JPH056417U - 自動合焦装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】この考案は、制御システムを変えることなく合
焦用モータの小型化を計ることを目的とする。 【構成】 この考案は、合焦用モータを減速機構付ＤＣ
モータ２により構成するとともに、撮像系の位置を検出
するための位置検出部を可変抵抗器３を用いて構成した
ものである。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は撮像系を自動的に合焦位置に移動させる自動合焦装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、自動合焦装置においては、カメラと撮像レンズ系などにより構成される 撮像系を被写体に合焦させるように駆動する合焦用モータは、ステッピングモー タにより構成され、このステッピングモータの駆動ステップ数から撮像系の位置 情報を得ている。そして、撮像系が被写体の画像を入力した際に撮像系から得ら れる撮像信号の高周波成分と，ステッピングモータの駆動ステップ数とは、図９ に示すような関係を有する。つまり、撮像系からの撮像信号の高周波成分は撮像 系が合焦位置のときに最大値になり、撮像系が合焦位置から近点や遠点へ移動す るに従って減少する。そこで、合焦検出部が撮像系からの撮像信号と、ステッピ ングモータの駆動ステップ数から得られる撮像系の位置情報とに基づいて上記関 係を利用してステッピングモータを撮像系が被写体に合焦するように制御してい る。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

上記自動合焦装置では、合焦用モータをステッピングモータにより構成してい るので、このステッピングモータはその構造上大型になってしまい、小型化を計 ることができない。そこで、自動合焦装置の制御システムを変えてステッピング モータの小型化を計ることが考えられるが、これには大きな労力が必要になる。

【０００４】 本考案は上記欠点を改善し、制御システムを変えることなく合焦用モータの小 型化を計ることができる自動合焦装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、本考案は、図１に示すように被写体の画像を入力す るための撮像系に取り付けられ、この撮像系の位置を検出する位置検出部と、 上記撮像系を駆動する合焦用モータと、 この合焦用モータを上記位置検出部および上記撮像系からのデータに基づいて 上記被写体に合焦させるように制御する制御手段１と、 を有する自動合焦装置において、 上記合焦用モータを減速機構付ＤＣモータ２により構成するとともに、上記位 置検出部を可変抵抗器３を用いて構成したものである。

【０００６】

【作用】

撮像系の位置が可変抵抗器３により検出され、制御手段１が減速機構付ＤＣモ ータ２を可変抵抗器３および撮像系からのデータに基づいて被写体に合焦させる ように制御する。

【０００７】

【実施例】

図２は本考案の一実施例の概略を示す。 この実施例では、撮像レンズ１１と撮像素子１２からなる撮像系１３により、 ある定められた視野にて被写体１４が撮像されて画像信号に変換され、撮像素子 １２からの画像信号の高周波成分が後述のように抽出される。そして、この高周 波成分と撮像レンズ１１との図９に示すような関係を利用して焦点調整機構によ り撮像レンズ１１が撮像素子１２からの画像信号の高周波成分がピーク位置にな るように移動させられることで撮像レンズ１１が近点位置から無限遠位置までの 間の合焦位置に移動させられる。

