,43,43′…投射レンズ(補助光照射手
段) 4,44,44′…LED(補助光照射手段) 4a,44a, 44a′…光投射部(補助光照射手
段) 63,63′,63″,64a,64b,64a′,6
4b′,64a″,64b″…照射パターン
1, 1 ', 41: Focusing lens (focus adjustment element) (imaging optical system) 2, 42: CCD (imaging optical system) 3, 3', 43, 43 ': Projection lens (auxiliary light irradiation means) 4 , 44, 44 '... LED (auxiliary light irradiating means) 4a, 44a, 44a' ... Light projection unit (auxiliary light irradiating means) 63, 63 ', 63 ", 64a, 64b, 64a', 6
4b ', 64a ", 64b" ... irradiation pattern

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 面状の撮像領域をもった撮像機能を有
し、撮像領域内の少なくとも一部分の面状領域が測距ま
たはフォーカシング制御情報化用に専用または兼用の測
距領域として設定されており、当該撮像光学系による像
の鮮鋭度がより高くなる方向に同撮像光学系の合焦調節
用エレメントを漸次変位せしめる方式の合焦調節システ
ムであって、上記測距領域として設定された面状領域より得られる撮
像信号から高周波成分を抽出して検波及び該面状領域に
関する積分を施すことにより、上記鮮鋭度に対応する情
報として、該面状領域全体を代表するコントラスト値を
得るコントラスト信号抽出手段と、 上記測距領域に対応する被写体の照度不足を補うべく、
前記撮像光学系に対して所定のパララックスを有する位
置に設けられ、前記撮像光学系を介さず被写体に可視光
を照射する、所定の照射パターンの面状の光投射部を有
する光源を備えた補助光照射手段とを備え、 該補助光照射手段は、上記可視光源と投光レンズとを有
し、当該補助光照射手段の照射方向軸と上記撮像光学系
の測距視野中心軸とのなす角α(≠0)と、上記可視光
源の光源面の上記投光レンズによる被写体空間における
投影像面と上記撮像光学系の測距視野中心軸とのなす角
βとが、α≦βを充たすように構成されたことによっ
て、当該補助光の照射による上記撮像光学系の合焦調節
範囲の全域にわたって、当該補助光による被写体照射範
囲が上記測距領域にほぼ含まれるように設定されてなる
ことを特徴とする合焦調節システム。
An imaging function having a planar imaging region is provided, and at least a part of the planar region in the imaging region is set as a dedicated or shared ranging region for ranging or focusing control information. A focusing adjustment system that gradually displaces a focusing adjustment element of the imaging optical system in a direction in which the sharpness of an image by the imaging optical system is higher, wherein a surface set as the ranging area is provided. Image obtained from the shape area
High frequency components are extracted from the image signal and detected and applied to the planar area.
The information corresponding to the sharpness is obtained by performing the integration
As a report, a contrast value representing the entire planar area is calculated.
In order to compensate for the lack of illuminance of the subject corresponding to the distance measurement area,
A planar light projection unit provided in a position having a predetermined parallax with respect to the imaging optical system and configured to irradiate a subject with visible light without passing through the imaging optical system;
To an auxiliary light emitting means including a light source, the auxiliary light irradiation means, and a said visible light source and projection lens, the distance measuring field of the radiation axis and the imaging optical system of the auxiliary light emitting means An angle α (≠ 0) between the central axis and an angle β between a projection image plane of the light source surface of the visible light source in the subject space by the light projecting lens and the center axis of the distance measurement visual field of the imaging optical system is: By being configured to satisfy α ≦ β, over the entire range of the focus adjustment range of the imaging optical system by irradiation of the auxiliary light, the subject irradiation range by the auxiliary light is almost included in the distance measurement area. A focus adjustment system characterized by being set.
JP22130199A 1999-08-04 1999-08-04 Focus adjustment system Expired - Lifetime JP3335956B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22130199A JP3335956B2 (en) 1999-08-04 1999-08-04 Focus adjustment system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22130199A JP3335956B2 (en) 1999-08-04 1999-08-04 Focus adjustment system

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP18210089A Division JP3003937B2 (en) 1989-07-14 1989-07-14 Focus adjustment system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000047100A JP2000047100A (en) 2000-02-18
JP3335956B2 true JP3335956B2 (en) 2002-10-21

Family

ID=16764657

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP22130199A Expired - Lifetime JP3335956B2 (en) 1999-08-04 1999-08-04 Focus adjustment system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3335956B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007257150A (en) * 2006-03-22 2007-10-04 Sanden Corp Lighting device of vending machine
JP5157136B2 (en) * 2006-11-17 2013-03-06 株式会社ニコン camera

Also Published As

Publication number Publication date
JP2000047100A (en) 2000-02-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7702229B2 (en) Lens array assisted focus detection
US9854146B2 (en) Imaging apparatus with two image sensors
US20120200686A1 (en) Intraoral camera with liquid lens
JP2007025595A (en) Automatic focusing device
JP4112165B2 (en) Optical system adjustment method and adjustment apparatus
JP2002296494A (en) Image forming position detecting program and camera
JP3733228B2 (en) Imaging device with tilt mechanism, method, and storage medium
CN114450793A (en) System and method for high magnification, high resolution photography using compact imaging systems
JP5891582B2 (en) Focus detection device, camera body and camera
KR100933926B1 (en) Projector lens apparatus and image capturing lens apparatus for generating 3-dimensional data, and 3-dimensional scanning system having the projector lens apparatus and the image capturing lens apparatus
JP2001036799A (en) Method and device for adjusting position of optical lens for fixed focus type image pickup device and computer readable recording medium storage program concerned with the method
JP3335956B2 (en) Focus adjustment system
JP3003937B2 (en) Focus adjustment system
JPS63194237A (en) Camera
JP3601905B2 (en) Fixed focus micro camera
JP2002010293A (en) Stereoscopic image display device
JPH09274130A (en) Lens barrel and camera
JP6759164B2 (en) Lens device, imaging device, and manufacturing method of lens device
JP5458860B2 (en) Imaging device
JP2020197685A (en) Image capturing device, control method therefor, program, and storage medium
JPH0713699B2 (en) Projection system for automatic focus detection
JP2016024338A (en) Imaging device
JP2823128B2 (en) Anamorphic attachment
JP2010224165A (en) Imaging apparatus
KR102275570B1 (en) Imaging lens apparatus and optical coherence tomography system including the imaging lens apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20010516

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080802

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090802

Year of fee payment: 7

EXPY Cancellation because of completion of term