JP4534197B2 - Autofocus system, autofocus module, and autofocus mechanism - Google Patents
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Description
本発明は、デジタルカメラ或いは携帯端末が有するカメラ装置のための自動焦点合わせ(オートフォーカス)を行うシステムに関するもので、特にそれを補助するためのモジュールに関する。 The present invention relates to a system for automatic focusing (auto-focus) for the camera apparatus having a digital camera or a portable terminal, a module for especially to assist it.
従前より、高性能のデジタルカメラ等の応用では、自動焦点合わせの為に、必要な物体までの距離を検出する測距センサが使われている(非特許文献1参照)。この種のセンサは、オートフォーカス(AF)モジュールと称される。モジュールは、二つの光学系を有し、それぞれは、センサが狭ピッチにしてライン状に配置されたセンサアレイを含む。光学系及びセンサアレイは、単一のパッケージとして構成されるので、モジュールは、2つの光学系が並置される横長の外形を成す。 Than before, in applications such as high-performance digital camera, for automatic focusing, (see Non-Patent Document 1) in which the distance measuring sensor is used for detecting the distance to an object required. This type of sensor is referred to as an autofocus (AF) module. The module has two optical systems, each including a sensor array in which sensors are arranged in a line at a narrow pitch. Since the optical system and the sensor array are configured as a single package, the module has a horizontally long profile in which two optical systems are juxtaposed.
モジュールは、パッシブ型又はアクティブ型の動作を行う。即ち、モジュールは、撮影する物体の光学像または補助光として照射した光がその物体によって反射されて戻ってくる光を2つの光学系により受けてこれをセンサアレイ上に結像することができる。 The module performs a passive or active operation. In other words, the module can receive light reflected by the object and returned by the optical image of the object to be photographed or auxiliary light by the two optical systems and form an image on the sensor array.
このセンサアレイで検出された情報は、撮像装置の制御手段へと提供され、センサ上の位置関係から物体までの距離を演算して、求められた位置に焦点が来るように、撮像装置の光学系における光学部品を変位させる。さらに、必要であれば、光学部品の位置は、撮像装置の信号処理部からのコントラスト等を基にした情報に従って微調整される(特許文献1、特許文献2、及び特許文献3参照)。尚、焦点を変更できる光学系としては、レンズ等の光学部品の位置を変更するもの以外に、液体により構成される光学部品の形状を変更するものも知られている(特許文献4、及び特許文献5参照)。
上述のオートフォーカスモジュールは、基本的に2つの光学系とセンサを具え、その距離測定精度を上げるべく、互いの距離を一定寸法以上離すことが要求される。その結果、モジュールは、センサアレイの延びる方向に沿って寸法が大きくなってしまう。そのようなモジュールを携帯電話やそれに準ずる寸法の小型の携帯端末に実装させると、必要以上の容積を占めることになってしまい望ましくない。 The above-described autofocus module basically includes two optical systems and sensors, and is required to be separated from each other by a certain distance or more in order to increase the distance measurement accuracy. As a result, the size of the module increases along the direction in which the sensor array extends. If such a module is mounted on a mobile phone or a small portable terminal having a size equivalent to that, it will occupy an unnecessarily large volume.
また、かかるモジュールの製造に関しても、二つのセンサアレイの性能に厳密な対称性が必要となるため、高精度の光学系設計や組上げ精度が要求される。したがって、製造が比較的難しく、改善された方式の採用が望まれている。 In addition, with respect to the manufacture of such a module, since strict symmetry is required for the performance of the two sensor arrays, high-precision optical system design and assembly accuracy are required. Therefore, it is relatively difficult to manufacture and it is desired to adopt an improved method.
そこで、本発明は、自動焦点合わせのための測距用途に用いられる小型で製造容易な補助モジュール及びそれを含む実用的なシステムを提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a practical system, including ease of manufacturing auxiliary module and it small for use in ranging applications for automatic focusing.
