JPH06205267A

JPH06205267A - 自動合焦装置

Info

Publication number: JPH06205267A
Application number: JP4361626A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Chiaki; 千明　　達生; Masahiko Tsuzuki; 雅彦都築
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-12-28
Filing date: 1992-12-28
Publication date: 1994-07-22

Abstract

(57)【要約】【目的】フォーカスレンズの光軸上での前後振動時
に、画像がちらつくことのない自動合焦装置を提供す
る。【構成】合焦動作時には、カウンタ２２、２３によっ
て、変倍レンズ３及びフォーカスレンズ５の位置が検出
され、メモリ２６、２７から、検出された変倍レンズ３
及びフォーカスレンズ５の位置に対応する変倍レンズ３
の微小振動情報及びフォーカスレンズ５の微小振動情報
が読出される。そして、ＭＰＵ１８からの指令によっ
て、ステッピングモータ８、１１が作動し、メモリ２
６、２７から読み出された微小振動情報に基づいて、変
倍レンズ３及びフォーカスレンズ５が、光軸方向に振動
され、合焦点方向が検出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ビデオカメラ、電子ス
チルカメラなどの撮像装置に適用され、撮像光学系の移
動光学手段を合焦点位置に移動する自動合焦装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】最近のビデオカメラなどの撮像装置で
は、小型軽量化を狙ってリヤフォーカス構造の移動光学
手段が採用され、従来のカム筒が廃止され、例えば実開
平２−７１１５５号公報に開示されているようなレンズ
鏡筒構造を持ち、変倍レンズとフォーカスレンズをそれ
ぞれ独立したモータで駆動し、これらのレンズを所定の
関係で駆動してズーミングやフォーカシングを行ってい
る。この場合、フォーカスレンズを光軸上で前後に微小
振幅で振動させ、撮像光学系からの被写体の映像信号の
コントラスト値、或いは映像信号から抽出された高周波
信号成分（焦点信号）のレベルが、大きくなる方向に移
動光学手段を移動し、コントラスト値、或いは焦点信号
のレベルが最大となる位置に、移動光学手段を移動して
合焦状態にする所謂山登り方式が採用されている。ま
た、フォーカスレンズに代えて、撮像素子を光軸上で前
後に振動させて、同様に合焦のための移動方向を検出
し、その方向に撮像素子を移動する方式も提案されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述の撮像素子を振動
させることにより、移動方向を判定して、その方向に撮
像素子を合焦位置まで移動する方式では、撮像素子の振
動及び移動のために部品点数が増加し、消費電力も増大
しコストアップにつながるので一般には使用されない。

【０００４】フォーカスレンズを振動させて移動方向を
判定し、その方向にフォーカスレンズを移動させて、合
焦制御をする方式では、レンズの小型化に伴って、移動
光学手段が、ピント合わせ時に像倍率が変化しないテレ
セントリック光学系から外れる傾向が生じる。このため
に、山登り方式の合焦制御を行うために、フォーカスレ
ンズを光軸上で前後に振動させると、像倍率が変化して
画像がちらついたようになり、見苦しくなるという問題
がある。一方で、フォーカスレンズの移動に使用するパ
ルスモータのパルス送り量と、送りねじピッチの加工精
度とに限界があるので、レンズの小型化に伴って、フォ
ーカスレンズの振動により画像の変化が目視で確認され
るようになって画像が見にくくなるという問題も生じ
る。

【０００５】ところで、フォーカスレンズの移動に応じ
て変倍レンズを移動させることにより、像倍率の変化を
補正する技術が米国特許第４０８３０５７号公報に提案
されている。しかし、この提案の方式はフォーカスレン
ズの移動に対応して変倍レンズを移動させるもので、フ
ォーカスレンズの移動前に予め変倍レンズを移動しよう
としても、その移動距離は特定できない。このために、
この方式を採用すると必ず変倍レンズの移動がフォーカ
スレンズの移動に対して遅れてしまう。

【０００６】一方で、山登り方式の合焦制御では、ＮＴ
ＳＣ方式、ＰＡＬ方式などによって、フォーカスレンズ
は所定の間隔毎の所定の時間内に駆動され、この間に撮
像素子のＣＣＤ上に蓄積された像データを像信号として
読出している。従って、米国特許第４０８３０５７号公
報に開示の方式を適用しようとすると、所定の時間内に
レンズの駆動を終了するために、フォーカスレンズの移
動を高速で行うことが必要になり、大型モータを採用す
ることになって装置が大型化し、携帯に不便になるとと
もに消費電力も増加する。また、フォーカスレンズの高
速駆動で騒音が増え、録音音質が低下するという問題も
生じる。

