JPH0196630A - カメラの自動焦点調節装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、カメラにおける自動焦点調節装置に関する。

１見亘韮 撮影装置、例えばビデオカメラ装置におけるオートフォ
ーカス機構（自動焦点調節装置）は、赤外線方式や超音
波方式等のアクティブ方式、あるいは画像のコントラス
ト信号により黒点を調節するパッシブ方式等種々の方式
が開発され、装置に採用されている。これらのオートフ
ォーカス機構（以下ＡＦ機構という）は、ＡＦ機構が動
作中にカメラと被写体との間を、例えば人や、自動車等
の物体が横切った場合に合焦点が被写体からその横切っ
たものに追従してしまうという問題があった。この問題
は、一般には応答速度を遅らせることによって解決され
ていた。したがって、撮影者が被写体に素早くピントを
合せたい場合には、オートフォーカスでは不十分であり
、カメラ装置のフォーカスモードをオートフォーカスモ
ードからマニュアルモード、つまり手動フォーカスモー
ドに切り替え、手動操作によって被写体にピントを合せ
なければならないという欠点があった。

目　　　的 本発明は、このような従来技術の欠点を解消し、所望の
時にだけ、自動合焦処理動作を迅速に行うことができる
カメラ装置を提供することを目的とする。

良１ム訓ｊ 本発明によれば、焦点が可変な撮像レンズによって被写
体を撮影するカメラの自動焦点調節装置において、装置
は、被写体までの距離を測定する測距手段と、撮像レン
ズの焦点を調節する調節手段と、自動合焦の指示を入力
する操作手段と、測距手段および操作手段に応動して調
節手段を制御する制御手段とを有し、制御手段は、通常
は、第１の所定の時間間隔で前記測距手段を制御して被
写体までの距離を測定し、その測定結果に応じて調節手
段を制御して第１の所定の速度で前記撮像レンズの焦点
を調節し、撮像レンズが被写体に合焦するまで第１の所
定の時間間隔でこれを繰り返し、操作手段により自動合
焦指示が入力されると、測距手段を制御して被写体まで
の距離を測定し、その測定結果に応じて調節手段を制御
して第１の所定の速度より速い第２の所定の速度で撮像
レンズの焦点を調節することを特徴とするものである。

実施例の説明 次に添付図面を参照して本発明による高速自動合焦機能
付きカメラ装置の実施例を詳細に説明する。

第１図を参照すると、本発明の一実施例として赤外線測
距方式を使用した記録機一体型ビデオカメラ（カメラＶ
ＴＲ）の全体構成図が示されている。

本カメラＶＴＲは主に、光学系レンズ、赤外線測距機構
等を有する焦点調節部５０、　ＣＯＤ等のイメージセン
サ２４１を有する撮像部２４、撮像部２４に入力された
映像信号、およびマイクや音声入力端子（図示せず）を
介して入力された音声信号の処理を行う信号処理部２６
、システムコントロール部２２の指示により映像信号を
ビデオテープに録画し、また再生指示により録画した映
像信号を再生する記録再生部２８から構成されている。

なお、本実施例のカメラに使用されているオートフォー
カス機構は、三角測量方式を採用し、近赤外線ＬＥＤ　
４２で発光した赤外線を発光レンズ２を通して被写体に
照射し、被写体で反射した赤外線を受光レンズ６を通し
て２分割受光素子８上に結像し、この２分割受光素子８
の光量の差を電気的に読み出し、ＡＦ用モータ１４を作
動させて撮像レンズの焦点距離を調節する、いわゆるア
クティブ方式である。

ＡＦ発光部４は１発光ダイオード（赤外線ＬＥＤ）４２
を含み、システムコントロール部２２の制御によって変
調周波数が約１０ＫＨｚのＡＦ用赤外線を発光する。な
お、この例におけるＡＦ用赤外線の周波数は、従来オー
トフォーカスに使用されているものである、受光処理部
ＩＯは、光学フィルタ、フォトダイオード等の光検出器
８、アンプ、ＡＦ用ＢＰＦ　。

および比較部（図示せず）を有する。

ＡＦ用発光部４で発光して発光用レンズ２を介して出力
され、被写体で反射した変調周波数的１０ＫＨｚの赤外
線は、を受光レンズ６を介して受光され、受光処理部１
０は、受光した光を電気信号に変換し、周波数の帯域制
限を行ってオートフォーカスの動作に必要な信号を抽出
する０本実施例のカメラに使用されているＡＰＩ！構は
、前述したように２分割受光素子を使用しており、比較
部において２つの受光素子８が受光したＡＦ用赤外線の
比較演算を行い、被写体に対する撮像レンズの焦点距離
の前後関係を算出し、システムコントロール部２２に送
出する。