本発明は、主画像の焦点調節機構を含む撮像モジュールと、測距用の補助モジュールとを含む自動焦点合わせシステムについての改良されたシステムを提供する。撮像モジュールは、撮像素子、撮像素子に重なる光学部品を含む光学系、及び撮像素子に対して適切な焦点位置となるよう光学部品の位置を調節する焦点調節機構を含む。一方、補助モジュールは、補助用撮像素子、補助用撮像素子に重なる補助用光学部品を含む補助用光学系、及び補助用光学系調節機構を備える。補助用光学系調節機構は、撮像モジュールにおける光学部品の可動範囲よりも狭い範囲内で補助用光学系を移動させて補助用撮像素子を介して得られる映像情報から焦点位置を決定し、その焦点位置から距離情報を得る。補助用光学系は、焦点調節機構の光学系に比してより速い速度で移動するようにしても良い。焦点調節機構は、この距離情報を基に焦点距離の粗調整を行った後、撮像素子からの情報により微調整を行う。 The present invention provides an imaging module including a focus adjustment mechanism of the main image, an improved system for automatic focusing system including an auxiliary module for distance measurement. The imaging module includes an imaging device, an optical system including an optical component that overlaps the imaging device, and a focus adjustment mechanism that adjusts the position of the optical component so as to be an appropriate focal position with respect to the imaging device. On the other hand, the auxiliary module includes an auxiliary imaging device, an auxiliary optical system including an auxiliary optical component overlapping the auxiliary imaging device, and an auxiliary optical system adjusting mechanism. The auxiliary optical system adjustment mechanism moves the auxiliary optical system within a range narrower than the movable range of the optical components in the imaging module, determines the focal position from the video information obtained through the auxiliary imaging element, and determines the focal point. Get distance information from position. The auxiliary optical system may move at a faster speed than the optical system of the focus adjustment mechanism. The focus adjustment mechanism performs coarse adjustment of the focal length based on this distance information, and then performs fine adjustment based on information from the image sensor.
補助モジュールの補助用光学部品が移動する間は、撮像モジュールの光学部品は静止されても良いが、その移動の間に、撮像モジュールの光学部品を移動させても良い。後者によれば、一定の場合には、合焦までの時間を短縮化できる。 While the auxiliary optical component of the auxiliary module moves, the optical component of the imaging module may be stationary, but the optical component of the imaging module may be moved during the movement. According to the latter, in a fixed case, the time until focusing can be shortened.
補助モジュールは、異なる波長の光を受け、それら全ての焦点位置の情報を基準にして焦点距離を決定することができる。例えば、赤(R)、緑(G)、青(B)の波長域にある光が基準とされる。 The auxiliary module receives light of different wavelengths and can determine the focal length based on information of all the focal positions. For example, light in the wavelength range of red (R), green (G), and blue (B) is used as a reference.
補助モジュールは、撮像モジュールと一体とすることができる。この場合、撮像モジュールの光学系は、補助モジュールの光学系に支持され、且つその光学系に対して相対的に移動可能としても良い。これにより、撮像モジュールの光学系が補助モジュールの光学系に連動し、合焦までの時間を短縮化できる。 The auxiliary module can be integrated with the imaging module. In this case, the optical system of the imaging module may be supported by the optical system of the auxiliary module and movable relative to the optical system. Thereby, the optical system of the imaging module is interlocked with the optical system of the auxiliary module, and the time until focusing can be shortened.
他の場合には、補助用光学部品は移動することなく連続的に変形され、それによって光学系の焦点距離を変更しつつ検出して得られた映像情報から焦点位置を決定し、さらに、その焦点位置から距離情報を得るよう構成される。この場合も、補助用光学部品が変形する間は、撮像モジュールの光学部品は静止させても良いが、移動させても良い。また補助用モジュールで、典型的にはRGBとされる複数の波長を別個に検出するようにしても良い。 In other cases, the auxiliary optical component is continuously deformed without moving, thereby determining the focal position from the video information obtained by detection while changing the focal length of the optical system. It is configured to obtain distance information from the focal position. Also in this case, while the auxiliary optical component is deformed, the optical component of the imaging module may be stationary or may be moved. The auxiliary module may separately detect a plurality of wavelengths, typically RGB.
さらに、本発明は、撮像モジュールの焦点調節機構と協働する小型の測距用の補助モジュールを提供する。補助モジュールは、補助用撮像素子、補助用光学系、及び補助用光学系調節機構を備え、撮像モジュールにおける光学部品の移動範囲よりも狭い範囲内で補助用光学部品を移動させて焦点位置を決定し、その焦点位置から距離情報を決定して撮像モジュールに出力できるよう構成される。 Furthermore, the present invention provides a small ranging auxiliary module that cooperates with the focus adjustment mechanism of the imaging module. The auxiliary module includes an auxiliary imaging device, an auxiliary optical system, and an auxiliary optical system adjustment mechanism, and determines the focal position by moving the auxiliary optical component within a range narrower than the moving range of the optical component in the imaging module. The distance information is determined from the focal position and output to the imaging module.
補助用撮像素子は、波長の異なる光を検出可能な素子を含み、各波長の検出値を基に焦点距離を決定するようにしても良い。例えば、赤、緑、青の波長域にある光を基準にすることができる。 The auxiliary imaging element may include an element capable of detecting light having different wavelengths, and the focal length may be determined based on the detection value of each wavelength. For example, the light in the red, green, and blue wavelength ranges can be used as a reference.
補助モジュールの補助用光学系は、焦点距離を変更するためにその光学系を移動することなく変形するものであっても良い。例えば、電圧駆動により液体の界面形状を変更することのできる液体レンズが利用される。 The auxiliary optical system of the auxiliary module may be modified without moving the optical system in order to change the focal length. For example, a liquid lens that can change the interface shape of the liquid by voltage driving is used.
