JPS62206507A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、赤外光等を照射して被写体から反射した赤外
光等の入射角に応じて焦点を調節する自動焦点調節装置
に関する。

〔従来の技術〕

従来、ビデオカメラには、操作性を高めるために、焦点
を自動的に調節する手段が設けられている。かかる手段
は種々提案されているが、その−例として、たとえば、
特公昭４５−５２７４７号公報や特公昭４６−２８５０
０号公報に開示されるように、発光手段と受光手段とを
備え１発光手段から発した光を被写体に照射し、これか
らの反射光を受光手段で受光し、受光手段におけるセン
サでの反射光の照射位置を検出して焦点を調節するよう
にしている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来例では、被写体に赤外光を照射する投光部と、
該被写体からの反射光を受光する受光部を結ぶ線令を基
線として被写体までの距離を三角測量する構成であるた
め、測定精度は、この基線の長さに依存する。従って、
高諸度の測定を行なうためには、基線の長さ、即ち、投
光部、受光部の取付位置を長く設定しなくてはならず、
その結果、自動焦点調節装置が大型化するという問題が
ある。

例えば、従来実用化されているＦｌ、４の６倍ズームレ
ンズ用の自動焦点調節装置では、６０〜９０ｆｆ１１１
程度の基線長を必要とし、さらに、投光部および受光部
を取り付けるための窓の面積を加えると、この以上の全
幅を必要とする。

ところで、近年に至って、ビデオカメラの小型化、軽量
化がますます強く要請されており、ビデオカメラを構成
する各部品の小型化が強く要請されている。かかる技術
的課題に対処するため、一方では、撮像管の画面サイズ
の小型化が進み１例えば、ズームレンズにおいては、従
来、Ｆｌ、４の６倍ズームレンズの場合、４６■であっ
た前玉径が３５ｍｍ程度に小型化されている。

しかしながら、上記したように、従来の赤外線方式の自
動焦点調節装置は−Ｆａ理的に基線長を長くとらないと
測定精度が劣化する構造であるため、装置の小型化を図
ることが彊しく、優れた特徴を有していながらビデオカ
メラには適用し違いという問題があった。このため、測
定精度を劣化することなく、基線長を短縮化することの
できる赤外線方式の自動焦点調節装置が眠望されている
。

本発明は、上記した従来技術の問題点を解消し、小型に
して測定精度の良好な赤外線方式の自動焦点調節装置を
提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点は、被写体に赤外線を投光する発光レンズを
異なる光軸を有する複数の小区分に分け、かつ該小区分
により形成される複数の発光スポットを重ね合わせ、全
体として形成されるスポットの中央部の光量と他の部分
に対し大きくすることにより解決される。

〔作用〕

測距精度の劣化を招くことなく基線長を短縮でき、自動
焦点調節装置を備える装置の小型化が図れる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の一実施例について説明す
る。

第１図は本発明による自動焦点調節装置をビデオカメラ
に適用した一実施例を示す全体構成図であって、１は主
撮影に用いられるズームレンズ、２はズームレンズ１の
前玉、３は前玉２を保持する距離環、４は距離環３を回
転駆動するモータ、５は発光素子、６は発光素子５の前
面に設けられ発光レンズ５とともに投光部を構成する発
光レンズ、９は上記発光素子５に発光信号を出力すると
共に上記受光器７からの信号に応じて上記モータ４の回
転を制御する処理回路である。

同図において、ズームレンズ１は１図示しないレンズ群
が内蔵された鏡筒１ｏに対して前玉２が内蔵された距＃
ｌ環３を前後に移動し、ズームレンズ１の焦点調節を行
なう。

上記距＃１ｌＡ３の外局面には上記モータ４の回転軸に
固着されたギヤ１２と噛み合うギヤ１１が形成されてお
り、モータ４の回転に伴って上記距離環３が上記鏡筒１
０に対して正転または逆転するようになっている。

上記発光レンズ６および受光レンズ８は１図示しない撮
影装置の外装板の、上記ズームレンズ１の前玉２の近傍
に開設されたレンズ窓に、所定の間隔Ｑだけ隔てて固定
されている。

第２図（ａ）（ｂ）は第１図における発光レンズの（ａ
）正面図と（ｂ）側面図であって、６は発光レンズ、１
５．１６は小区分、１５ａ、１６ａは光軸である。

同図において１発光レンズ６は被写体に対向する面が球
面状であり、背向する面が平面状となっており、かつ該
対向する球面は小区分１５．１６に分割されており、そ
れぞれ光軸１５ａ、１６ｂを有している。該光軸１５ａ
、１６ｂは、同図の上下方向に隔てられて設けられてい
る。（以下この距離を光軸間距離という） 第３図（ａ）（ｂ）は発光レンズにより形成される光束
が被写体に投影されてなる（ａ）スポット形状図、と（
ｂ）その光量分布図であって。