【０００８】 図５はこの実施例の機構部を示す。 上記撮像素子１２は電荷結合素子（ＣＣＤ）からなるカメラにより構成され、 Ｃマウントアダプター１５を介して撮像レンズ系１１が取り付けられる。この撮 像レンズ系１１およびカメラ１２は撮像系１３を構成し、カメラ１２がホルダー １６により取り付け板１７上に取り付けられる。撮像レンズ系１１にはカップリ ング１８が一体に取り付けられ、このカップリング１８はスクリューネジ１９に 螺合される。スクリューネジ１９が回転すると、カップリング１８がスクリュー ネジ１９上を移動して撮像レンズ系１１が移動する。スクリューネジ１９は両端 部がネジホルダー２０，２１により取り付け板１７上に回転自在に支持され、モ ータホルダー２２にて取り付け板１７上に固定されている合焦用モータとしての 減速機構付ＤＣモータ２３にカップリング２４を介して連結されて減速機構付Ｄ Ｃモータ２３により回転駆動される。減速機構付ＤＣモータ２３はＤＣモータを 減速機構を介して負荷に連結したものである。また、可変抵抗器２５はスライド 抵抗（ポテンショメータ）が用いられ、撮像撮像系１３の位置、つまりレンズ系 １１の位置を検出するための位置検出部を構成している。このスライド抵抗２５ は取り付け板１７上に固定され、スライド抵抗２５のスライダー２６がスクリュ ーネジ１９に螺合されている。スライド抵抗２５はスライダー２６がスクリュー ネジ１９の回転で移動することにより抵抗値が変化して撮像レンズ系１１の現在 位置を検出する。ＡＦ駆動部２７はＣマウントアダプター１５に取り付けられ、 かつ撮像レンズ系１１を合焦位置へ駆動し得るように設けられる。

【０００９】 図３はこの実施例の回路構成を示す。 撮像系１３は上述のように位置検出部としての可変抵抗器２５により撮像レン ズ系１１により位置が検出され、合焦用モータとしての減速機構付モータ２３に より駆動されて光軸方向に移動する。さらに、撮像系１３は撮像素子としてのＣ ＣＤ１２が撮像レンズ系１１を介して被写体１４を撮像して画像信号に変換する 。合焦検出部２８は合焦位置検出部２９，メモリ３０および制御部３１を有し、 合焦位置検出部２９は撮像系１３におけるＣＣＤ１２からの画像信号の高周波成 分を検出することにより撮像レンズ系１１の合焦位置を検出する。制御部３１は メモリ３０を用いながら合焦位置検出部２９の出力信号に基づいて撮像レンズ系 １１を合焦位置へ移動させるための制御信号を駆動制御部３２へ出力する。駆動 制御部３２は撮像レンズ系１１の位置に対応した可変抵抗２５の抵抗値を参照し ながら合焦検出部２８における制御部３１からの制御信号により減速機構付ＤＣ モータ２３を駆動制御して撮像レンズ系１１を合焦位置に移動させる。

【００１０】 図４は上記合焦位置検出部２９の構成を示す。 合焦位置検出部２９はゲート回路３３，検出域設定部３４，高域通過フィルタ （ＨＰＦ）３５，ピークホールド回路３６，Ａ／Ｄ変換器３７等を有し、撮像系 １３におけるＣＣＤ１２からの画像信号がゲート回路３３において走査線設定部 ３４からの信号により特定の走査線部分が選択的に通過する。このゲート回路３ ３からの画像信号はＨＰＦ３５により高周波成分のみが取り出され、ピークホー ルド回路３６によりピークが検出されて保持されることにより高周波成分の量が 検出されてＡ／Ｄ変換器３７によりＡ／Ｄ変換される。このＡ／Ｄ変換器３７の 出力信号はメモリ３０又は制御部３１へ出力され、制御部３１はＡ／Ｄ変換器３ ７の出力信号により撮像レンズ系１１の合焦位置を検出して駆動制御部３２を制 御することにより減速機構付ＤＣモータ２３で撮像レンズ系１１を合焦位置に移 動させて焦点調整を行う。

【００１１】 図６は上記駆動制御部３２等の構成を示す。 上記位置検出部としてのスライド抵抗（ポテンショメータ）２５は両端間に定 電圧器３８から一定の直流電圧が印加され、スライダー２６が撮像レンズ系１１ の位置に応じて移動して一端とスライダー２６との間の抵抗値が変化することに よりスライダー２６の電圧が変化して撮像レンズ系１１の現在の焦点位置を検出 する。このスライド抵抗（ポテンショメータ）２５におけるスライダー２６の電 圧は撮像レンズ系１１の現在焦点位置信号電圧としてＡ／Ｄ変換器３９により８ ビットのデジタル信号に変換される。上記制御部３１は減速機構付ＤＣモータ２ ３を時計方向へ１段階回転させるとき毎に駆動パルスＣＷを１個づつ駆動制御部 １３へ出力し、減速機構付ＤＣモータ２３を反時計方向へ１段階回転させるとき 毎に駆動パルスＣＣＷを１個づつ駆動制御部１３へ出力する。ラッチ回路４０は Ａ／Ｄ変換器３９からのデジタル信号を現在焦点位置情報として制御部３１から の駆動パルスＣＷ，ＣＣＷによりラッチし、加算回路４１にて送り量設定回路４ ２からの設定値が加算される。また、ラッチ回路４０からの現在焦点位置情報は 減算回路４３にて送り量設定回路４２からの設定値が減算される。