本発明によれば、補助モジュールは単一の光学系により実現されるので、パッケージ実装寸法を小型化できる。したがって、携帯電話等のモバイル機器におけるカメラ装置への応用等、さらなる小型化が要求される用途に対して好適である。加えて、補助用光学系調整機構が、主画像焦点調節機構よりも短い範囲内で補助用光学系を移動させて、あるいは変形させて補助用撮像素子を介して得られる映像情報から焦点位置を決定するが、後述の実施形態の中で説明するように、この構成を採用することにより、合焦のための時間を短縮化することができる。したがって、シャッターを押してから撮影までの間の時間の遅れをより小さくすることができる。 According to the present invention, since the auxiliary module is realized by a single optical system, the package mounting dimension can be reduced. Therefore, it is suitable for applications that require further miniaturization, such as application to camera devices in mobile devices such as mobile phones. In addition, the auxiliary optical system adjustment mechanism moves the auxiliary optical system within a range shorter than the main image focus adjustment mechanism or changes the focal position from the video information obtained via the auxiliary image sensor. However, as will be described later in the embodiment, the time for focusing can be shortened by adopting this configuration. Therefore, the delay in time from when the shutter is pressed to when shooting can be further reduced.
以下に添付図面を参照して、本発明の最良の好適実施形態となる自動焦点合わせシステム、及びそれに用いられる補助モジュールについて詳細に説明する。 Hereinafter, an automatic focusing system and an auxiliary module used in the automatic focusing system according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の第1の好適実施形態となる自動焦点合わせシステムの構成を示す概略図である。システムは、カメラ装置50に、内蔵される撮像モジュール20及びそれに補助的に使用される補助モジュール10を含む。撮像モジュール20は、被写体を撮影するためのモジュールであり、補助モジュール10は、撮像モジュール20へ距離情報を提供し、自動焦点合わせ(オートフォーカス)の作用のために補助的に用いられるモジュールである。両者の光軸が、C1、C2としてそれぞれ示される。補助モジュール10から撮像モジュール20への信号伝送のために通信手段が設けられる。また、図示しないが、両者の相対的位置を固定するために、適当な位置決め手段が設けられる。通信手段、及び位置決め手段もカメラ装置50に含まれる。
Figure 1 is a schematic diagram showing a configuration of an automatic focusing system which is a first preferred embodiment of the present invention. The system includes an
補助モジュール10、及び撮像モジュール20は、相互に類似の構成を有する。撮像モジュール20は、撮像素子22及びレンズ(光学部品)23を有する。レンズ23は、支持体26に支持され、その支持体26がレール25に沿って移動可能とされる。レンズ23の可動域を含む光学系を破線24で示している。支持体26の移動手段として、典型的には、電動のモータまたはアクチュエータを使ったスライダー機構の使用が考えられる。
The
撮像素子22からの画像情報は、信号処理手段21に提供される。また、レール25に沿う方向のレンズ23の位置も、図示しないセンサ等の手段により検知され、信号処理手段21に提供される。信号処理手段21では、コントラスト情報、明度情報等の画像情報とレンズ23の位置情報について信号処理が成される。その信号を基に、支持体26、即ちレンズ23を焦点位置に置くための位置調整が行われる。さらに、信号処理手段21は、レンズ23が適正な焦点位置に置かれた際の画像情報を処理し、それを適正な形式で出力することができる。
Image information from the image sensor 22 is provided to the signal processing means 21. The position of the
一方、補助モジュール10も、撮像素子12及びレンズ13を有する。レンズ13は、支持体16に支持され、その支持体16がレール15に沿って移動可能とされる。ここで、レンズ13の可動範囲は、撮像モジュール20のレンズ23の可動範囲よりも短くされ、後述のように、同じ距離にある被写体に対して撮像モジュール20よりも焦点距離が短くなるよう設計されている点に注意すべきである。レンズ23の可動域を含む光学系を破線14で示している。
On the other hand, the
撮像素子12からの画像情報は、信号処理手段11に提供される。信号処理手段11では、コントラスト情報、明度情報等の画像情報とレンズ13の位置情報について信号処理が成される。その信号を基に、支持体16、即ちレンズ13を焦点位置に置くための位置調整が行われる。信号処理手段11は、レンズ13が適正な焦点位置に置かれたときの距離情報を、撮像モジュール20の信号処理手段21に提供する。
Image information from the
図2は、被写体の位置に対応する撮像モジュール及び補助モジュールのそれぞれの光学系におけるレンズの変移量を示す図である。図2を参照して、本実施形態における補助モジュール10及び撮像モジュール20による焦点検出の作用について説明する。
FIG. 2 is a diagram illustrating lens shift amounts in the optical systems of the imaging module and the auxiliary module corresponding to the position of the subject. With reference to FIG. 2, the effect | action of the focus detection by the auxiliary |
初期段階では、補助モジュール10及び撮像モジュール20は、物体画像が無限遠に焦点が合っている位置、撮像素子12、22に対して最近接の位置に置かれ、撮像素子12、22のそれぞれがこれを検知する。信号処理手段11、21はその映像の情報を参照している。
In the initial stage, the