【０００７】さらに、変倍レンズの位置を、抵抗体を使
用したポテンショメータで検出するリヤフォーカス構造
の移動光学手段では、ポテンショメータのリニアリテイ
や出力リップルの影響により、ピント合わせに伴う像倍
率の変化による画面のちらつきが抑えにくくなるという
問題もあった。

【０００８】本発明は、前述したようなこの種の合焦制
御の現状に鑑みてなされたものであり、その目的は、フ
ォーカスレンズの光軸上での前後振動時に、画像がちら
ついたり変化したりすることのない自動合焦装置を提供
することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１に記載の第１の発明は、それぞれ独立に駆
動される変倍レンズとフォーカスレンズとを含む移動光
学手段を備えた撮像光学系を有する撮像装置の自動合焦
装置であって、前記撮像光学系で撮像した被写体の映像
信号の変化に基づいて合焦基準が設定され、焦点調節手
段が、前記移動光学手段を光軸方向に微小振動させるこ
とにより、前記合焦基準により光軸上での移動方向が判
定され、判定された移動方向に、前記焦点調節手段が、
前記移動光学手段を合焦点位置まで移動して合焦制御を
行う自動合焦装置において、（１）前記変倍レンズの位
置及び前記フォーカスレンズの位置を検出する位置検出
手段と、（２）前記変倍レンズ位置及び前記フォーカス
レンズ位置に対応した、前記変倍レンズの微小振動情報
及び前記フォーカスレンズの微小振動情報が格納された
記憶手段と、（３）前記位置検出手段の検出信号に基づ
いて、前記記憶手段から前記変倍レンズの微小振動情報
及び前記フォーカスレンズの微小振動情報を読出し、該
微小振動情報に基づいて、前記焦点調節手段に前記変倍
レンズ及び前記フォーカスレンズを、光軸方向に振動さ
せる制御手段とを有することを特徴とする。

【００１０】同様に、前記目的を達成するために、請求
項２に記載の第２の発明は、それぞれ独立に駆動される
変倍レンズとフォーカスレンズとを含む移動光学手段を
備えた撮像光学系を有する撮像装置の自動合焦装置であ
って、前記撮像光学系で撮像した被写体の映像信号の変
化に基づいて合焦基準が設定され、焦点調節手段が、前
記移動光学手段を光軸方向に微小振動させることによ
り、前記合焦基準により光軸上での移動方向が判定さ
れ、判定された移動方向に、前記焦点調節手段が、前記
移動光学手段を合焦点位置まで移動して合焦制御を行う
自動合焦装置において、（１）前記撮像光学系の絞りを
制御する絞り制御手段と、（２）前記映像信号のゲイン
量を制御するゲイン制御手段と、（３）前記移動光学手
段による微小振動時の焦点位置変化量と、前記撮像光学
系の焦点深度とを比較し、前記焦点位置変化量が前記焦
点深度よりも小さくなるように、前記絞り制御手段を制
御し、該絞り制御手段の絞り制御量に応じて前記映像信
号が所定レベルになるように、前記ゲイン制御手段を制
御する総合制御手段とを有することを特徴とする。

【００１１】

【作用】第１の発明によると、合焦動作時には、位置検
出手段によって、変倍レンズ及びフォーカスレンズの位
置が検出され、記憶手段から、検出された変倍レンズ及
びフォーカスレンズの位置に対応する変倍レンズの微小
振動情報及びフォーカスレンズの微小振動情報が読出さ
れる。そして、制御手段からの指令によって、焦点調節
手段が作動し、記憶手段から読み出された微小振動情報
に基づいて、変倍レンズ及びフォーカスレンズが、光軸
方向に振動される。

【００１２】この変倍レンズ及びフォーカスレンズの光
軸方向の振動によって、撮像光学系で撮像した被写体の
映像信号の変化に対応して設定された合焦基準に基づい
て、光軸上での移動光学手段の移動方向が判定される。
そして、制御手段からの指令によって、焦点調節手段
は、判定された移動方向に、移動光学手段を合焦点位置
まで移動して合焦制御が完了する。