【００１２】 フリップフロップ（Ｆ／Ｆ）４５は制御部３１からの駆動パルスＣＷによりセ ットされ、制御部３１からの駆動パルスＣＣＷによりリセットされる。バッファ ４６はフリップフロップ４５の出力信号が入力されることによりオンして加算回 路４１の出力信号を格納し、バッファ４７はフリップフロップ４５の出力信号が インバータ４８で反転されて入力されることによりオンしてインバータ４４の出 力信号を格納する。デジタルコンパレータ４９はＡ／Ｄ変換器３９からの現在焦 点位置情報とバッファ４６の出力信号又はバッファ４７の出力信号とを比較し、 このコンパレータ４９の出力信号がリセット信号としてフリップフロップ５０， ５１へ出力される。

【００１３】 すなわち、制御部３１からの駆動パルスＣＷにより減速機構付ＤＣモータ２３ を時計方向へ回転させる場合には、フリップフロップ４５がセットされてバッフ ァ４６がオンし、Ａ／Ｄ変換器３９からの現在焦点位置情報が送り量設定回路４ ２からの設定値だけ増加したときにデジタルコンパレータ４９の出力信号が出力 されてフリップフロップ５１がリセットされる。また、制御部３１からの駆動パ ルスＣＣＷにより減速機構付ＤＣモータ２３を反時計方向へ回転させる場合には 、フリップフロップ４５がリセットされてバッファ４７がオンし、Ａ／Ｄ変換器 ３９からの現在焦点位置情報が送り量設定回路４２からの設定値だけ減少したと きにデジタルコンパレータ４９の出力信号が出力されてフリップフロップ５０が リセットされる。

【００１４】 フリップフロップ５０は制御部３１からの駆動パルスＣＣＷによりセットされ 、フリップフロップ５１は制御部３１からの駆動パルスＣＷによりセットされる 。モータ制御回路５２はフリップフロップ５０の出力信号により減速機構付ＤＣ モータ２３を反時計方向へ回転させ、フリップフロップ５１の出力信号により減 速機構付ＤＣモータ２３を時計方向へ回転させる。撮像レンズ系１１の移動量が 送り量設定回路４２からの設定値に相当する距離と等しくなったときには、フリ ップフロップ５０，５１がリセットされてモータ制御回路５２が減速機構付ＤＣ モータ２３の駆動を停止して減速機構付ＤＣモータ２３にブレーキをかけ、減速 機構付ＤＣモータ２３等の慣性により行き過ぎることを防止し、撮像レンズ系１ １が所定位置に停止する。

【００１５】 また、デジタルコンパレータ５３はＡ／Ｄ変換器３９からの現在焦点位置情報 を限界値設定回路５４からの遠点限界値，近点限界値と比較し、撮像レンズ系１ １が遠点限界位置，近点限界位置に達したことを検出して遠点限界信号，近点限 界信号を出力する。この遠点限界信号，近点限界信号は制御部３１へ出力される 。

