JPH0580645B2 - - Google Patents

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JPH0580645B2
JPH0580645B2 JP58198007A JP19800783A JPH0580645B2 JP H0580645 B2 JPH0580645 B2 JP H0580645B2 JP 58198007 A JP58198007 A JP 58198007A JP 19800783 A JP19800783 A JP 19800783A JP H0580645 B2 JPH0580645 B2 JP H0580645B2
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JP
Japan
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distance
focus
lens
active
passive
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JP58198007A
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Japanese (ja)
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JPS6090316A (en
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Naoya Kaneda
Kazuya Matsuda
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Canon Inc
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Canon Inc
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Publication date
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Priority to US06/646,630 priority patent/US4592638A/en
Priority to DE19843432389 priority patent/DE3432389A1/en
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Publication of JPH0580645B2 publication Critical patent/JPH0580645B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、ビデオカメラ等に用いる自動焦点調
節装置に関するものである。 従来、この種の焦点調節装置は各種の方式が提
案され、実際にもビデオカメラ等に組込まれてい
る。これらの各種の方式を大別すると、所謂アク
テイブ方式と呼ばれる能動型測距装置と、所謂パ
ツシブ方式と呼ばれる受動型測距装置とに分けら
れることはよく知られている。前者のアクテイブ
方式の自動焦点調節は、カメラ側から被写体に向
けて光線又は音波等を発射し、その反射光等を情
報源とするものであるが、至近距離から例えば
10m近辺までの距離範囲に存在する極く一般的な
被写体の反射光等から、何らかの信号を得て被写
体距離を知ることはできるが、それ以遠の被写体
に対しては反射光等が低レベルとなり検出不能と
なる。 従つて、従来のこの種のアクテイブ方式の自動
焦点調節装置を備えたビデオカメラでは、発射し
た光線又は音波が戻つてこない距離の被写体に対
しては、撮影レンズのうちの焦点調節に関与する
レンズ群を予め定められた位置に停止させてい
た。この光線又は音波の反射光等を検出できる限
界の距離を到達距離と呼ぶことにすると、この到
達距離が過焦点距離の近点以遠となるような場合
は、結果としては定められた至近距離から無限遠
距離の間の何れの位置に被写体があつても、この
被写体は被写界深度内に入るために問題が生ずる
ことはない。 例えば、焦点距離f=35mm、開放FNo.=F2.8、
最小錯乱円径δ=0.03mmの35mmカメラにおいて
は、この過焦点距離の近点はH/2=f2/(2δF)
から7.3mとなり、もし10mを到達距離とできれ
ば全域で合焦可能となる。ところが、ここでf=
60mm、開放FNo.=F1.8、最小錯乱円径δ=0.03mm
のビデオカメラを考えてみると、H/2=33mと
なり、全域で合焦可能なカメラを実現すること
は、電力素子の種類・大きさ等の面から極めて困
難である。 公知のアクテイブ方式の測距装置の多くは、実
用上は殆どの被写体に合焦することが可能ではあ
るが、絞りが比較的開放に近い場合の例えば花火
や夜のネオンサインなどの遠景では、手動で焦点
合わせをする必要がある。例えば、前述のf=60
mmのレンズを有するビデオカメラにおいては、光
線等の到達距離を10mとすると、10000=602
(2・0.03・F)からF=6となり、Fよりも開
放側で撮影する場合はピントぼけになることがあ
る。 これに対し後者のパツシブ方式の自動焦点調節
装置では、原理的に被写体に何らかの識別可能な
コントラストがなければ測距が不可能となる。こ
のために、被写体がコントラストのない壁のよう
なものであつたり、或いは低照度下にありコント
ラストの差が殆ど現われない場合には、測距不能
となる欠点を有している。しかしながら、先のア
クテイブ方式と異なり、パツシブ方式では被写体
に識別可能なコントラストがある限り全距離範囲
で測距が可能となる利点を持つている。即ち、近
距離側の被写体に対してはアクテイブ方式の測距
装置が、また遠距離側の被写体に対してはパツシ
ブ方式の測距装置が優れており、しかもこれらは
相互に欠点を補ないあつていると云える。 上述の理由から、アクテイブ方式とパツシブ方
式の両方を有したカメラの測距装置は知られてい
るが、従来公知のものは前述のような過焦点距離
と到達距離の考えまでが十分に考慮されていない
ために、絞りが比較的絞られていて、その絞り又
は開放絞りでの過焦点距離位置に撮影レンズを停
止しておけば、合焦している条件下でもパツシブ