【００１３】第２の発明によると、合焦動作時に、焦点
調節手段が、撮像光学系で撮像した被写体の映像信号の
変化に基づいて設定された合焦基準により、移動光学手
段を光軸方向に微小振動させる場合、総合制御手段の指
令により、微小振動時の焦点位置変化量と、前記撮像光
学系の焦点深度とが比較される。そして、総合制御手段
の指令によって、絞り制御手段が作動し、焦点位置変化
量が焦点深度よりも小さくなるように制御され、さら
に、ゲイン制御手段が作動し、前記絞り制御手段の絞り
制御量に応じて映像信号が所定レベルになるように制御
が行われる。

【００１４】この状態で、移動光学手段の振動によつ
て、撮像光学系で撮像した被写体の映像信号の変化に対
応して設定された合焦基準に基づいて、光軸上での移動
光学手段の移動方向が判定される。そして、総合制御手
段からの指令によって、焦点調節手段は、判定された移
動方向に、移動光学手段を合焦点位置まで移動して合焦
制御が完了する。

【００１５】

【実施例】［第１の実施例］以下、本発明の実施例を図
１乃至図６を参照して説明する。先ず、図１乃至図４を
参照して第１の実施例を説明する。図１は第１の実施例
の構成を示すブロック図、図２は第１の実施例の動作を
示すフローチャート、図３は第１の実施例の動作の特性
図、図４は第１の実施例の変倍レンズの振幅情報及びフ
ォーカスレンズの振幅情報の格納状態の説明図である。

【００１６】［構成］図１において、１はレンズ鏡筒で
あり、このレンズ鏡筒１には撮影レンズ２、４、ステッ
ピングモータ８、１１、フォトインタラプタ９、１５、
絞り装置２８及びＣＣＤ１６が固設されたＣＣＤホルダ
１７が固設されており、さらにレンズ鏡筒１にはガイド
バー１０、１３、１４が取り付けてある。そして、変倍
レンズ３を保持したレンズ鏡筒６の軸受部６ａがガイド
バー１０に嵌合され、レンズ鏡筒６には軸受部６ａと光
軸に対称な位置に雌ねじ部６ｃが設けてあり、この雌ね
じ部６ｃにステッピングモータ８の出力軸上に一体に設
けられたリードスクリュー８ａが噛合され、ステッピン
グモータ８の回転により、レンズ鏡筒６を介して、変倍
レンズ３は、光軸方向に駆動されるようにされている。
また、レンズ鏡筒６には突起部６ｂが設けてあり、この
突起部６ｂはフォトインタラプタ９のスリット部を通る
ように配されており、フォトインタラプタ９の出力は、
突起部６ｂがスリット部を通ることにより変化するよう
にされている。

【００１７】一方、フォーカスレンズ５を保持したレン
ズ鏡筒７の軸受部７ａ、７ｂが、それぞれガイドバー１
３、１４に嵌合され、レンズ鏡筒７を介して、フォーカ
スレンズ５は鏡筒１に対して光軸方向に移動自在に支持
されている。このレンズ鏡筒７には、ラックねじ１２が
固定された伸張部７ｃが設けてあり、ラックねじ１２に
はステッピングモータ１１の出力軸と一体のリードスク
リュウ１１ａが噛合され、ステッピングモータ１１の回
転により、フォーカスレンズ３は、レンズ鏡筒７を介し
て、光軸方向に駆動されるようにされている。また、レ
ンズ鏡筒７には突起部７ｄが設けてあり、この突起部７
ｄはフォトインタラプタ１５のスリット部を通るように
配されており、フォトインタラプタ１５の出力は、突起
部７ｄがスリット部を通ることにより変化するようにさ
れている。

【００１８】前述の撮影レンズ２、変倍レンズ３、絞り
装置２８、撮影レンズ４及びフォーカスレンズ５で構成
される撮像光学系で撮影された被写体の光学像は、ＣＣ
Ｄ１６の撮像面に結像されて映像信号に変換される。本
実施例では、この映像信号のコントラスト値で合焦基準
が設定され、ＣＣＤ１６に接続されたコントラスト検出
回路２４において、該映像信号のコントラストが検出さ
れ、この検出信号がマイクロコンピュータ（ＭＰＵ）１
８の入力端子１８ｈに入力されるようにされてある。