焦点検出の第1段階では、補助モジュール10のレンズ13が、所定のステップで前方に繰り出しながら、コントラスト等の映像情報を観察する。信号処理手段11は、各ステップにおける映像情報の信号を処理することにより、補助モジュール10の光学系14に対して焦点位置を検出する。例えば、焦点位置は、画像のコントラストがピークを示す位置として決定される。図2に示すように、補助モジュール10の光学系14では、光学長が短く、撮像モジュール20の光学系24よりも短い距離F1だけ移動することによって焦点を合わせられ、あるいはその位置を通過する。後者の場合、例えば、焦点位置の通過は、コントラストの低下により判断される。かかる焦点位置の決定、或いは、その通過の検出によって、信号処理手段11は、被写体の概略の位置を、図2中のF1に対応する点A1から決定することができる。
In the first stage of focus detection, the
焦点検出の第2段階では、前段階で粗く決定された焦点位置の情報が撮像モジュール20の信号処理手段21に提供され、撮像モジュール20のレンズ23が対応する焦点位置に位置合わせされる。この位置は、補助モジュール10におけるレンズ13の変移ステップによって決まるものであり、本質的に誤差を含むように粗く決定された位置である。図2中に示すように、補助モジュール10における点A1の被写体距離に対して、撮像モジュール20では点A2が交差する。したがって、レンズ23は、点A2に対応するF2の変移量だけ移動される。図2に示す補助モジュール10、撮像モジュール20における光学系14、24のレンズ13、23の変移量の相関は、カメラ装置30に内蔵される図示しない記憶装置に記憶され得る。
In the second stage of focus detection, information on the focal position roughly determined in the previous stage is provided to the signal processing means 21 of the
なお、レンズ23の移動は、第1段階で補助モジュール10におけるレンズ13が移動する間にも行われ得る。この場合、レンズ23は、変移量に対応して予め決定される所定の速度で移動されても良いし、他の場合には、信号処理手段21が、レンズ13の位置についての情報を補助モジュール10の信号処理手段11から受け、レンズ23の移動速度を決定するようにしても良い。
The movement of the
焦点検出の第3段階では、レンズ23が、粗く決定された焦点位置から、撮像モジュール20の撮像素子22が検知する映像情報を基にして微調整され、適切な焦点距離へと変位される。これにより、焦点位置への正確な位置決めが成され、撮像モジュール20による被写体の撮影が可能となる。
In the third stage of focus detection, the
この方法によれば、従来のこの種のシステムに比較して、測距センサとしての補助モジュールを小型に構成できることと合わせて、補助モジュール10のレンズ13の移動距離を短く済ませることができるので、比較的短時間で測距を行うことができ、結果として、撮影までの時間を十分短くすることができる。
According to this method, the distance of movement of the
図3は、本発明の第2の好適実施形態となる、異なる波長の光、即ち異なる色の補助光を用いた自動焦点合わせシステムの構成を示す概略図である。また、図4は、図3のシステムにおける補助モジュールで検出される各色に対するコントラスト信号値の例を示す図である。図3中には、カメラ装置150内の補助光源170、及び補助モジュール110を示し、撮像モジュールは省略している。補助モジュール110と撮像モジュールとの協働作用は第1の実施形態と同様であるので、以下には、補助光源170を用いたときに、補助モジュール110で焦点距離を決定する方法について説明する。補助モジュール110中で、第1の実施形態の補助モジュール10と同様の作用を示すものは、参照番号に100を加えて示している。
Figure 3 is a second preferred embodiment of the present invention, light of different wavelengths is a schematic diagram showing a configuration of an automatic focusing system using ie, a different color of the auxiliary light. FIG. 4 is a diagram showing an example of the contrast signal value for each color detected by the auxiliary module in the system of FIG. In FIG. 3, the auxiliary
補助光源170としては、異なる波長の光として、R(赤)、G(緑)、B(青)の三色を発光する光源が用意される。典型的な光源は、発光ダイオード(LED)とされる。図中の補助光源170は、三色の光源が一体にして示されるが、例えば各色の発光ダイオードが同一基板に実装されるような型のものであっても良い。
As the auxiliary
一方、補助モジュール110の撮像素子112は、例えば、CCD或いはCMOSセンサにより構成され、その画素表面にRGBの各色の色フィルタを配置する。これにより、撮像素子112は、補助光源170の発光色の光を個別に検知できる。
On the other hand, the
第1の実施形態における第1の段階に対応する、補助モジュール110で焦点距離を決定する工程では、被写体に対して、補助光源からの光が照射される。この場合、光学系114のレンズ113に対して、焦点距離は波長に依存するので、レンズ113を移動するときには、図4に示すように、各色についてのコントラスト信号の検出ピーク位置に若干のずれを生じる。したがって、コントラスト信号を連続的に観察し、このずれ値による補正を加えることによって、補助モジュールによる焦点距離をより高い分解能で決定することができる。
In the step of determining the focal length by the
図5は、本発明の第3の好適実施形態となる自動焦点合わせシステムの構成を示す概略図である。本実施形態のシステムは、前述の実施形態で説明した補助モジュールと撮像モジュールとが一体に構成された複合モジュール210をカメラ装置250内に内蔵する。
Figure 5 is a schematic diagram showing a third configuration of the autofocus system to which the preferred embodiments of the present invention. The system of the present embodiment incorporates in the camera device 250 a
複合モジュール210は、前述の補助モジュールのレンズに対応する第1のレンズ213及び撮像モジュールのレンズに対応する第2のレンズ223を含む光学系214を有する。レンズ213を通過する光は、第1の撮像素子212によって検知され、レンズ223を通過する光は、第2の撮像素子222によって検出される。第1及び第2の撮像素子212、222は、それぞれ第1及び第2の信号処理手段211、221に接続される。なお、第1及び第2の信号処理手段211、221は、単一の手段として構成されても良い。
The