測距装置による測距が持続され、細かくレンズが
移動して撮影された動画像が見難くなつたり、パ
ンニング等により測距視野内にコントラストのな
い被写体が入つた場合にパツシブ方式の所謂サー
チモードとなつてレンズが大きく動いてしまう虞
れもある。このため、従来の2種の測距方式を併
用した自動焦点装置を主に動画像用に使用した場
合には、場合によつてはかえつて画面が見苦しく
なつてしまう欠点がある。 本発明の目的は、上述の従来例の欠点を解消
し、2つの異なる方式の測距装置を使用し、両測
距装置の長所短所を補い合い、パツシブ測距中に
おいても、より確実に精度良く測距をなし得る自
動焦点調節装置を提供することにあり、その要旨
は、投光され、そして被写体から反射された光を
少なくとも2つの受光領域で受光し、各受光領域
における各出力が等しくなるように合焦レンズを
移動させて撮影レンズの焦点調節を行う第1の焦
点調節手段と、前記撮影レンズを通過した被写体
光束に基づいて前記撮影レンズの焦点調節を行う
第2の焦点調節手段と、前記合焦レンズの位置を
検出する検出手段と、該検出手段による前記合焦
レンズ位置が、近距離被写体に対して合焦状態に
ある時には前記第1の焦点調節手段を作動させ、
前記合焦レンズ位置が遠距離被写体に合焦状態に
ある時には第2の焦点調節動作を作動させる制御
手段と、時間を計時するタイマ手段とを具備し、
前記制御手段は前記第2の焦点調節手段が作動状
態にあり、前記タイマ手段による計時が所定時間
経過すると前記合焦レンズ位置に拘りなく前記第
1の焦点調節手段の動作を開始させることを特徴
とするものである。 次に、本発明を図示の実施例に基づいて更に詳
細に説明する。 第1図は本発明の第1の実施例のシステム概要
図を示し、1は距離環2によつて保持された撮影
レンズであり、電動機3の駆動に従つて歯車4に
より固定鏡筒5に対して光軸方向に前後進できる
ようになつている。撮影レンズ1から撮像管6に
より得た被写体像を、TV信号化し図示しない処
理回路に送信するようになつているわけである
が、撮像管6の絞り状態を検知する被写体輝度検
知回路7が設けられ、その出力である輝度信号
EVはシーケンサ8に入力される。また、撮影レ
ンズ1の位置を検知するための位置検知回路9が
備えられ、その出力はシーケンサ8に入力するよ
うになつており、シーケンサ8においては先の輝
度信号EVとの組合わせにより、シーケンサ8か
らの出力はアクテイブ測距装置10、パツシブ測
距装置11、固定焦点装置12の何れかを作動さ
せるように接続され、これらの装置10,11,
12の出力は電動機駆動回路13を介して電動機
3を駆動するように構成されている。なお、シー
ケンサ8には必要に応じてタイマ14のタイマ信
号が入力され、シーケンサ8はタイマ信号の有無
を勘案して作動するようにされている。 従つて、輝度検知回路7及び位置検知回路9か
らの情報は共にシーケンサ8に伝えられ、このシ
ーケンサ8内での判断の結果、アクテイブ測距装
置10、パツシブ測距装置11又は固定の定めら
れた停止位置を保持する固定焦点装置12のうち
の何れか1つの装置が選択され、選択された装置
の出力に応じた電動機駆動回路13の指令によ
り、電動機3が歯車4を介して撮影レンズ1の位
置を調節し、被写体像が合焦状態で撮像管6の撮
像面上に結像されることになる。 この第1の実施例においては、アクテイブ測距
装置を用いるかパツシブ測距装置を用いるかの判
断として、前述したように輝度情報とレンズ位置
情報を用いている。なお、後述するように撮影レ
ンズ1を固定焦点に保持するための固定焦点装置
12は、、アクテイブ測距装置10に含まれると
考えることができる。ここで、タイマ14の役割
は、モードがパツシブ測距となつたときにパツシ
ブ方式だけの測距を持続していると、後述する不
具合が生ずることを防止するためのものであり、
パツシブ測距装置11の作動中は或る定められた
時間周期でアクテイブ測距装置10が駆動するよ
うにされている。更には、タイマ14は固定焦点
装置12の作動が終り、アクテイブ測距装置10
に切換わるタイミング調整の役割を兼ねている。 この第1図で知られるように、本実施例では至
近距離の被写体に対してはアクテイブ測距装置1
0により、遠距離の被写体に対してはパツシブ測
距装置11によつて測距するものにおいて、レン
ズ位置情報を取り入れ、更に絞り情報に相当する
被写体輝度情報を取り入れることにより、場合に
よつては遠距離の被写体でのパツシブ測距装置1
1による測距を行わず、予め定められたレンズ停
止位置へ停止させるものである。第1表は被写体
条件の組合わせによる測距モードを示し、この実
施例においては撮影レンズ1は定められた被写体
距離を境界として、「遠距離位置」と、「近距離位
置」の2位置を位置検知回路9により検知可能と
し、また、輝度情報としては定められた絞り開口
を境界として輝度検知回路7により「明状態」と
「暗状態」とが検知可能となつている。
The present invention relates to an automatic focus adjustment device used in a video camera or the like. Hitherto, various types of focus adjustment devices of this type have been proposed and are actually incorporated into video cameras and the like. It is well known that these various methods can be roughly divided into active type distance measuring devices called so-called active methods and passive type distance measuring devices called so-called passive methods. The former active automatic focusing method emits light or sound waves from the camera toward the subject and uses the reflected light as an information source.