【００１９】また、ステッピングモータ８にはモータ駆
動回路１９が接続されており、モータ駆動回路１９の入
力端子１９ａは、ＭＰＵ１８の出力端子１８ａに接続さ
れており、ＭＰＵ１８からの指令によって、モータ駆動
回路１９はステッピングモータ８を指令方向に指令ステ
ップ数だけ歩進させる機能を有している。同様に、ステ
ッピングモータ１１にはモータ駆動回路２０が接続され
ており、モータ駆動回路２０の入力端子２０ａは、ＭＰ
Ｕ１８の出力端子１８ｂに接続されており、ＭＰＵ１８
からの指令によって、モータ駆動回路２０はステッピン
グモータ１１を指令方向に指令ステップ数だけ歩進させ
る機能を有している。

【００２０】また、絞り装置２８の図示しないホール素
子からの絞り信号は、ＡＤ変換器２５を介してＭＰＵ１
８の入力端子１８ｍに入力され、ＭＰＵ１８は、その出
力端子１８ｃに接続された絞り駆動回路２１に、絞り装
置２８の制御指令を発し、駆動回路２１は、ＭＰＵ１８
からの指令に基づいて、端子２１ｂで絞り羽根の移動速
度を検出しながら、端子２１ａから絞り装置２８の駆動
コイルに電流を供給して、絞り動作の制御を行う機能を
有している。

【００２１】さらに、本実施例では、モータ駆動回路１
９及びＭＰＵ１８にカウンタ２２が接続されており、電
源の投入時にステッピングモータ８の回転によって、レ
ンズ鏡筒６の突起６ｂがフォトインタラプタ９のスリッ
トを横切る位置まで移動されるようになっている。この
とき、フォトインタラプタ９からの信号が入力端子１８
ｆからＭＰＵ１８に入力されると、ＭＰＵ１８の出力端
子１８ｉからリセット信号がカウンタ２２の入力端子２
２ｂに入力され、カウンタ２２がリセットされるように
されている。このカウンタ２２の入力端子２２ａには、
変倍レンズ３の駆動時にＭＰＵ１８からモータ駆動回路
１９に与えられる指令信号が入力され、カウンタ２２
は、該指令信号のパルスを、駆動方向によりアップカウ
ントまたはダウンカウントすることにより、変倍レンズ
３の位置を検出し、この位置情報を出力端子２２ｃから
ＭＰＵ１８の入力端子１８ｄに供給するようにされてい
る。

【００２２】また、本実施例では、モータ駆動回路２０
及びＭＰＵ１８にカウンタ２３が接続されており、電源
の投入時にステッピングモータ１１の回転によって、レ
ンズ鏡筒７の突起７ｄがフォトインタラプタ１５のスリ
ットを横切る位置まで移動されるようになっている。こ
のとき、フォトインタラプタ１５からの移動信号が入力
端子１８ｇからＭＰＵ１８に入力されると、ＭＰＵ１８
の出力端子１８ｊからリセット信号がカウンタ２３の入
力端子２３ｂに入力され、カウンタ２３がリセットされ
るようにされている。このカウンタ２３の入力端子２３
ａには、フォーカスレンズ５の駆動時に、ＭＰＵ１８か
らモータ駆動回路２０に与えられる指令信号が入力さ
れ、カウンタ２３は、該指令信号のパルスを、駆動方向
によりアップカウント、またはダウンカウントすること
により、フォーカスレンズ５の位置を検出し、この位置
情報を出力端子２３ｃからＭＰＵ１８の入力端子１８ｅ
に供給するようにされている。

【００２３】さらに、本実施例では不揮発性のメモリ２
６、２７がＭＰＵ１８に接続されており、メモリ２６に
は、変倍レンズ３およびフォーカスレンズ５の位置に対
応して合焦制御時の変倍レンズ３の光軸上での微小振動
の振幅情報Ｖａが格納してあり、メモリ２７には、変倍
レンズ３およびフォーカスレンズ５の位置に対応して合
焦制御時のフォーカスレンズ５の光軸上での微小振動の
振幅情報ｆａが格納されている。これらの振幅情報は、
図４に示すように、カウンタ２２で検出される変倍レン
ズ位置とカウンタ２３で検出されるフォーカスレンズ位
置とに対応したアドレス毎に記憶されている。

