JPS61191173A

JPS61191173A - ビデオカメラのオ−トフオ−カス装置

Info

Publication number: JPS61191173A
Application number: JP60029372A
Authority: JP
Inventors: Shinji Urata; 宇良田　慎二
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1985-02-19
Filing date: 1985-02-19
Publication date: 1986-08-25

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】産ｌ上攻■朋分災この発明は、ビデオカメラのオートフォーカス装置、詳
しくは、測距光を被写体に投射して、その反射光を受光
することにより距離情報を得て撮像光学系を合焦状態に
制御するオートフォーカス装置に関するものである。

従】幕引Ｗ頻□ 従来のこの種のオートフォーカス装置としては、例えば
第７図に示すようなものがある。すなわち、赤外発光ダ
イオード等からなる投光素子１から咎距光（赤外光）が
出射されてこの測距光が投光用レンズ２で被写体３上に
投射され、投射された測距光は、被写体３上で反射され
、受光用レンズ４により２分割受光素子５−ヒに結像さ
れる。

この２分割受光素子５は、フ第１・ダイオード等から成
る２つの受光部５ａ、　５ｂに分割されており、それぞ
れから独立して出力を取り出せるようになっている。こ
の２分割受光素子５においては、撮像素子６から被写体
３の距離が例えばＱｌ、＋１２と変化するにつれて、２
分割受光素子５ヒでの結像位置が変化するため、２分割
受光素子５の受光部５ａ。

５ｂからの出力差を検出することにより、被写体３まで
の距離を示す情報が得られるようになっている。

そして、この情報に応じてフォー力シンクレンス群７か
駆動されると共に、この駆動にカム等を介して図中一点
鎖線に示すように２分割受光素子５が連動され、受光部
５ａ、５ｂからの出力差が「０」になった所で、フォー
カシングレンズ群７が停止して、合焦されるようになっ
ている。

また、他の例としては、２分割受光素子５が固定されて
いるのに対し、投光素子１がフォーカシングレンズ群７
に図中二点鎖線のように連動するように構成され、この
場合にも両受光部５ａ、５ｂからの出力差が「０」の所
でフォーカシングレンズ群７が停止され、合焦されるよ
うになっている。

光ｊｆ）”−解決しようとすＭ超人しかしながら、このように従来のオー１−フォーカス装
置にあっては、オー１−フォーカス用に新たに２分割受
光素子５およびこの２分割受光素子５からの出力を処理
する図示省略の信号処理回路を具備する必要があり、部
品点数の増加を招くと共に、小型化にも適さないもので
あった。また、上記従来例の他に、投光、受光系を撮像
光学系と共用しているものもあるが、この場合でもオー
１−フォーカス用の受光素子と複雑な信号処理系が要求
されるため、非常にムダがあり、得策ではなかった。

遥」１痺−を解決するための毬この発明は、かかる問題点を解決するため、投光素子か
ら■す発光を被写体に向けて投射して、その反射光を受
光することにより、前記被写体までの距離情報を得て撮
像光学系を合焦状態に制御するビデオカメラのオートフ
ォーカス装置において、前記反射光を受光するオー１−
フォーカス用の受光部を、撮像装置の撮像範囲外の周縁
部領域に設けると共に、該受光部に反射光を導くオー１
−フォーカス光学系を設けたビデオカメラのオートフォ
ーカス装置としたことを特徴としている。

詐−■ かかる手段によれば、投光素子から測距光が被写体に向
けて投射されると、この測距光は被写体で反射されてオ
ー１−フォーカス光学系にて、撮像装置の周縁部領域に
設けられたオー１−フォーカス用の受光部に受光され、
被写体までの距離情報が得られる。そして、この情報に
よって、撮像光学系が制御されて合焦状態が得られるこ
ととなる。

このように、ビデオカメラには必須の撮像装置の周縁部
領域、つまり撮像に使用されない部分をオートフォーカ
ス用の受光部として利用することにより、撮像装置に用
いられている信号処理回路も基本部分が利用でき、従来
のように別品の２分割受光素子や信号処理回路を新たに
設ける必要がなく、部品点数の削減、ひいてはビデオカ
メラの小型化および低コスト化が図られることとなる。