Although it is possible to obtain some kind of signal from the reflected light of a very common subject that exists within a distance range of around 10 meters and find out the subject distance, the reflected light etc. for subjects that are further away will be at a low level. becomes undetectable. Therefore, in a conventional video camera equipped with this type of active type automatic focus adjustment device, when shooting a subject at a distance where the emitted light beam or sound wave does not return, the lens involved in focus adjustment of the photographic lens The group was stopped at a predetermined position. The limit distance at which this light beam or reflected light of sound waves, etc. can be detected is called the reaching distance.If this reaching distance is beyond the near point of the hyperfocal distance, the result will be from the specified closest distance. No matter where the subject is located within the infinite distance, no problem will occur because the subject will be within the depth of field. For example, focal length f=35mm, aperture FNo.=F2.8,
For a 35mm camera with a circle of least confusion diameter δ = 0.03mm, the near point of this hyperfocal distance is H/2 = f 2 / (2δF)
The distance is 7.3m, and if the range is 10m, it will be possible to focus over the entire area. However, here f=
60mm, open FNo.=F1.8, minimum circle of confusion diameter δ=0.03mm
Considering a video camera, H/2 = 33 m, and it is extremely difficult to realize a camera that can focus over the entire area due to the type and size of the power elements. Many of the known active distance measuring devices are capable of focusing on most subjects in practice, but when the aperture is set relatively wide open, it is difficult to focus on distant objects such as fireworks or neon signs at night. It is necessary to manually adjust the focus. For example, the above f=60
For a video camera with a mm lens, if the travel distance of light rays, etc. is 10 m, then 10000 = 60 2 /
From (2・0.03・F), F=6, and if you shoot at a wider aperture than F, the image may be out of focus. On the other hand, with the latter passive automatic focus adjustment device, distance measurement is theoretically impossible unless the subject has some discernible contrast. For this reason, if the subject is a wall with no contrast, or if the subject is under low illuminance and there is almost no difference in contrast, it has the disadvantage that distance measurement is impossible. However, unlike the active method described above, the passive method has the advantage of being able to measure distances over the entire distance range as long as the object has discernible contrast. In other words, active distance measuring devices are better for close objects, and passive distance measuring devices are better for distant objects, and they do not compensate for each other's shortcomings. I can say that it is. For the above-mentioned reasons, camera distance measuring devices that have both active and passive methods are known, but the conventional ones do not fully consider the hyperfocal distance and reach distance as described above. Therefore, if the aperture is relatively narrow and the photographic lens is stopped at the hyperfocal distance position at that aperture or wide open aperture, distance measurement using a passive rangefinder will be possible even when the lens is in focus. is maintained, and if the lens moves minutely and the captured video becomes difficult to see, or if a subject with no contrast enters the distance measurement field due to panning, etc., the lens enters the so-called search mode of the passive method and the lens becomes larger. There is also a risk that it may move. For this reason, when a conventional autofocus device that uses two types of distance measurement methods is used mainly for moving images, there is a drawback that the screen may become unsightly in some cases. An object of the present invention is to eliminate the drawbacks of the conventional examples described above, use two different types of distance measuring devices, compensate for the advantages and disadvantages of both distance measuring devices, and ensure higher accuracy even during passive distance measuring. The purpose is to provide an automatic focus adjustment device capable of distance measurement, the gist of which is to receive the projected light and the reflected light from the subject in at least two light-receiving areas, so that the outputs in each light-receiving area are equal. a first focus adjustment means that adjusts the focus of the photographic lens by moving the focusing lens; and a second focus adjustment means that adjusts the focus of the photographic lens based on the subject light flux that has passed through the photographic lens. , a detection means for detecting the position of the focusing lens, and when the focusing lens position determined by the detection means is in a focused state with respect to a close-range subject, operating the first focus adjustment means;
comprising a control means for operating a second focus adjustment operation when the focusing lens position is in a focused state on a distant object, and a timer means for measuring time,
The control means is characterized in that when the second focus adjustment means is in an operating state and a predetermined time period has elapsed as measured by the timer means, the control means starts the operation of the first focus adjustment means regardless of the position of the focusing lens. That is. Next, the present invention will be explained in more detail based on illustrated embodiments. FIG. 1 shows a system outline diagram of the first embodiment of the present invention. Reference numeral 1 denotes a photographing lens held by a distance ring 2, which is attached to a fixed lens barrel 5 by a gear 4 as driven by an electric motor 3. In contrast, it is designed to be able to move forward and backward in the optical axis direction. The object image obtained from the photographing lens 1 through the image pickup tube 6 is converted into a TV signal and sent to a processing circuit (not shown). and its output, the luminance signal
EV is input to the sequencer 8. Further, a position detection circuit 9 is provided for detecting the position of the photographing lens 1, and its output is inputted to a sequencer 8. The output from 8 is connected to operate any one of the active distance measuring device 10, the passive ranging device 11, and the fixed focus device 12, and these devices 10, 11,
The output of 12 is configured to drive the electric motor 3 via a motor drive circuit 13. Note that the timer signal of the timer 14 is input to the sequencer 8 as necessary, and the sequencer 8 is configured to operate taking into account the presence or absence of the timer signal. Therefore, the information from the brightness detection circuit 7 and the position detection circuit 9 are both transmitted to the sequencer 8, and as a result of the judgment within this sequencer 8, the active rangefinder 10, the passive rangefinder 11, or the fixed rangefinder One of the fixed focus devices 12 that maintains the stop position is selected, and the electric motor 3 drives the photographing lens 1 via the gear 4 according to a command from the motor drive circuit 13 according to the output of the selected device. By adjusting the position, the subject image is focused on the imaging surface of the imaging tube 6. In this first embodiment, as described above, brightness information and lens position information are used to determine whether to use an active range finder or a passive range finder. Note that, as will be described later, the fixed focus device 12 for holding the photographing lens 1 at a fixed focus can be considered to be included in the active distance measuring device 10. Here, the role of the timer 14 is to prevent the problem described below from occurring if distance measurement is continued using only the passive method when the mode is set to passive distance measurement.
While the passive distance measuring device 11 is in operation, the active distance measuring device 10 is driven at a predetermined time period. Additionally, the timer 14 indicates that the fixed focus device 12 has ceased operation and that the active distance measuring device 10
It also serves as a timing adjustment for switching. As is known from FIG. 1, in this embodiment, the active distance measuring device 1 is used for objects at close range.