ＡＦモータ駆動回路１２は、システムコントロール部２
２からの指示に従い、　ＡＦモータ１４を作動させる。

また、ＡＦモータ駆動回路１２はＡＦモータ速度制御回
路１２１を含み、システムコントロール部２２からの指
示に従ってＡＦモータ１４の駆動速度を例えば「通常回
転」と「高速回転」の２段階のいずれかに設定する。

ＡＦモータ１４は、　ＡＦモータ駆動回路１２から駆動
され、歯車等の接続部材１Ｂおよび１８を介してＡＦク
リング０を作動させ、光学系レンズを前後に移動させる
。

操作部３０は、カメラＶＴＲの本体外部面に設置され、
記録／再生スイッチ（図示せず）、オートフォーカスモ
ードと手動フォーカスモードの指定を行うフォーカスモ
ードスイッチ３０１、操作されている間ＡＦ機構の追従
速度が速くなるワンタッチＡＦスイッチ３０２等の操作
スイッチを含む、これらのスイッチは操作者の手操作に
より操作され。

各スイッチの接続位置に従ってシステムコントロール部
２２が動作する。

撮像部２４は１例えばＣＯＤ等の固体撮像素子や、オー
トホワイトバランス等の撮像に必要な各種機構を含み、
システムコントロール部２２の指示に従い被写界からの
入射光量等をｍｍＬ、またレンズを通して結合された被
写界の光学像を映像信号に変換する。

システムコントロール部２２は、受光処理部１０におけ
る比較演算の結果に従って撮像レンズの焦点距離を調整
するため、ＡＦモータ駆動回路１２にＡＦモータ制御信
号を送信する。また、操作部３０のワンタッチＡＦスイ
ッチ３０２が操作された場合、ＡＦａ構の合焦速度を速
くするため、ＡＦモータ速度制御回路１２１にモータ速
度を設定するための制御信号をＡＦモータ駆動回路１２
に送信し、これとともにＡＦ発光部４の発光ダイオード
４２の発光時間間隔を短くする。システムコントロール
部２２はまた、操作部３０の例えば記録あるいは再生等
のスイッチの状態に応動して、信号処理部２８、または
記録再生部２８等の各部に制御信号を送信し、制御する
。

第２図のフロー図を参照して本実施例の装置におけるシ
ステムコントロール部２２の動作について説明する。

操作者によって操作部３０が操作され、フォーカス機構
が作動する状態・になると、システムコントロール部２
２はまず、操作部３０のフォーカスモードスイッチ３０
１がオートフォーカスの位置にあるか否かを判断する（
２０２）　、オートフォーカスの位置になっている場合
は、ステップ２０４のフォーカス動作フロー（第３図）
に移り、オートフォーカス動作を行う。

ステップ２０２においてオートフォーカスの位置にない
、つまり手動フォーカスの状態の場合には、操作部３０
のワンタッチスイッチ３０２がＯＮの状態にあるか否か
を判断する（２０Ｂ）　、ワンタッチスイッチ３０２が
ＯＮの状態にある場合には、システムコントロール部２
２はＡＦモータ１４が速い速度で駆動するように、ＡＦ
モータ駆動回路１２のＡＦモータ速度制御回路１２１に
「高速回転」の速度を設定する（２０８）　、その後、
ステップ２１０のフォーカス動作フロー（第３図）に移
る（２１０）　。

ステップ２１０においてフォーカス動作を行ないレンズ
の焦点が合焦した場合、システムコントロール部２２は
ＡＦモータ駆動回路１２を制御し、ＡＦモータ１４が通
常の速度で駆動されるように、ＡＦモータ速度制御回路
１２１に「通常回転」の速度を設定し、動作を終了する
。

ここでｉ３図を参照してフォーカス動作フローについて
説明する。このフォーカス動作フローは、いわゆるサブ
ルーチンフローになっており、オートフォーカス動作と
、ワンタッチＡＦスイッチ３０２によるフォーカス動作
のいずれでも起動される。

フォーカス動作フローでは、まずシステムコントロール
部２２が発光部４を制御して赤外線ＬＥＤ４２から、こ
の例では変調周波数が１０ＫＨｚのＡＦ用赤外線を発光
させる０発光したＡＦ用赤外線は、発光レンズ２を介し
て照射され、被写体で反射して受光レンズ６を介して受
光処理＠１０の２つの受光部８に受光される。２つの受
光部８に受光されたＡＦ用赤外線は、受光処理部１０に
おいて、それぞれ電気信号に変換され１．バンドパスフ
ィルタ等を経た後比較され、その差を示す信号がシステ
ムコントロール部２２に送られる。システムコントロー
ル部２２は、受光処理部１０から送られた差を示す信号
によりレンズの焦点が合焦しているか否かを判断する（
２１４）。