失隻亘以下、この発明を実施例に基づいて説明する。

第１図ないし第５図は、この発明の第１実施例を示す図
である。

まず構成を説明すると、ビデオカメラは、フォーカシン
グレンズ群１１、バリエータ・コンペンセータレンズ群
Ｉ２および結像系レンズ群１３が同一光軸１ユに配設さ
れて撮像光学系１４が形成される尼共に、この撮像光学
系Ｉ４の光路上に、被写体１５からの撮像光が結像され
る撮像装置、ここでは固体撮−４＝像素子１６（例えばＣＣＤやＭＯ５型撮像素子）が配設
され、さらに、以下のようなオー１へフォーカス装置が
具備されている。

すなわち、このオートフォーカス装置は、被写体１５に
向けて測距光を出射する例えば赤外発光ダイオード等の
投光素子１７およびこの投光素子１７からの測距光を被
写体１５に投射させる投光レンズ群１８が、フォー力シ
ンクレンズ群１１等の側面側に配設されている。この投
光素子１７は、フォーカシングレンズ群１１の駆動と連
動してその投射角が変化するような構成となっている。

また、バリエータ・コンペンセータレンズ群１２と結像
系レンズ群１３との間のアフォーカル（非焦点）部分に
は、赤外線のみを反射するコートが施されたビームスプ
リッタ１９が配置されている。このビームスプリッタ１
９により、被写体１５で反射されてバリエータ・コンベ
ンセータレンズ群１２等を通過した測距光（赤外光）を
ヒ方へ向けて反射するようになっている。

さらに、この反射された測距光を固体撮像素子１６の上
部に設けられたオートフォーカス用の受光部２０に入射
させる全反射ミラー２１および収束レンズ２２が設けら
れている。これらビームスプリッタ１９、全反射ミラー
２１および収束レンズ群２２でオートフォーカス光学系
２４が形成されている。また固体撮像素子１６は、撮像
を行なうのに十分な範囲の撮像部２３と、この撮像部２
３のＬ側（撮像範囲外の周縁部領域）に設けられた前記
受光部２０とから形成されている、この撮像部２３には
、赤外カットフィルタおよび色分解フィルタが配設され
ている。これに対し、受光部２０には、赤外光を受光す
べくそれらフィルタは使用されておらず、又、中央部分
に遮光線部２０ａが設けられてＡ側受先部２０ｂとＢ側
受元部２０ｃとに分割されている。

次に、かかる構成より成るビデオカメラのオー１−フォ
ーカス・装置の作用について説明する。

ます、投光素子１７から測距光（赤外光）が出射される
と、この測距光は、投光レンズ群１８を介して被写体１
５に投射される。そして、この被写体１５で反射されて
、フォーカシングレンズ群１１やバリエータ・コンペン
セータレンズ群１２を通過した後、ビームスプリッタ１
９で反射され、全反射ミラー２１および収束レンズ群２
２を介して固体撮像素子１６の受光部２０に受光される
。

このような経路で測距光が受光部２０に受光されるが、
この際、投光素子１７が、例えば第２図中実線に示す位
置にあり、ここから出射されると、実線に示すように被
写体１５に投射され、ここで反射されて受光部２０のＡ
側受先部２０ｂに第３図（ａ）のようにスボッ１〜像と
して結像される。すると第３図（ｂ）に示すように遮光
線部２０ａでの出力波形Ｐ１を境にしてＡ側受先部２０
ｂたけから出力波形Ｐ２に示す出力が得られ、この出力
が図示省略の信号処理回路に入力されて、非合焦状態が
検出され、この検出値に応じてフォーカシングレンズ群
１１が駆動されると同時に、これと連動して投光素子１
７が矢印ａ方向へ徐々に移動される。これで、投光素子
１７から投射され、固体撮像素子１６の受光部２０に受
光される測距光のスポット像は、徐々に遮光線部２０ａ
に接近して行く。そして、投光素子１７が第２図ウニ点
鎖線に示す位置まで移動すると、ここから投射された測
距光は受光部２０の遮光線部２０ａの所に第４図（ａ）
に示すように結像され、この時の出力は第４図（ｂ）に
示すようにＡ側受先部２０ｂからの出力とＢ側受元部２
０ｃの出力とが出力波形Ｐ２、Ｐｘで示すように等しく
なる。この出力信号が信号処理回路に入力されて、フォ
ーカシングレンズ群１１および投光素子１７の駆動が停
止され、合焦状態が得られることとなる。逆に、投光素
子１７が初め第２図中−・点鎖線に示す位置にある場合
には、−ヒ記と反対に、受光部２０のＢ側受元部２０ｃ
に測距光が第５図（ａ）に示すようにスポット像して結
像され、第５図（ｂ）に示すようにＢ側受元部２０ｃか
らのみ出力波形Ｐａで示す出力が得られ、信号処理回路
で非合焦状態が判断され、前記の反対の動作で合焦され
ることとなる。