0, when measuring a long distance object using the passive distance measuring device 11, by incorporating lens position information and further incorporating object brightness information corresponding to aperture information, it is possible to Passive distance measuring device for distant objects 1
1, the lens is stopped at a predetermined stop position without performing distance measurement. Table 1 shows distance measurement modes based on combinations of subject conditions. In this example, the photographing lens 1 has two positions, a "long distance position" and a "near distance position", with a predetermined subject distance as the boundary. It can be detected by the position detection circuit 9, and the brightness information can be detected between a "bright state" and a "dark state" by the brightness detection circuit 7 with a predetermined diaphragm aperture as the boundary.

【表】 第1表に示すように、暗い遠距離の被写体では
絞りが開いていることから過焦点距離f2/(δF)
[ただしfは望遠端で一定とする]は大きくなり、
光線の到達距離を越えるためにパツシブモードで
測距することが最適である。また、明るい遠距離
の被写体では、例えば前述のビデオ用レンズでは
F6よりも絞つていれば、パツシブ測距の必要性
はなく、レンズは過焦点距離を合焦距離とする位
置に停まつていればよい。更に到達距離以内で
は、絞り状態によらずにアクテイブ測距を行えば
よいことになる。これらの動作を制御するシーケ
ンサ8は論理回路によるハードウエアにより実現
することもできるが、本実施例においては後述す
るようにソフトウエアにより作動するようにされ
ている。 第2図はレンズの停止位置情報を知るための位
置検知回路9の一実施例であり、リーフスイツチ
15の作動接片16が、撮影レンズ1を保持する
距離環2の外周に一体に設けられたカム部17に
当接して駆動され、固定接片18と接続するよう
になつている。第2図aではスイツチは開いてお
り、bでは距離環2の回転に伴いカム部17が作
動接片16を押し下げてスイツチは閉じられてい
る。このようにして検知した2位置を、例えば第
2図aは近距離領域、bは遠距離領域とすればよ
い。また、この2つの位置の切換点の距離として
は、アクテイブ測距装置10の光線等の到達距離
付近とするか、或いは他の設計意図により例えば
到達距離を望遠端開放下での近点としてもよい。 第3図は本実施例に用いるに適した形式のアク
テイブ測距装置10を示している。なお、本実施
例ではここに示す以外の方式のアクテイブ測距装
置を用いてもよいことは勿論である。この第3図
において、シーケンサ8からの命令によりマイク
ロプロセツサ20は赤外光駆動回路21を一定の
周期でパルス発光するように指示し、赤外発光ダ
イオード22は近赤外光を周期的に投光レンズ2
3を介して被写界に向けて投射する。投射された
光線は被写体Sで乱反射し、受光レンズ24を介
して受光素子25上に結像する。このとき第3図
は合焦状態であり、受光素子25への光束は受光
素子25の2つの領域25a,25bの境界部に
中心を持つて結像するため、領域25a,25b
の出力A,Bの出力差(A−B)は零になつてい
る。例えば、被写体Sが近づいてくると、受光素
子25上のスポツト中心は領域25b側に移動
し、Bの出力が大になり、(A−B)<0となつて
後ピントを検出し、前ピントの場合はその逆とな
る。信号A,Bはそれぞれ増幅器26a,26b
で増幅後に、積分器27a,27bにより交流雑
音成分が取り除かれて差動増幅器28に送られ、
差信号(A−B)をマイクロプロセツサ20で演
算処理し電動機3の回転方向等が決定される。例
えば、後ピントの場合は撮影レンズ1は画面上で
左方向へ移動し、撮影光軸と投受光レンズ23,
24の光軸は新たな距離の被写体上で交叉するこ
とになる。 第4図は本実施例に好適に用いられるパツシブ
測距装置11を示すものである。ここで、撮像管
に相当するCCD等の固体撮像素子30からの出
力は、プリアンプ、ガンマ補正、ブランキング混
合、リニアクリツプ等の回路を有する処理回路3
1によりTV信号とされる他に、自動焦点調節用
としてマイクロプロセツサ32により動作される
ゲート33により画面中心部の測距視野内の信号
だけが取り出され、この信号は高域フイルタ34
によつて高周波成分のみが通過し、検出器35に
より取り出される。一方、焦点変調器36,37
2つの光学素子とこれを駆動する振動体38は、
カウンタ39、CCDドライブ40からフレーム
周期の信号を得て、フレーごとに結像位置を変え
る。その結果、検出器35の出力とそのときのの
焦点変調器36,37の位置から、前ピント、後
ピントを検知する位相感知検出器41は、その大
きさと符号によつて焦点誤差の大きさと方向を示
し、焦点サーボ回路42を介して電動機駆動回路
13を駆動するようになつている。 第5図はこの方法のパツシブ測距装置11の原
理図である。第5図aは被写体のコントラストを
示し、非合焦状態ではY信号はbに示すようにな
り、その微分信号はcに示すように小さな出力に
過ぎない。これに対して、合焦状態ではY信号は
dに示すようになり、その微分信号を示すeはc
と比較してはるかにそのピークが大きい。従つ
て、微分信号がピークとなる位置を合焦位置とす
ればよいことが判る。 第6図はシーケンサ8を作動させるための本実
施例のフローチヤート図であり、輝度検知回路7
からの輝度信号EV、位置検知回路9からのレン
ズ位置情報を基に測距モードを切換えると共に、
受光素子25からの出力A,Bにより撮影レンズ
1を合焦位置に移動させるようになつている。測
距開始時点はアクテイブ測距装置10を作動させ
てアクテイブで測距を開始する。その理由として
は、仮に撮影開始当初に撮影レンズ1が遠距離の
合焦状態にあり、かつ被写体が至近距離にあつて
パツシブモードであり、何らかの条件でパツシブ
モードで測距不可能となつたとすると、撮影レン
ズ1は第1図に示すタイマ14からのタイマ信号
によつてアクテイブ測距となるまでは過焦点位置
にあるか、またはパツシブ領域で好ましくない動
作をするために、合焦までに時間が掛かるが、撮
影当初にアクテイブモードであればこの問題は解
決される。また、逆に至近距離の合焦状態で、か
つ被写体が遠距離にあつてアクテイブモードでの
測距が不可能であつても、撮影レンズ1は遠距離
合焦の方向に動き出し他のモードに切換わるので
問題はない。 従つて、測距開始と共に輝度情報、レンズ位置
情報の如何に拘わらず、ステツプ1で赤外発光ダ
イオードが点灯しアクテイブモードで測距が行わ
れる。その結果、受光素子25の2つの領域25
a,25bからの出力差(A−B)が、ステツプ
2で一定レベルV1よりも大と判別されれば前ピ
ントと判断される。そして、レンズ位置情報によ
り撮影レンズ1がステツプ3で至近距離にあると
判別されれば、合焦のためにステツプ4により撮
影レンズ1を繰り込み、更にステツプ1のアクテ
イブモードを持続する。また、ステツプ3で遠方
領域と判別されればステツプ5に進み、輝度EV
値が定められた値N以下であればステツプ6のパ
ツシブモードへ、EV値がN以上であればステツ
プ7,8の固定焦点モードとなる。 一方、ステツプ2において(A−B)<−V1の
ときは後ピントと判断され、ステツプ9において
撮影レンズ1がN端にあるか判別され、なければ
ステツプ10で合焦のために撮影レンズ1を繰り出
し、ステツプ1のアクテイブモードを持続する。
なお第7図に示すように、−V1<(A−B)<V1
の領域で合焦判断となるように不感帯幅が設けら
れている。従つて、ステツプ2で(A−B)が−
V1と+V1との間にあり、かつステツプ11でA、
Bが共に一定レベルV2以上の出力があり、つま
り被写体からの反射光があると判断されればステ
ツプ12の合焦状態であり、一応の目的は達される
が、動画像の場合は被写体位置が変化するので、
再びステツプ1のアクテイブ測距を再開する。ス
テツプ11において、A≦V2、B≦V2のときはス
テツプ3に進み、レンズ位置情報を基にステツプ
4に行くかステツプ5に進むかを判断する。 パツシブモードにおける測距中では、ステツプ
13においてタイマ14からのタイマ信号があるか
否か判別し、なければパツシブモードを持続し、
タイマ信号があればステツプ1のアクテイブモー
ドに戻るようになつている。つまり、パツシブモ
ード中はタイマ14により定められた間隔ごとに
アクテイブ測距を行うことになる。これは、例え
ばパツシブモードで比較的遠距離の被写体を測定
中に、不意に至近距離にコントラストのない被写
体が出現した場合に測距不能に陥ることを防止す
るためである。 固定焦点モードにおいては、ステツプ7,8で
撮影レンズ1をF端に移動する。なお、この固定
焦点モードの場合に、撮影レンズ1は必ずしもF
端に移動することなく、過焦点位置に移動させて