【００１６】 図７はこの実施例の動作フローを示す。 図示しない制御装置は、焦点調整（ＡＦ）のパラメータ（検出エリア，検出範 囲，減速機構付ＤＣモータ２３の速度等）を設定し、このＡＦのパラメータとＡ Ｆ開始信号とをこの実施例における制御部３１，駆動制御部１３へ出力する。こ の実施例は上記ＡＦのパラメータとＡＦ開始信号とが入力されるまで待機してお り、上記ＡＦのパラメータとＡＦ開始信号とが入力されることによりＡＦ動作を 開始する。このＡＦ動作では、制御部３１が駆動パルスＣＷを１個だけ出力して 駆動制御部１３，減速機構付ＤＣモータ２３を介して撮像レンズ系１１を１段階 （ステップ）だけ近点側へ移動させ、デジタルコンパレータ５３からの近点限界 信号により撮像レンズ系１１が近点限界位置に達したか否かを判断する。そして 、制御部３１は撮像レンズ系１１が近点限界位置にない場合には、撮像レンズ系 １１が近点限界位置に達するまで駆動制御部１３，減速機構付ＤＣモータ２３を 介して撮像レンズ系１１を近点限界位置側へ移動させる。

【００１７】 制御部３１は撮像レンズ系１１が近点限界位置（原点位置）に達した場合には 、図８に示すように所定数の駆動パルスＣＣＷを出力して駆動制御部１３，減速 機構付ＤＣモータ２３を介して撮像レンズ系１１を原点位置から検出範囲内の初 期位置へ移動させる。制御部３１は撮像レンズ系１１が初期位置に達した場合に は、駆動制御部１３，減速機構付ＤＣモータ２３を介して撮像レンズ系１１を１ ステップ遠点側へ移動させながら合焦位置検出部２９から合焦位置検出信号（Ｃ ＣＤ１２からの画像信号の高周波成分）を取り込んでメモリ３０に書き込むとい う動作を所定ステップ（Ｎステップ）分行い、これらの取り込んだ合焦位置検出 部２９からの合焦位置検出信号の最大値を算出することによって撮像レンズ系１ １の合焦位置（焦点位置）を算出する。この場合、制御部３１は必要に応じてウ ェイト（待ち）を入れる。次に、制御部３１はその算出した合焦位置に応じた数 の駆動パルスＣＷを駆動制御部１３へ出力することで減速機構付ＤＣモータ２３ により撮像レンズ系１１を合焦位置に移動させる。しかる後に、制御部３１は終 了信号を上記制御装置へ出力する。また、駆動制御部１３はフリップフロップ５ ０，５１の出力信号をＡＦ中信号として上記制御装置へ出力し、Ａ／Ｄ変換器３ ９からの現在焦点位置情報を上記制御装置へ出力する。

【００１８】

【考案の効果】

以上のように本考案によれば、合焦用モータを減速機構付ＤＣモータにより構 成するとともに、撮像系の位置を検出するための位置検出部を可変抵抗器を用い て構成したので、制御システムを変えることなく合焦用モータの小型化を計るこ とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案を示すブロック図である。

【図２】本考案の一実施例の概略を示す概略図である。

【図３】同実施例の回路構成を示すブロック図である。

【図４】同実施例における合焦位置検出部の構成を示す
ブロック図である。

【図５】同実施例における機構部の構成を示す側面図で
ある。

【図６】同実施例における駆動制御部の構成を示すブロ
ック図である。

【図７】同実施例の動作フローを示すフローチャートで
ある。

【図８】同実施例の動作を説明するための図である。

【図９】自動合焦装置における画像信号の高周波成分と
撮像レンズ系の位置との関係を示す特性曲線図である。

【符号の説明】

１ 制御手段 ２ 減速機構付ＤＣモータ ３ 可変抵抗器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 5/232 Ｈ 9187−5Ｃ

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 【請求項１】被写体の画像を入力するための撮像系に取
   り付けられ、この撮像系の位置を検出する位置検出部
   と、 上記撮像系を駆動する合焦用モータと、 この合焦用モータを上記位置検出部および上記撮像系か
   らのデータに基づいて上記被写体に合焦させるように制
   御する制御手段と、 を有する自動合焦装置において、 上記合焦用モータを減速機構付ＤＣモータにより構成す
   るとともに、上記位置検出部を可変抵抗器を用いて構成
   したことを特徴とする自動合焦装置。