−・方、被写体１５で反射された撮像光は、フォーカシ
ングレンズ群１１、バリエータ・コンペンセータレンズ
群１２を通過し、そして赤外線のみを反射するビームス
プリッタ１９を通過し、さらに結像レンズ群１８にて固
体撮像素子１６の撮像部２３に結像される。この場合に
は、この結像部２３に赤外カットフィルタ等が設けられ
ているため、赤外光が受光されることなく純度の良い画
像が得られることとなる。

このように従来例の２分割受光素子５に相当する受光部
２０を、ビデオカメラには必須の撮像装置、ここでは固
体撮像素子１６の撮像に関与しない撮像範囲側、つまり
周縁部領域に設けることにより、この固体撮像素子１６
をオートフォーカス装置に利用しているため、従来のよ
うな２分割受光素子５を新たに配設する必要がなく部品
点数の削減が図られる。また、この受光部２０の信号を
処理するのに、撮像系の信号処理回路を利用できること
となり、この点においても従来新たに設けていたものと
比較すると、非常に有利となり、ビデオカメラの小型化
や低コスト花に役立つこととなる。

また、他の実施例としては、第６図に示すように、固体
撮像素子２６に、前記実施例の遮光線部２０ａを廃止し
た受光部３０を設ける一方、投光素子１７を固定するこ
ともできる。この場合には、被写体１５距離が変化する
と受光部３０でのスボッ［・像の結像位置が変化する為
、結像位置を検出することにより被写体１５までの距離
が算出されることとなり、これに応じてフォーカシング
レンズ群１１を適正な位置まで制御させることにより合
焦状態が得られることとなる。

なお、１：記実施例では撮像装置として、固体撮像素子
を用いたが、これに限定されるものでなく、撮像管を用
いても良く、この場合にも、撮像管の撮像範囲外の周縁
部領域にオートフォーカス用の受光部を設けることにな
る。

発明の詳細な説明してきたように、この発明によれば、ビ子オカメ
ラには必須の撮像装置の一部、つまり撮像に使用されな
い周縁部領域に受光部を設けることにより、従来のよう
な別品の受光素子や信号処理回路を新たに設ける必要な
く、オー１−フォーカスを行なうことができ、部品点数
の削減、ひいては装置の小型化や低コスト化等を図るこ
とができる、という実用ヒ有益な効果を発揮する。

のオー１−フォーカス装置の一実施例を示す図で、第１
図は同装置の斜視図、第２図は同装置の平面図、第３図
（ａ）け測距光の受光状態を示す固体撮像素子の正面図
、第３図（ｂ）はオー１−フォーカス用の受光部におけ
る出力波形を示すグラフ図、第４図（ａ）、第４図（１
））はそれぞれ第３図（ａ）、第３図（ｂ）に相当する
固体撮像素子の正面図およびグラフ図、第５図（ａ）、
第５図（ｂ）はそれぞれ第３図（ａ）、第３図（ｂ）に
相当する固体撮像素子の正面図およびグラフ図、第６図
は他の実施例の固体撮像素子を示す正面図、第７図は従
来のビ子オカメラのオートフォーカス装置を示す平面図
である。

１５・・・被写体、１．６．２６・・固体撮像素子（撮像装置）、１７・・
投光素子、　２０．３０・・・受光部、２４・・・オー
トフォーカス光学系。

Claims

【特許請求の範囲】投光素子から測距光を被写体に向けて投射して、その反
射光を受光することにより、前記被写体までの距離情報
を得て撮像光学系を合焦状態に制御するビデオカメラの
オートフォーカス装置において、前記反射光を受光するオートフォーカス用の受光部を、
撮像装置の撮像範囲外の周縁部領域に設けると共に、該
受光部に前記反射光を導くオートフォーカス光学系を設
けたことを特徴とするビデオカメラのオートフォーカス
装置。