【００２４】［動作］次に、本実施例の合焦動作を図２
及び図３を参照して説明する。

【００２５】電源が投入されると、ＭＰＵ１８の指令に
よつて、モータ駆動回路１９、２０が作動して変倍レン
ズ３及びフォーカスレンズ５は、それぞれフォトインタ
ラプタ９、１５の出力が変化する位置まで駆動され、そ
の位置でカウンタ２２、２３はリセットされる。ステッ
プＳ１００で合焦動作が開始されると、ステップＳ１０
１でＭＰＵ１８は、コントラスト回路２４の出力コント
ラスト値が所定値以上であり、合焦状態にあるかどうか
を判定し、この判定結果が肯定（ＹＥＳ）であり合焦状
態にある場合は、移動光学手段の移動は行わず、コント
ラスト値の検出が繰り返される。ステップＳ１０１の判
定結果が否定（ＮＯ）であるときは、ステップＳ１０２
でコントラスト値をＲＡＭに記憶し、ステップＳ１０３
でＭＰＵ１８は、カウンタ２２の検出値ＶＳによって変
倍レンズ３の位置を認識してＲＡＭに記憶し、ステップ
Ｓ１０４に進んで、カウンタ２３の検出値によつてフォ
ーカスレンズ５の位置ｆｓを認識してＲＡＭ記憶する。

【００２６】次いで、ステップＳ１０５において、ＲＡ
Ｍに記憶した変倍レンズ３およびフォーカスレンズ５の
位置情報に対応する変倍レンズ３の振幅情報Ｖａを、メ
モリ２６から読出してＲＡＭに記憶し、ステップＳ１０
６に進んで、ＲＡＭに記憶した変倍レンズ３およびフォ
ーカスレンズ５の位置情報に対応するフォーカスレンズ
５の振幅情報ｆａを、メモリ２７から読出してＲＡＭに
記憶する。そして、ステップＳ１０７で、ＭＰＵ１８は
ＡＤコンバータ２５の出力信号から、現在の絞り値を演
算し、得られた絞り値とＲＡＭに記憶した変倍レンズ３
の振幅情報とから、ステップＳ１０８で、変倍レンズ３
の振幅値を演算し、ステッピングモータ８を駆動するパ
ルス数を主として乗算により算出してＲＡＭに記憶す
る。そして、ステップＳ１０９で、テレビ方式で定まる
所定時間（例えばＮＴＳＣ方式では１／３０秒）以内
に、レンズの移動を終了させるために必要な変倍レンズ
３の駆動周波数を演算しＲＡＭに記憶する。

【００２７】次いで、ステップＳ１１０に進み、ＲＡＭ
に記憶したフォーカスレンズ５の振幅情報から、フォー
カスレンズ５の振幅値を演算し、ステッピングモータ１
１を駆動するパルス数を主に乗算により算出してＲＡＭ
に記憶する。そして、ステップＳ１１１に進んで、変倍
レンズ３の場合と同様にテレビ方式で定まる所定時間を
見込んだフォーカスレンズの駆動周波数を演算しＲＡＭ
に記憶する。そして、ステップＳ１１２に進んで、ＲＡ
Ｍから記憶された情報を読出して、変倍レンズ３を移動
するステッピングモータ８の駆動を開始し、ほぼ同時に
ステップＳ１１３でフォーカスレンズ５を移動するステ
ッピングモータ１１の駆動を開始する。

【００２８】このようにして、ステッピングモータ８、
１１の駆動後に、ＭＰＵ１８は、ステップＳ１１４で、
カウンタ２２のカウント値が目標とする値になり、変倍
レンズ３が上記算出した駆動パルスだけ移動したかどう
かを判定し、ステップＳ１１６で、カウンタ２３のカウ
ント値が目標とする値になり、フォーカスレンズ５が上
記算出した駆動パルスだけ移動したかどうかを判定す
る。そして、ステップＳ１１４の判定結果が肯定（ＹＥ
Ｓ）になると変倍レンズ３を停止し（ステップＳ１１
５）、ステップＳ１１６の判定結果が肯定（ＹＥＳ）に
なると、フォーカスレンズ５を停止する。そして、ＭＰ
Ｕ１８はステップＳ１１８で、変倍レンズ３及びフォー
カスレンズ５が停止したことを確認すると、ステップＳ
１１９でコントラスト検出回路２４からコントラスト値
を読取る。次いで、ステップＳ１２０で読み取ったコン
トラスト値が、所定値よりも高いかどうかを判定し、高
い場合は該移動方向に移動すると合焦点が存在すると判
定し、移動光学手段のピント方向検出のための振動動作
を中止し、コントラスト値の監視を繰り返す。