もよい。撮影レンズ1のF端への移動後は、ステ
ツプ14においてタイマ14からのタイマ信号があ
るか否かを判定し、あればステツプ1のアクテイ
ブモードに戻り、なければ固定焦点モードを持続
する。実際には、固定焦点モードからアクテイブ
モードによる再測距まではタイマ14による時間
遅れがあり、不必要な赤外発光エネルギーの損失
が防止されている。固定焦点モードからのアクテ
イブモードへの切換えでは、被写体の条件が変化
しなければ、ステツプ2、ステツプ11、ステツプ
3、ステツプ5を経て再び固定焦点モードに戻つ
てくるので、その間に撮影レンズ1の移動は全く
生ずることはない。 第8図はズームレンズを用いた第2の実施例を
示す。先の第1図に示した第1の実施例ではアク
テイブモード・パツシブモード・固定焦点モード
の選別のための要素として距離環2の位置情報と
輝度情報使用し、レンズ位置情報はオン・オフ切
換合焦距離として例えばアクテイブモードの到達
距離とし、前述のようにf=60mm、開放FNo.=
1.8、δ=0.03としての距離を10mとすると、絞り
のオン・オフの切換はF6近辺となつた。ここで、
同様に到達距離を10mとし、F=1.8を定数とす
ると、10000=f2/(2・0.03・1.8)によりf≒
33mmとなる。従つて、第8図に示す第2の実施例
では、この考えに基づくズームレンズの焦点距離
情情報を33mmを境界としてオン・オフして、次の
第2表に示すように焦点距離検知回路50からの
焦点距離情報が、境界よりも広角側にあるときは
固定焦点モードへ、望遠側にあるときはパツシブ
モードとするようになつている。
[Table] As shown in Table 1, the aperture is open for dark, distant subjects, so the hyperfocal distance f 2 / (δF)
[However, f is constant at the telephoto end] increases,
It is best to measure distance in passive mode in order to exceed the reach of the light beam. Also, when photographing bright, long-distance subjects, for example, the video lens mentioned above
If you stop down from f/6, there is no need for passive distance measurement, and the lens only needs to stay at a position where the focal length is the hyperfocal distance. Furthermore, within the range, active distance measurement can be performed regardless of the aperture state. The sequencer 8 that controls these operations can be realized by hardware such as a logic circuit, but in this embodiment, it is operated by software as will be described later. FIG. 2 shows an embodiment of the position detection circuit 9 for determining the stop position information of the lens, in which the operating contact piece 16 of the leaf switch 15 is integrally provided on the outer periphery of the distance ring 2 that holds the photographic lens 1. The cam portion 17 is driven by contacting the cam portion 17, and is connected to the fixed contact piece 18. In FIG. 2a, the switch is open, and in FIG. 2b, as the distance ring 2 rotates, the cam part 17 pushes down the operating contact piece 16, and the switch is closed. The two positions detected in this way may be, for example, a short distance area in FIG. 2 and a long distance area in FIG. 2b. In addition, the distance between the switching point between these two positions may be set near the reachable distance of the light beam of the active distance measuring device 10, or depending on other design intentions, for example, the reachable distance may be set to the near point when the telephoto end is open. good. FIG. 3 shows an active distance measuring device 10 of a type suitable for use in this embodiment. Note that in this embodiment, it is of course possible to use an active distance measuring device of a type other than that shown here. In FIG. 3, the microprocessor 20 instructs the infrared light drive circuit 21 to emit pulsed light at a constant cycle based on a command from the sequencer 8, and the infrared light emitting diode 22 periodically emits near infrared light. Light projection lens 2
3 toward the subject. The projected light beam is diffusely reflected by the subject S and forms an image on the light receiving element 25 via the light receiving lens 24. At this time, FIG. 3 shows the focused state, and since the light beam to the light receiving element 25 forms an image centered on the boundary between the two areas 25a and 25b of the light receiving element 25, the areas 25a and 25b
The output difference (A-B) between outputs A and B has become zero. For example, when the subject S approaches, the center of the spot on the light receiving element 25 moves toward the area 25b, the output of B increases, and (A-B)<0, the rear focus is detected and the front In the case of focus, the opposite is true. Signals A and B are transmitted through amplifiers 26a and 26b, respectively.
After amplification, AC noise components are removed by integrators 27a and 27b and sent to a differential amplifier 28,
The microprocessor 20 performs arithmetic processing on the difference signal (A-B) to determine the rotational direction of the electric motor 3, etc. For example, in the case of rear focus, the photographing lens 1 moves to the left on the screen, and the photographing optical axis and light emitting/receiving lens 23,