本実施形態の基本的な作用は、前述の他の実施形態と同様である。即ち、本実施形態の焦点検知の方法によれば、第1の工程で、第1のレンズ213に対応する撮像素子212より検知して得られるコントラスト他の映像情報から粗く焦点距離を決定し、それをもとに撮影に用いられる第2レンズ223を粗く決定された焦点位置に移動させ、その後、第2のレンズ223に対応する撮像素子222により検知して得られる映像情報に基づいて、直接的に第2のレンズ223を適正な焦点距離に移動させて微調整を行う。撮影した画像は、信号処理手段221で処理されて所定の形式で出力される。
The basic operation of this embodiment is the same as that of the other embodiments described above. That is, according to the focus detection method of the present embodiment, in the first step, the focal length is roughly determined from the contrast and other video information detected by the
本実施形態における特徴的な点は、第1及び第2のレンズ213、223の可動手段の構造にある。図示されるように、第1のレンズ213は、レール215上を移動可能な支持体216に支持される。支持体216は、第2のレンズ223を支持する支持体217がその上を移動可能とするレール225を一体的に具える。この構成によれば、第1にモジュールの全体の占める容積を小さくすることができるという点を有する。第2に、前述した第1の実施形態の変形例と同様に、第1のレンズ213が移動する間に第2のレンズ223を移動させるので、焦点距離の位置合わせを比較的短時間にすることができる。特に、本実施形態では、過度の変移量を防止するための不要な信号処理を要しない点も利点となる。
A characteristic point in this embodiment is the structure of the movable means of the first and
図6は、本発明の第4の好適実施形態となる自動焦点合わせシステムの構成を示す概略図である。自動焦点合わせシステム350は、第1の好適実施形態と同様に、撮像モジュールと協働する補助モジュール310を含む。撮像モジュールの作用は、第1の実施形態と共通するので図示しない。即ち、補助モジュール310は、距離情報をラフに検出し、その距離情報を図示しない撮像モジュールへと提供する。
Figure 6 is a schematic diagram showing a configuration of an automatic focusing system which is a fourth preferred embodiment of the present invention.
本実施形態で特徴的な点は、補助モジュールの光学系に液体を利用したレンズ装置314を用いている点である。このレンズ装置は、相互に組み合わせられる凹状部材340及び蓋部材362の内側に画定される密閉空間内にオイル380と導電性水溶液370とを有する。オイル380は、絶縁体である蓋部材362の内面に被着される。オイル380と導電性水溶液の界面形状における屈折を利用してレンズの集光作用が提供される。図示されるように、凹状部材340及び蓋部材362の中央近傍には、液体によるレンズ効果を補正するための追加のレンズ部341、363が設けられる。
A characteristic point of this embodiment is that a
この種の液体レンズによる光学系は、前述の特許文献4、5に記載されているものと原理を共通にする。オイル380と導電性水溶液370との界面形状を制御するために電場を利用する。図示されるように、蓋部材362の外面の周方向に沿って第1の電極391が設けられ、凹状部材340の傾斜する内側面に沿って第2の電極392が設けられる。即ち、蓋部材362の内面を挟んで両側に第1及び第2の電極391、392が配置される。
An optical system using this type of liquid lens has the same principle as that described in Patent Documents 4 and 5 described above. An electric field is used to control the interface shape between the
蓋部材362の内面には、端縁に沿って親水性となるよう表面処理した部分365が形成される。したがって、通常の状態では、導電性水溶液370は、蓋部材362の内面のうち、その表面処理部分365にのみ接する。しかしながら、第1及び第2の電極391、392間に電圧を印加して電場を生じさせると、表面処理部分365の内側部分355の化学的性質が変質し、導電性水溶液の濡れ性が改善される。これにより、導電性水溶液370は部分355にも濡れることになり、オイル380の形状は、実線の形状から破線のような形状に変化する。変化の程度、即ち濡れ性が改善される部分355の部分の面積は、電場の強度に応じて変化する。したがって、印加電圧を変化させることによって、オイル380の変形の度合いを変更し、集光の特性を制御することができる。
On the inner surface of the
そこで前述の他の実施形態と類似するように、第1及び第2の電極391、392間の電圧を徐々に大きくし、あるいは十分大きくしてから徐々に小さくするように変化させて、撮像装置312によって映像情報を検知する。検知した映像情報は、信号処理手段311で随時処理され、コントラスト情報などの映像情報を得る。
Therefore, as in the case of the other embodiments described above, the voltage between the first and
信号処理手段311は、印加電圧の制御を行い、得られる情報から被写体の距離をラフに決定する。決定された距離情報は、図示しない撮像モジュールに提供され、撮像モジュールで精度の高い焦点合わせが行われる。この構成によれば、光学系を機械的に移動する機構が不要であり、比較的単純な構成にして、合焦のための高速の制御が可能であるという利点を有する。 The signal processing means 311 controls the applied voltage and roughly determines the distance of the subject from the obtained information. The determined distance information is provided to an imaging module (not shown), and high-precision focusing is performed by the imaging module. According to this configuration, a mechanism for mechanically moving the optical system is unnecessary, and there is an advantage that high-speed control for focusing is possible with a relatively simple configuration.