【００２９】ステップＳ１２０の判定がＮＯであると、
ステップＳ１２１でコントラスト値を記憶し、ステップ
Ｓ１２２に進んで、方向を反転して変倍レンズ３とフォ
ーカスレンズ５の光軸上での移動が行われ、同様な動作
が所定回繰り返される。即ち、変倍レンズ３及びフォー
カスレンズ５は、ステップＳ１０１での位置とステップ
Ｓ１１８での位置との間を所定回数往復移動する。そし
て、それぞれの回で得られるコントラスト値を、対応す
る位置で加算演算して比較することにより、ＭＰＵ１８
は合焦点方向を検出し、検出した方向にフォーカスレン
ズ５をコントラスト検出を繰り返しながら移動させる。
この結果コントラスト値が最大となる位置を検出しその
位置にフォーカスレンズを停止して合焦制御が完了す
る。

【００３０】本実施例においては、図３（ａ）で例えば
１０ｍの距離にピントを合わせたまま、焦点距離を変化
させると、変倍レンズ３は直線Ｖ上を移動し、フォーカ
スレンズ５は曲線Ｒ上を移動する。実際には合焦状態か
らレンズが駆動されることはないが、図３（ａ），
（ｂ）では説明の便宜上、合焦状態から変倍レンズ３お
よびフォーカスレンズ５が駆動されるように図示してあ
る。図２のステップＳ１００で変倍レンズ３が図３
（ａ）のＢ０に、フォーカスレンズ５が図３（ａ）のＡ
０に位置しているとすると、一回の駆動終了時には、変
倍レンズ３はＢ１（またはＢ２）に、フォーカスレンズ
５はＡ１（またはＡ２）に駆動される。もし変倍レンズ
３の駆動を行わないとすれば、Ａ１（またはＡ２）で
は、図３（ｂ）に示すように、像の大きさが変化してし
まうが、本実施例では図２に基づいて説明した動作によ
り像の大きさは同一で、所定量だけピント位置のずれた
像（ずれ量は許容さく乱円径の２倍程度が好ましい）を
ＣＣＤ１６上に得ることができる。

【００３１】［効果］このように、第１の実施例による
と、合焦制御時に変倍レンズ３の位置、フォーカスレン
ズ５の位置及び絞り装置２８の絞り量に基づいて、それ
ぞれの位置に対応した所定振幅で、変倍レンズ３とフォ
ーカスレンズ５とを、ほぼ同時に光軸上で移動させてピ
ント方向を検出するので、レンズの移動に特別の高速性
が要求されず、小型モータが使用でき携帯性に優れ、電
力消費量が少なく、画像のちらつきのない高精度の合焦
動作が可能な自動合焦装置が提供される。

【００３２】［第２の実施例］次に、図５及び図６を参
照して本発明の第２の実施例を説明する。ここで、図５
は第２の実施例の構成を示すブロック図、図６は第２の
実施例の動作を示すフローチャートである。

【００３３】［構成］図５に示すように、固定の前群レ
ンズ３１の後段にズームモータ４０で光軸上を駆動され
る変倍レンズ３２が配置してあり、変倍レンズ３２の後
段にアイリスメータ４１で開口度が制御される絞り３３
が配置してある。この絞り３３の後段には固定のアフォ
ーカルレンズ３４が配置してあり、アフォーカルレンズ
３４の後段にパルスモータから成るフォーカスモータ４
２で光軸上を移動され、変倍レンズ３２の補正と合焦制
御を行うフォーカスレンズ３５が配置してある。