The optical axes of 24 will intersect on the object at the new distance. FIG. 4 shows a passive distance measuring device 11 suitably used in this embodiment. Here, the output from a solid-state image sensor 30 such as a CCD, which corresponds to an image pickup tube, is processed by a processing circuit 3 having circuits such as a preamplifier, gamma correction, blanking mixing, and linear clip.
In addition to being converted into a TV signal by 1, only the signal within the distance measuring field at the center of the screen is extracted by a gate 33 operated by a microprocessor 32 for automatic focus adjustment, and this signal is passed through a high-pass filter 34.
Only the high frequency components pass through and are extracted by the detector 35. On the other hand, focus modulators 36 and 37
The two optical elements and the vibrating body 38 that drives them are
A frame period signal is obtained from a counter 39 and a CCD drive 40, and the imaging position is changed for each frame. As a result, the phase sensitive detector 41 detects the front focus and the rear focus from the output of the detector 35 and the positions of the focus modulators 36 and 37 at that time. It indicates the direction and drives the motor drive circuit 13 via the focus servo circuit 42. FIG. 5 is a diagram showing the principle of the passive distance measuring device 11 of this method. Figure 5a shows the contrast of the subject; in the out-of-focus state, the Y signal is as shown in b, and its differential signal is only a small output as shown in c. On the other hand, in the focused state, the Y signal becomes as shown in d, and the differential signal e shows c
The peak is much larger than that of Therefore, it can be seen that the position where the differential signal peaks should be set as the in-focus position. FIG. 6 is a flowchart of this embodiment for operating the sequencer 8, and the luminance detection circuit 7
The distance measurement mode is switched based on the luminance signal EV from , and the lens position information from the position detection circuit 9.
The photographing lens 1 is moved to the in-focus position by the outputs A and B from the light receiving element 25. At the start of distance measurement, the active distance measurement device 10 is activated to start distance measurement in an active manner. The reason for this is that if the photographing lens 1 is in a long-distance focusing state at the beginning of shooting, and the subject is at a close distance and is in passive mode, and for some reason it becomes impossible to measure distance in passive mode. The lens 1 is in a hyperfocal position until active distance measurement is activated by the timer signal from the timer 14 shown in FIG. However, this problem can be solved if the camera is in active mode at the beginning of shooting. Conversely, even if the subject is in close focus and the subject is far away and distance measurement is not possible in active mode, the photographing lens 1 will move in the direction of long distance focusing and switch to another mode. There is no problem as it can be switched. Therefore, at the start of distance measurement, the infrared light emitting diode is turned on in step 1 and distance measurement is performed in the active mode, regardless of brightness information or lens position information. As a result, two regions 25 of the light receiving element 25
If the output difference (A-B) from a and 25b is determined to be greater than a certain level V1 in step 2, front focus is determined. If it is determined in step 3 that the photographing lens 1 is at close range based on the lens position information, the photographing lens 1 is retracted in step 4 for focusing, and the active mode of step 1 is maintained. Also, if it is determined in step 3 that it is a far area, the process proceeds to step 5, and the brightness EV
If the EV value is less than or equal to a predetermined value N, the process goes to the passive mode in step 6, and if the EV value is more than N, the process goes to the fixed focus mode in steps 7 and 8. On the other hand, in step 2, if (A-B)<-V1, it is determined that the subject is in rear focus, and in step 9 it is determined whether the photographing lens 1 is at the N end. If not, in step 10 the photographing lens 1 is adjusted for focusing. Execute and maintain the active mode of step 1.