以上のように、本発明の好適となる実施形態について詳細に説明したが、これはあくまでも例示的なものであって、本発明を制限するものではなく、当業者によってさらに様々な変形変更が可能である。例えば、第1の実施形態で、単純に補助モジュール及び撮像モジュールを機械的に結合しても良いし、また、第3の実施形態で補助光源を用いることもできる。また、各実施形態に示すレンズは、単一のものでなく複数枚が機械的に協働して変移するものであっても良いし、レンズを移動させる移動手段としては、接触式或いは非接触式の様々な構造のものが考えられる。さらに第4の実施形態では、追加の光学系として凸形状のレンズのみでなく凹形状のレンズを用いることもでき、通常状態の液体レンズの形状も凹凸の種々の形状に設定することができる。 As described above, the preferred embodiment of the present invention has been described in detail. However, this is merely an example and does not limit the present invention, and various modifications and changes can be made by those skilled in the art. It is. For example, in the first embodiment, the auxiliary module and the imaging module may be simply mechanically coupled, or the auxiliary light source may be used in the third embodiment. In addition, the lens shown in each embodiment may not be a single lens but may be a plurality of lenses that change mechanically in cooperation. The moving means for moving the lens may be a contact type or a non-contact type. Various structures of the formula are conceivable. Furthermore, in the fourth embodiment, not only a convex lens but also a concave lens can be used as the additional optical system, and the shape of the liquid lens in the normal state can be set to various irregular shapes.
10、110、310 補助モジュール
11、111、211、311 信号処理手段
12、112、212、312 撮像手段
14、114、214、314 補助用光学系
20 撮像モジュール
21、221 信号処理手段
22、222 撮像手段
23、レンズ
170 補助光源
210 複合モジュール
10, 110, 310 Auxiliary module
11, 111, 211, 311 Signal processing means 12, 112, 212, 312 Imaging means 14, 114, 214, 314 Auxiliary
Claims (10)
前記撮像モジュールは、
撮像素子に重なる撮像用レンズと、
被写体からの入射光を前記撮像素子上に焦点合わせするよう、前記撮像用レンズの位置を調節する撮像用焦点調節機構と、
前記撮像素子からの情報を用いて前記撮像用レンズの位置を微調節するよう、前記撮像用焦点調節機構を制御する制御手段と、を含み、
前記補助モジュールは、
補助用撮像素子に重なる補助用レンズと、
前記撮像用焦点調節機構とは別個に設けられ、前記被写体からの入射光を前記補助用撮像素子上に焦点合わせするよう、前記補助用レンズの位置を前記撮像用レンズの位置とは独立して調節する補助用焦点調節機構と、を含み、
前記補助モジュールが、前記被写体までの距離を表す距離情報を、粗調節情報として前記撮像用焦点調節機構に提供することにより、前記撮像用焦点調節機構は、前記撮像素子からの前記情報を用いて前記撮像用レンズの位置を微調節する前に、前記粗調節情報に基づき前記撮像用レンズの位置を粗調節し、
前記補助用焦点調節機構が前記補助用レンズを位置合わせするための調節範囲は、前記撮像用焦点調節機構が前記撮像用レンズを位置合わせするための調節範囲よりも小さいことを特徴とする自動焦点合わせシステム。 An automatic focusing system comprising an imaging module and an auxiliary module,
The imaging module is
An imaging lens for overlapping the IMAGING element,
To the incident light from the Utsushitai focusing on the imaging device, and imaging focus adjustment mechanism for adjusting the position of the imaging lens,
Control means for controlling the imaging focus adjustment mechanism so as to finely adjust the position of the imaging lens using information from the imaging element;
The auxiliary module is
An auxiliary lens for overlapping the auxiliary imaging element,
Provided separately from the imaging focus adjustment mechanism, the position of the auxiliary lens is independent of the position of the imaging lens so that incident light from the subject is focused on the auxiliary imaging element. An auxiliary focus adjustment mechanism for adjusting ,
The auxiliary module provides distance information representing the distance to the subject as rough adjustment information to the imaging focus adjustment mechanism, so that the imaging focus adjustment mechanism uses the information from the imaging element. Before finely adjusting the position of the imaging lens, coarsely adjust the position of the imaging lens based on the rough adjustment information,
The automatic focus is characterized in that an adjustment range for the auxiliary focus adjustment mechanism to align the auxiliary lens is smaller than an adjustment range for the imaging focus adjustment mechanism to align the imaging lens. Alignment system.