【００３４】これらの撮影レンズ３１、変倍レンズ３
２、絞り３３、アフォーカルレンズ３４及びフォーカス
レンズ３５からなる撮像光学系で撮影された被写体の光
像は、フォーカスレンズ３５の後段に配置してある撮像
素子（ＣＣＤ）３６の撮像面に結像し、映像信号に変換
されるようにしてある。本実施例では、映像信号から抽
出した焦点信号で合焦基準が決定され、ＣＣＤ３６に
は、映像信号の高周波成分を焦点信号として抽出するフ
ィルタ３７が接続してあり、フィルタ３７には映像信号
の処理をする映像信号処理回路３８が接続してある。こ
の映像信号処理回路３８には、映像信号を表示するＣＲ
Ｔ３９と、マイクロコンピュータ４５が接続してあり、
マイクロコンピュータ４５には、変倍レンズ３２の移動
に応じて合焦を維持するための各被写体距離毎のフォー
カスレンズ３５の移動情報が格納された不揮発性のメモ
リ４６が接続してある。

【００３５】マイクロコンピュータ４５の出力端子に
は、ズームモータ４０、アイリスメータ４１及びフォー
カスモータ４２が接続されており、さらにゲイン制御可
能にＣＣＤ３６が接続されている。また、マイクロコン
ピュータ４５の入力端子には、変倍レンズ３２の位置を
検出するズームエンコーダ４３、絞り３３の開口度を検
出するアイリスエンコーダ４４及びフォーカスレンズ３
５の位置を検出するフォーカスエンコーダ５５が接続し
てある。

【００３６】自動合焦を行う際、マイクロコンピュータ
４５は合焦位置を検知するためにフォーカスレンズ５を
光軸方向に前後に微小振幅で振動させるウォブリングを
行わせる。

【００３７】［動作］次に、図６を参照して第２の実施
例のウォブリングによる合焦動作を説明する。

【００３８】ステップＳ２０１でマイクロコンピュータ
４５は、ズームエンコーダ４３から変倍レンズ３２の位
置情報を取込み、ステップＳ２０２でアイリスエンコー
ダ４４から絞り３３の絞り量を取込んでステップＳ２０
３に進む。ステップＳ２０３では、変倍レンズ３２の位
置と絞り３３の絞り量とに対応する、微小振幅振動時の
焦点位置変化量と焦点深度とを比較する。焦点深度の方
が大きいと判定されると、ステップＳ２０７に進んで、
マイクロコンピュータ４５は、フォーカスモータ４２を
駆動してフォーカスレンズ３５が、メモリ４６から読み
出した振幅情報に基づいて光軸上で振動される。そし
て、この振動で検出した合焦点方向に、フォーカスレン
ズ３５を移動して合焦制御が行われる。

【００３９】一方、ステップＳ２０３で、微小振幅振動
による焦点位置変化量が、焦点深度よりも大きいと判定
されると、ステップＳ２０４に進んで、マイクロコンピ
ュータ４５はアイリスメータ４１が作動し、微小振幅振
動による焦点位置変化量が、焦点深度よりも小さくなる
ように、絞り３３が絞り込まれる。さらに、マイクロコ
ンピュータ４５はＣＣＤ３６のゲインを上昇させ、絞り
３３の絞り込みにより暗くなった映像信号を適正な明度
になるように制御が行われる。そして、ステップＳ２０
５に進んで、マイクロコンピュータ４５はフォーカスモ
ータ４２を駆動してフォーカスレンズ３５が、メモリ４
６から読み出した振幅情報に基づいて光軸上で振動され
る。この振動で合焦点方向を検出した後で、ステップＳ
２０６に進んで、絞り３３の絞り量とＣＣＤ３６のゲイ
ンとをステップＳ２０４での変更前の値に戻し、合焦点
方向にフォーカスレンズ３５を移動して合焦制御が行わ
れる。

【００４０】［効果］このように、第２の実施例による
と、絞り３３の絞り量とＣＣＤ３６のゲインとを制御す
ることによって、合焦動作時のフォーカスレンズ３５の
光軸上での振動時のレンズの振れによる映像の変化を目
立たなくすることができ、ＣＣＤ３６の小型化が可能に
なり、携帯性に優れた小型の自動合焦装置を提供するこ
とができる。

【００４１】

【発明の効果】第１発明によると、変倍レンズの位置及
びフォーカスレンズの位置に対応する変倍レンズの微小
振動情報及びフォーカスレンズの微小振動情報に基づい
て、変倍レンズ及びフォーカスレンズが、ほぼ同時に光
軸方向に振動されて合焦点方向が検出されるので、レン
ズの移動に特別の高速性が要求されず、小型モータが使
用でき携帯性に優れ、電力消費量が少なく、且つ画像の
ちらつきのない高精度の合焦動作が可能な自動合焦装置
が提供される。