As shown in FIG. 7, -V1<(A-B)<V1
A dead band width is provided so that in-focus is determined in the area of . Therefore, in step 2, (A-B) becomes -
Between V1 and +V1, and A at step 11,
If both outputs of B are above a certain level V2, that is, it is determined that there is light reflected from the subject, the focus state is reached in step 12, and the objective has been achieved, but in the case of moving images, the subject position changes, so
Active distance measurement in step 1 is resumed. In step 11, if A≦V2 and B≦V2, the process proceeds to step 3, and it is determined whether to proceed to step 4 or step 5 based on the lens position information. During distance measurement in passive mode, the step
13, it is determined whether or not there is a timer signal from the timer 14, and if not, the passive mode is maintained;
If there is a timer signal, the system returns to the active mode of step 1. That is, during the passive mode, active distance measurement is performed at intervals determined by the timer 14. This is to prevent distance measurement from becoming impossible if, for example, an object with no contrast suddenly appears at a close distance while measuring a relatively distant object in the passive mode. In the fixed focus mode, the photographing lens 1 is moved to the F end in steps 7 and 8. Note that in the case of this fixed focus mode, the photographing lens 1 is not necessarily set at F.
It may be moved to a hyperfocal position without moving to the edge. After the photographing lens 1 is moved to the F end, it is determined in step 14 whether or not there is a timer signal from the timer 14. If there is a timer signal, the mode returns to the active mode of step 1, and if not, the fixed focus mode is maintained. In reality, there is a time delay caused by the timer 14 from the fixed focus mode to the distance measurement in the active mode, thereby preventing unnecessary loss of infrared light emission energy. When switching from fixed focus mode to active mode, if the subject conditions do not change, the mode will return to fixed focus mode after going through step 2, step 11, step 3, and step 5. No movement occurs at all. FIG. 8 shows a second embodiment using a zoom lens. In the first embodiment shown in FIG. 1, the position information and brightness information of the distance ring 2 are used as elements for selecting active mode, passive mode, and fixed focus mode, and the lens position information is used for on/off switching. For example, the focal length is the reach distance in active mode, and as mentioned above, f = 60 mm, open F No. =
1.8, δ = 0.03, and the distance was 10 m, the aperture on/off switching was around F6. here,
Similarly, if the reach distance is 10m and F=1.8 is a constant, then f≒10000=f 2 /(2・0.03・1.8)
It will be 33mm. Therefore, in the second embodiment shown in FIG. 8, the focal length information of the zoom lens based on this idea is turned on and off with 33 mm as the boundary, and the focal length detection circuit is configured as shown in Table 2 below. When the focal length information from 50 is on the wide-angle side of the boundary, the mode is set to fixed focus mode, and when it is on the telephoto side, the mode is set to passive mode.

【表】 第9図a,bは第8図に示す第2の実施例に好
適に使用できる焦点距離検知機構を示すものであ
る。距離環2の位置を知るためのリーフスイツチ
15は第1の実施例では第2図に示すように距離
環2のカム部17に追従してオン・オフし、リー
フスイツチ15は所定個所に固設されていた。こ
れに対して、本実施例ではリーフスイツチ15は
距離環2に取り付けられ、距離環2と共に回動可
能とされている。このリーフスイツチ15をオ
ン・オフをさせるためのカム部51は、ズーム操
作環52と一体となり前方に延在されている。 この第2の実施例の構成により、距離環2の至
近領域と遠方領域の境界の合焦距離は焦点距離に
よつて変化する。これは広角側になり被写界深度
が深くなつた場合に、アクテイブ作動領域をより
近い側に限定しようとするものであり、前述の例
と照らし合わせてf=33mmよりも広角側で、至近
領域と遠距離領域の境界点をより至近側に近づけ
ることになる。このような構成とした場合の最大
の利点としては、絞りが小さく広角で被写界深度
が増えた状況の下で、被写界深度内にある被写体
に対して測距し続ける無駄をなくすものである。
なお、この場合に先の第1の実施例に比べて絞り
が開いているときは、パツシブモードによる距離
領域が増えることになる。 以上説明したように本発明に係る自動焦点調節
装置は、アクテイブ方式とパツシブ方式の双方の
自動焦点調節装置を有することにより、相互の利
点を生かして装置全体の測距精度を向上させるも
のであり、パツシブ測距装置が作動すると、一定
時間経過後にアクテイブ測距装置が作動してパツ
シブ測距装置の短所を補い、常に正確な測距がな
し得ることになる。
[Table] FIGS. 9a and 9b show a focal length detection mechanism that can be suitably used in the second embodiment shown in FIG. 8. In the first embodiment, the leaf switch 15 for knowing the position of the distance ring 2 is turned on and off following the cam portion 17 of the distance ring 2, as shown in FIG. It was set up. In contrast, in this embodiment, the leaf switch 15 is attached to the distance ring 2 and is rotatable together with the distance ring 2. A cam portion 51 for turning on and off the leaf switch 15 is integrated with a zoom operation ring 52 and extends forward. With the configuration of this second embodiment, the focusing distance at the boundary between the close range and far range of the range ring 2 changes depending on the focal length. This is intended to limit the active operation area to the closer side when the depth of field becomes deeper due to the wide-angle side. This brings the boundary point between the area and the far area closer to the close side. The biggest advantage of such a configuration is that it eliminates the need to keep measuring distances to objects within the depth of field in situations where the aperture is small and the aperture is wide and the depth of field is increased. It is.