前記撮像モジュールは、
撮像素子に重なる撮像用レンズと、
被写体からの入射光を前記撮像素子上に焦点合わせするよう、前記撮像用レンズの位置を調節する撮像用焦点調節機構と、
微調節情報又は粗調節情報から前記撮像用レンズの位置を決定して、前記撮像用レンズの位置を連続的に調節するよう前記撮像用焦点調節機構を制御する制御手段と、を含み、
前記補助モジュールは、
補助用撮像素子に重なる補助用レンズと、
前記撮像用焦点調節機構とは別個に設けられ、前記被写体からの入射光を前記補助用撮像素子上に焦点合わせするよう、前記補助用レンズの位置を調節する補助用焦点調節機構と、を含み、
前記粗調節情報は、前記撮像用レンズの位置を粗調節するために、前記被写体までの距離を表す距離情報に基づき前記補助用撮像素子を介して得られ、また、前記微調節情報は、前記撮像用レンズの位置を微調節するために、前記撮像モジュールの前記撮像素子を介して得られ、
前記補助モジュールは、前記距離情報を前記粗調節情報として提供し、
前記補助用焦点調節機構が前記補助用レンズを位置合わせするための調節範囲は、前記撮像用焦点調節機構が前記撮像用レンズを位置合わせするための調節範囲よりも小さいことを特徴とする自動焦点合わせモジュール。 An autofocus module comprising an imaging module and an auxiliary module,
The imaging module is
An imaging lens for overlapping the IMAGING element,
To the incident light from the Utsushitai focusing on the imaging device, and imaging focus adjustment mechanism for adjusting the position of the imaging lens,
Control means for determining the position of the imaging lens from fine adjustment information or coarse adjustment information and controlling the imaging focus adjustment mechanism to continuously adjust the position of the imaging lens;
The auxiliary module is
An auxiliary lens for overlapping the auxiliary imaging element,
An auxiliary focus adjustment mechanism that is provided separately from the imaging focus adjustment mechanism and adjusts the position of the auxiliary lens so that incident light from the subject is focused on the auxiliary image sensor. ,
The coarse adjustment information is obtained via the auxiliary imaging element based on distance information representing the distance to the subject in order to coarsely adjust the position of the imaging lens, and the fine adjustment information is In order to fine-tune the position of the imaging lens, obtained through the imaging element of the imaging module,
The auxiliary module provides the distance information as the coarse adjustment information;
The automatic focus is characterized in that an adjustment range for the auxiliary focus adjustment mechanism to align the auxiliary lens is smaller than an adjustment range for the imaging focus adjustment mechanism to align the imaging lens. Matching module .