【００４２】また、第２発明によると、移動光学手段の
微小振動時の焦点位置変化量と焦点深度とが比較され、
焦点位置変化量が焦点深度よりも小さくなるように絞り
制御手段の制御が行われ、この絞り制御手段の絞り制御
量に応じて映像信号が所定レベルになるようにゲイン制
御手段の制御が行われるので、移動光学手段の振動によ
る映像の変化を目立たなくすることができ、撮像素子の
小型化が可能になり、携帯性に優れた小型の自動合焦装
置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の構成を示すブロック図
である。

【図２】第１の実施例の動作を示すフローチャートであ
る。

【図３】第１の実施例の動作の特性図である。

【図４】変倍レンズの振幅情報及びフォーカスレンズの
振幅情報の格納状態の説明図である。

【図５】本発明の第２の実施例の構成を示すブロック図
である。

【図６】第２の実施例の動作を示すフローチャートであ
る。

【符号の説明】

３変倍レンズ５フォーカスレンズ１８ＭＰＵ（焦点調節手段、制御手段）２２、２３カウンタ（位置検出手段）２６、２７メモリ（記憶手段）３２変倍レンズ３３絞り３５フォーカスレンズ４１アイリスメータ（絞り検出手段）４５マイクロコンピュータ（絞り制御手段、焦点調節
手段、総合制御手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】それぞれ独立に駆動される変倍レンズと
フォーカスレンズとを含む移動光学手段を備えた撮像光
学系を有する撮像装置の自動合焦装置であって、前記撮
像光学系で撮像した被写体の映像信号の変化に基づいて
合焦基準が設定され、焦点調節手段が、前記移動光学手
段を光軸方向に微小振動させることにより、前記合焦基
準により光軸上での移動方向が判定され、判定された移
動方向に、前記焦点調節手段が、前記移動光学手段を合
焦点位置まで移動して合焦制御を行う自動合焦装置にお
いて、（１）前記変倍レンズの位置及び前記フォーカスレンズ
の位置を検出する位置検出手段と、（２）前記変倍レンズ位置及び前記フォーカスレンズ位
置に対応した、前記変倍レンズの微小振動情報及び前記
フォーカスレンズの微小振動情報が格納された記憶手段
と、（３）前記位置検出手段の検出信号に基づいて、前記記
憶手段から前記変倍レンズの微小振動情報及び前記フォ
ーカスレンズの微小振動情報を読出し、該微小振動情報
に基づいて、前記焦点調節手段に前記変倍レンズ及び前
記フォーカスレンズを、光軸方向に振動させる制御手段
とを有することを特徴とする自動合焦装置。
【請求項２】前記撮像光学系の絞りを検出する絞り検
出手段を有し、前記制御手段は、前記記憶手段から読み
出された前記変倍レンズの微小振動情報及び前記フォー
カスレンズの微小振動情報と、前記絞り検出手段により
検出された絞り値とに応じた振幅で、前記焦点調節手段
に前記変倍レンズ及び前記フォーカスレンズを光軸方向
に振動させることを特徴とする請求項１記載の自動合焦
装置。
【請求項３】それぞれ独立に駆動される変倍レンズと
フォーカスレンズとを含む移動光学手段を備えた撮像光
学系を有する撮像装置の自動合焦装置であって、前記撮
像光学系で撮像した被写体の映像信号の変化に基づいて
合焦基準が設定され、焦点調節手段が、前記移動光学手
段を光軸方向に微小振動させることにより、前記合焦基
準により光軸上での移動方向が判定され、判定された移
動方向に、前記焦点調節手段が、前記移動光学手段を合
焦点位置まで移動して合焦制御を行う自動合焦装置にお
いて、（１）前記撮像光学系の絞りを制御する絞り制御手段
と、（２）前記映像信号のゲイン量を制御するゲイン制御手
段と、（３）前記移動光学手段による微小振動時の焦点位置変
化量と、前記撮像光学系の焦点深度とを比較し、前記焦
点位置変化量が前記焦点深度よりも小さくなるように、
前記絞り制御手段を制御し、該絞り制御手段の絞り制御
量に応じて前記映像信号が所定レベルになるように、前
記ゲイン制御手段を制御する総合制御手段とを有するこ
とを特徴とする自動合焦装置。