In this case, when the diaphragm is open compared to the first embodiment, the distance range covered by the passive mode increases. As explained above, the automatic focus adjustment device according to the present invention has both an active method and a passive method automatic focus adjustment device, and thereby improves the distance measurement accuracy of the entire device by taking advantage of mutual advantages. When the passive range finder is activated, the active range finder is activated after a certain period of time has passed, compensating for the shortcomings of the passive range finder, and ensuring accurate distance measurement at all times.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図面は本発明に係る自動焦点調節装置の実施例
を示し、第1図は第1の実施例のブロツク回路構
成図、第2図a,bは距離検知手段の構成図、第
3図は第1の実施例に用いるアクテイブ測距装置
のブロツク回路構成図、第4図は第1の実施例に
用いるパツシブ測距装置のブロツク回路構成図、
第5図は第4図のパツシブ測距装置の説明図、第
6図は第1の実施例のフローチヤート図、第7図
は第1の実施例のアクテイブ測距装置の不感帯の
説明図、第8図は第2の実施例のブロツク回路構
成図、第9図aは第2の実施例に用いる焦点距離
検知機構の横断面図、bはその縦断面図である。 符号1は撮影レンズ、2は距離環、3は電動
機、7は輝度検知回路、8はシーケンサ、9は位
置検知回路、10はアクテイブ測距装置、11は
パツシブ測距装置、12は固定焦点装置、13は
電動機駆動回路、14はタイマ、15はリーフス
イツチ、17,50は焦点距離検知回路、51は
カム部、52はズーム操作環である。
The drawings show an embodiment of the automatic focus adjustment device according to the present invention, FIG. 1 is a block circuit diagram of the first embodiment, FIGS. 2a and 2b are diagrams of the distance detection means, and FIG. FIG. 4 is a block circuit diagram of the active range finder used in the first embodiment; FIG. 4 is a block circuit diagram of the passive range finder used in the first embodiment;
FIG. 5 is an explanatory diagram of the passive distance measuring device of FIG. 4, FIG. 6 is a flowchart of the first embodiment, and FIG. 7 is an explanatory diagram of the dead zone of the active ranging device of the first embodiment. FIG. 8 is a block circuit diagram of the second embodiment, FIG. 9a is a cross-sectional view of a focal length detection mechanism used in the second embodiment, and FIG. 9b is a vertical cross-sectional view thereof. 1 is a photographing lens, 2 is a distance ring, 3 is an electric motor, 7 is a brightness detection circuit, 8 is a sequencer, 9 is a position detection circuit, 10 is an active range finder, 11 is a passive range finder, 12 is a fixed focus device , 13 is a motor drive circuit, 14 is a timer, 15 is a leaf switch, 17 and 50 are focal length detection circuits, 51 is a cam portion, and 52 is a zoom operation ring.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 投光され、そして被写体から反射された光を
少なくとも2つの受光領域で受光し、各受光領域
における各出力が等しくなるように合焦レンズを
移動させて撮影レンズの焦点調節を行う第1の焦
点調節手段と、前記撮影レンズを通過した被写体
光束に基づいて前記撮影レンズの焦点調節を行う
第2の焦点調節手段と、前記合焦レンズの位置を
検出する検出手段と、該検出手段による前記合焦
レンズ位置が、近距離被写体に対して合焦状態に
ある時には前記第1の焦点調節手段を作動させ、
前記合焦レンズ位置が遠距離被写体に合焦状態に
ある時には第2の焦点調節動作を作動させる制御
手段と、時間を計時するタイマ手段とを具備し、
前記制御手段は前記第2の焦点調節手段が作動状
態にあり、前記タイマ手段による計時が所定時間
経過すると前記合焦レンズ位置に拘りなく前記第
1の焦点調節手段の動作を開始させることを特徴
とする自動焦点調節装置。
1. A first system that receives the light projected and reflected from the subject in at least two light-receiving areas, and adjusts the focus of the photographic lens by moving the focusing lens so that each output in each light-receiving area is equal. a second focus adjustment means that adjusts the focus of the photographic lens based on the subject light flux that has passed through the photographic lens; a detection means that detects the position of the focusing lens; activating the first focus adjustment means when the focus lens position is in focus on a close object;
comprising a control means for operating a second focus adjustment operation when the focusing lens position is in a focused state on a distant object, and a timer means for measuring time,
The control means is characterized in that when the second focus adjustment means is in an operating state and a predetermined time period has elapsed as measured by the timer means, the control means starts the operation of the first focus adjustment means regardless of the position of the focusing lens. automatic focusing device.
JP19800783A 1983-09-03 1983-10-22 Automatic focusing device Granted JPS6090316A (en)

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US06/646,630 US4592638A (en) 1983-09-03 1984-08-31 Automatic focus adjusting device
DE19843432389 DE3432389A1 (en) 1983-09-03 1984-09-03 AUTOMATIC FOCUS ADJUSTMENT

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5535399A (en) * 1978-09-04 1980-03-12 Vockenhuber Karl Focusing device

Patent Citations (1)

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JPS5535399A (en) * 1978-09-04 1980-03-12 Vockenhuber Karl Focusing device

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