ステップ２１４においてレンズの焦点が合焦している場
合は、第２図のステップ２１０あるいはステップ２０４
に戻る０合焦していない場合は、ＡＦモータ駆動回路１
２を制御してＡＦモータ１４を作動させる（２１［３）
　、　ＡＦモータ１４の駆動は、ステップ２１０のルー
チン動作の場合は、ステップ２０日においてＡＦモータ
速度制御回路１２１が「高速回転」に設定されているた
め高速駆動となり、ステップ２０４のルーチン動作の場
合には通常駆動である。

次に、動作の流れがワンタッチモードか否かを判断する
（２１８）　、なお、ここでワンタッチモードか否かを
判断するステップ２１Ｂが設けられている理由は、前述
したように第３図のフォーカス動作フローカリブルーチ
ンフローであり、オートフォーカス動作と共通の動作フ
ローになっているためである。

ステップ２１８においてワンタッチモードの場合、シス
テムコントロール部２２は、通常のオートフォーカス動
作の待ち時間（ｔｌ）よりも短い待ち時ｒｌｌｌ（ｔ＋
）をタイマに設定してこれを起動する０時間ｔ２の経過
によりこのタイマがタイムアツプするとステップ２２２
に移る（２２４）　、また、ステップ２１８においてワ
ンタッチモードでない場合は。

通常のオートフォーカス動作の待ち時間（ｔｌ）をタイ
マに設定し、前述と同様にそのタイムアウトでステップ
２２２に移る（２２０）　。

ステップ２２２では、ステップ２１４における合焦動作
、つまり発光部４の発光から受光処理部１０における受
光信号の比較動作を行い、レンズの焦点が合焦している
か否かを判断する。

ステップ２２２においてレンズの焦点が合焦している場
合は、ＡＦモータ駆動回路１２を制御してＡＦモータ１
４の動作を停止させ（２２Ｂ）　、第２図ののステップ
２１０あるいはステップ２０４に戻る。また、焦点が合
焦していない場合には、ＡＦモータ駆動回路１２を制御
してＡＦモータ１４の動作を維持する。

参考のため、従来のカメラＶＴＲにおけるオートフォー
カス動作の例が第４図および第５図に示されている。こ
の従来のオートフォーカス機溝は、本発明と同様にオー
トフォーカスモードと手動フォーカスモードを有し、手
動フォーカスモードにはワンタッチスイッチが設けられ
ている。ワンタッチスイッチモードによるフォーカス動
作は、第５図のフロー図によるルーチン動作を行い、レ
ンズの焦点がステップ２２２で合焦した場合に動作を終
了する。

従来のワンタッチスイッチは例えば、任意の被写体に一
時的に焦点を固定させたい場合にだけ使用するためのも
ので、第４図および第５図の動作フローからもわかるよ
うに、ワンタッチスイッチによるフォーカス動作〔第４
図ステップ４００〕は、オートフォーカスによるフォー
カス動作（第４図ステップ２０４）とまったく同様のル
ーチン動作（第５図のフロー動作）を１度だけ行うもの
である。したがって、ワンタッチスイッチによるフォー
カス動作の応答速度は、オートフォーカス動作の応答速
度と同じであり、これは一般に遅い。

しかし、本発明による装置によれば、操作部３０にワン
タッチＡＦスイッチ３（Ｈを有し、このワンタッチＡＦ
スイッチ３０２が操作者により操作されると、システム
コントロール部２２はＡＦモータ速度制御回路１２１を
制御してＡＦモータ１４を速い速度で駆動で駆動させ、
さらに発光部４を制御して赤外線ＬＥＤ４２の発光間隔
を通常のオートフォーカス動作の発光間隔よりも短い発
光間隔で発光させるため、フォーカス動作の応答速度が
速くなる。したがって、操作者は、例えば動いている物
体等の被写体を撮影したい場合、その被写体に素早く、
しかも容易にピントを合せることができる。