前記撮像モジュールは、
撮像素子に重なる撮像用レンズと、
被写体からの入射光を前記撮像素子上に焦点合わせするよう、前記撮像用レンズの位置を調節する撮像用焦点調節機構と、
微調節情報又は粗調節情報から前記撮像用レンズの位置を決定して、前記撮像用レンズの位置を連続的に調節するよう前記撮像用焦点調節機構を制御する制御手段と、を含み、
前記補助モジュールは、
補助用撮像素子に重なる補助用レンズと、
前記撮像用焦点調節機構とは別個に設けられ、前記被写体からの入射光を前記補助用撮像素子上に焦点合わせするよう、前記補助用レンズの位置を前記撮像用レンズの位置とは独立して調節する補助用焦点調節機構と、を含み、
前記粗調節情報は、前記撮像用レンズの位置を粗調節するために、前記被写体までの距離を表す距離情報に基づき前記補助用撮像素子を介して得られ、また、前記微調節情報は、前記撮像用レンズの位置を微調節するために、前記撮像モジュールの前記撮像素子を介して得られ、
前記補助モジュールは、前記距離情報を前記粗調節情報として提供し、
前記補助用焦点調節機構は前記補助モジュールの前記補助用レンズを位置合わせするための第1の調節範囲を有し、また、前記撮像用焦点調節機構は前記撮像モジュールの前記撮像用レンズを位置合わせするための第2の調節範囲を有し、該第1の調節範囲は該第2の調節範囲よりも小さいことを特徴とする自動焦点合わせ機構 An automatic focusing mechanism including an imaging module and an auxiliary module,
The imaging module is
An imaging lens for overlapping the IMAGING element,
To the incident light from the Utsushitai focusing on the imaging device, and imaging focus adjustment mechanism for adjusting the position of the imaging lens,
Control means for determining the position of the imaging lens from fine adjustment information or coarse adjustment information and controlling the imaging focus adjustment mechanism to continuously adjust the position of the imaging lens;
The auxiliary module is
An auxiliary lens for overlapping the auxiliary imaging element,
Provided separately from the imaging focus adjustment mechanism, the position of the auxiliary lens is independent of the position of the imaging lens so that incident light from the subject is focused on the auxiliary imaging element. An auxiliary focus adjustment mechanism for adjusting ,
The coarse adjustment information is obtained via the auxiliary imaging element based on distance information representing the distance to the subject in order to coarsely adjust the position of the imaging lens, and the fine adjustment information is In order to fine-tune the position of the imaging lens, obtained through the imaging element of the imaging module,
The auxiliary module provides the distance information as the coarse adjustment information;
The auxiliary focus adjustment mechanism has a first adjustment range for aligning the auxiliary lens of the auxiliary module, and the imaging focus adjustment mechanism aligns the imaging lens of the imaging module. the second comprises an adjustment range, the automatic focusing mechanism adjustment range of said first, characterized in that less than the adjustment range of the second to
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Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS50101022A (en) * | 1974-01-08 | 1975-08-11 | ||
JPS5256045Y1 (en) * | 1976-07-14 | 1977-12-17 | ||
JPS55126205A (en) * | 1979-03-23 | 1980-09-29 | Sony Corp | Automatic focus adjusting device in optical device |
JPS58211111A (en) * | 1982-06-02 | 1983-12-08 | Koshina:Kk | Focusing device |
JPS60243620A (en) * | 1984-05-18 | 1985-12-03 | Konan Camera Kenkyusho:Kk | Integrated processor plural information of time of photographing by camera |
JPH03237416A (en) * | 1990-02-14 | 1991-10-23 | Canon Inc | Automatic focusing device |
JPH06303486A (en) * | 1993-04-19 | 1994-10-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Image pickup device and video camera |
JPH11258496A (en) * | 1998-03-09 | 1999-09-24 | Canon Inc | Automatic focus adjusting device and its method |
JP2000098217A (en) * | 1998-09-22 | 2000-04-07 | Casio Comput Co Ltd | Automatic focusing device and focusing method |
JP2000206398A (en) * | 1999-01-08 | 2000-07-28 | Olympus Optical Co Ltd | Automatic focal point adjuster |
JP2003287674A (en) * | 2002-03-28 | 2003-10-10 | Nikon Gijutsu Kobo:Kk | Camera |
Family Cites Families (1)
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---|---|---|---|---|
JPS6473866A (en) * | 1987-09-16 | 1989-03-20 | Agency Ind Science Techn | Automatic focusing device |
-
2004
- 2004-10-20 JP JP2004305977A patent/JP4534197B2/en active Active
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS50101022A (en) * | 1974-01-08 | 1975-08-11 | ||
JPS5256045Y1 (en) * | 1976-07-14 | 1977-12-17 | ||
JPS55126205A (en) * | 1979-03-23 | 1980-09-29 | Sony Corp | Automatic focus adjusting device in optical device |
JPS58211111A (en) * | 1982-06-02 | 1983-12-08 | Koshina:Kk | Focusing device |
JPS60243620A (en) * | 1984-05-18 | 1985-12-03 | Konan Camera Kenkyusho:Kk | Integrated processor plural information of time of photographing by camera |
JPH03237416A (en) * | 1990-02-14 | 1991-10-23 | Canon Inc | Automatic focusing device |
JPH06303486A (en) * | 1993-04-19 | 1994-10-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Image pickup device and video camera |
JPH11258496A (en) * | 1998-03-09 | 1999-09-24 | Canon Inc | Automatic focus adjusting device and its method |
JP2000098217A (en) * | 1998-09-22 | 2000-04-07 | Casio Comput Co Ltd | Automatic focusing device and focusing method |
JP2000206398A (en) * | 1999-01-08 | 2000-07-28 | Olympus Optical Co Ltd | Automatic focal point adjuster |
JP2003287674A (en) * | 2002-03-28 | 2003-10-10 | Nikon Gijutsu Kobo:Kk | Camera |
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