本実施例におけるワンタッチＡＦスイッチ３０２は、ス
イッチを操作し続けている間ＡＦ機構が動作するように
設定されているが、従来の装設のようにスイッチを操作
したときにだけＡＦ機構が動作するように装設を構成し
てもよいことは言うまでもない、また、ワンタッチＡＦ
スイッチ３０２が例えば２つのスイッチからなり、一方
のスイッチはスイッチを操作し続けている間ＡＦ機構が
動作し、他方のスイッチはスイッチを操作したとき１回
だけＡＦ機構が動作するように構成させることも可能で
ある。

また、本実施例におけるカメラＶＴＲは、オートフォー
カス機構に２分割受光素子を使用したが、受光素子が１
つで発光素子を機械的にスキャンする方式や、受光素子
を複数配列して電気的にスキャンする方式等地のオート
フォーカス機構にも適用することができる。

ざらに１本実施例の装設では本発明を赤外線方式による
アクティブ方式に適用した例を示したが、画像のコント
ラスト信号により焦点を調節するパッシブ方式等地の方
式のＡＦ４！！構に応用することも可能である。

なお、本実施例においては本発明の自動焦点調節装置を
記Ｑ機一体型ビデオカメラに適用したが、本発明は記録
機一体型ビデオカメラだけでなく、分離型のビデオカメ
ラに使用することができることは言うまでもなく、記録
媒体としてビデオテープの他、磁気ディスクを用いるも
のにも適用できる。ざらにＡＦａ能が搭載された電子ス
チルカメラ、銀塩ムービーカメラや銀塩スチルカメラ等
にも応用することができる。また、ビデオテープ等の記
録媒体を用いず、直接モニタに出力するカメラ装置にも
応用することができる。

肱−ヌ 本発明によれば、自動合焦指示を入力すること、により
、測距手段を制御して被写体までの距離を測定し、その
測定結果に応じて通常の速度より速い速度で前記撮像レ
ンズの焦点を調節する。

したがって、例えば動いている物体等の被写体を撮影し
たい場合等のように高速の合焦が要求される時にだけ、
その被写体に素早く、しかも容易にピントを合せること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるカメラの自動焦点調節装置を使
用した記録機一体型ビデオカメラの一実施例の構成を示
す機能ブロック図、 第２図および第３図は、第１図の装置の合焦動作例を示
すフロー図、 第４図および第５図は、従来の合焦機能を有する装置の
合焦動作例を示すフロー図である。 ！部　の符号の説 ４０３９発光部 １０、、、受光処理部 １２、、、ＡＦモータ駆動回路 １４、、、ＡＦモータ ２０、、、フォーカスリング ２２、、、システムコントロール部 ３０、、、操作部 １２１、、ＡＦモータ速度制御回路 ３０２　　、　、ワンタッチＡＦスイッチ第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、焦点が可変な撮像レンズによって被写体を撮影する
   カメラの自動焦点調節装置において、該装置は、 前記被写体までの距離を測定する測距手段と、前記撮像
   レンズの焦点を調節する調節手段と、自動合焦の指示を
   入力する操作手段と、 前記測距手段の測定結果および操作手段の入力指示に応
   動して前記調節手段を制御する制御手段とを有し、 該制御手段は、通常は、第１の所定の時間間隔で前記測
   距手段を制御して前記被写体までの距離を測定し、その
   測定結果に応じて前記調節手段を制御して第１の所定の
   速度で前記撮像レンズの焦点を調節し、前記撮像レンズ
   が該被写体に合焦するまで第１の所定の時間間隔でこれ
   を繰り返し、前記操作手段により前記自動合焦指示が入
   力されると、前記測距手段を制御して前記被写体までの
   距離を測定し、その測定結果に応じて前記調節手段を制
   御して第１の所定の速度より速い第２の所定の速度で前
   記撮像レンズの焦点を調節することを特徴とするカメラ
   の自動焦点調節装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記制
   御手段は、前記操作手段により前記自動合焦指示が入力
   されると、前記撮像レンズが前記被写体に合焦するまで
   前記測距手段による測距および前記調節手段による焦点
   調節を第１の所定の時間間隔より短い第２の所定の時間
   間隔で繰り返すことを特徴とするカメラの自動焦点調節
   装置。 ３、特許請求の範囲第２項記載の装置において、前記制
   御手段は、前記操作手段により入力される単一の自動合
   焦指示に応動して、前記測距手段による測距および前記
   調節手段による焦点調節を行うことを特徴とするカメラ
   の自動焦点調節装置。 ４、特許請求の範囲第２項記載の装置において、前記制
   御手段は、前記操作手段により前記自動合焦指示が入力
   されているかぎり、前記測距手段による測距および前記
   調節手段による焦点調節を前記第２の所定の時間間隔で
   繰り返すことを特徴とするカメラの自動焦点調節装置。