１７はスポット形状＋　　１８ａ、１８ｂはスポット。

１９は光量分布である。

同図において、発光レンズ６により形成される光束が被
写体に投影されたスポット形状は１発光レンズ６の小区
分１５．１６により、それぞれスポット１８ａ、１８ｂ
ようになり、かつ、それぞれのスポットはｄの距離だけ
隔てられて位置する。

上記ｄは１発光レンズ６の焦点距離をｆ、被写体までの
距離をし、発光レンズ６の光軸間距離をΔとすると、次
の式のように表わせる。

旦 ｄ＝Δ×Ｃ また５発光レンズ６の小区分１５．１６によりそれぞれ
形成されるスポット１８ａ、１８ｂの径φ□は１発光素
子の発光部分の径をφ２とすると。

φ、＝φ２×Ｌ／ｆ　　となる。

本実施例では１発光レンズ６の焦点距離ｆを２０ｍａ＋
、光軸間距離Δを０．２ｍｍ、被写体圧＃ｌＬを３ｍと
すると、スポット１．８ａ、１８ｂの径φ、は９０＋ａ
ｍ、スポット１８ａ、１８ｂの間隔は、３０ｍｍとなり
、第３図（ａ）に示すごとく、約３０％程度の重なりを
生ずる。第３図（ｂ）に示すように、第３図（、）に示
す発光スポット１８ａ、１８ｂの光量分布１９は、該２
つのスポットが重なり合う中央部で他の部分と比較し一
段と強くなる分布となっている。

以下、上記実施例の自動焦点調節装置の動作について説
明する。

まず、ズームレンズ１を被写体１３に向け１図示しない
スイッチをオンすると、処理回路９が作動され、この処
理回路９から断続的に出力される変調信号によって上記
発光素子５から赤外線が断続的に投光される。上記発光
素子５から投光された赤外線光束２２は１発光レンズ６
により集光され被写体１３に照射されるが１発光レンズ
６の基線方向に小区分１５．１６の光軸１５ａ、１６ａ
が光軸間距離Δだけ隔てられているため、被写体１３に
照射されたスポット形状１７は、第３図（ａ）に示すご
とく、２つのスポット１８ａ。

１８ｂの重なりとなる。

発光レンズ６から投光された赤外線スポットは、受光レ
ンズ８と介してその反射光２５が基線方向に配置された
２つの受光素子７ａ、７ｂによって受光され、それぞれ
の受光量に応じた信号を出力する。処理回路９は、上記
２つの受光素子の出力信号の差を検出し、その符号によ
って上記モータ４を正転または、逆転し、ギヤ１１．１
２を介して距離環３を正転または逆転する。距＃ｌ環３
が回転されると、カム溝２１に係合されたリンク２０が
支点２９を中心として駆動され、リンク２０の先端部２
０ａに係合されたスリーブ２７が案内レール２８に沿っ
て上方または下方に移動される。

２つの受光素子７ａ、７ｂの受光量が相等しくなると、
処理回路９の出力信号が零になリモータ４の回転は停止
する。即ち１反射光２５の基線方向の位置の変化は、被
写体１３と受光レンズ８の距離によって決定されるため
、これによって、ズームレンズ１の自動焦点調節が可能
となる。

上記実施例の自動焦点調節装置は、基線方向にｄだけ位
置のずれた２つのスポットで形成されるような、赤外線
光束２２を被写体１３に投光するようにしたので、従来
の円形の単一スポットを投光した場合に比べ受光器７の
感度が向上し、測距精度が向トする。

第４図（ａ）（ｂ）は本発明の詳細な説明するための（
ａ）スポット形状図、（ｂ）受光出力信号特性図であっ
て、２１は従来装置の受光出力信号、２２は本発明の受
光出力信号、２３は合焦範囲を示す。

同図（ａ）に示すように、受光レンズ８と被写体１３の
距離が変化すると、受光レンズ８に対する反射光２５の
入射角度が変化して受光器７上に結像するスポットの像
１７ａが基線方向にスポットの像１７ｂのごとく基線方
向に移動するが、従来の円形、かつ単一スポットの場合
と比較−１同じ像の変化量δに対して、受光素子７ａ、
７ｂの受光量の差の変化が大きくなり、これら受光素子
７ａ、７ｂの出力差比が大きくなって、測距精度を向上
することができる。

同＠（ｂ）は、上記した受光素子７の出力信号差の変化
を示したものであり、スポット位置δに対する出力信号
差を図示している。同図（ｂ）で２１は従°来の円形単
一スポットの場合、２２は本発明の場合、また、斜線域
２３は、処理回路９が。

合焦していると判定し、モータ４の駆動を停止する範囲
を示している。同図（ｂ）で示すようにスポット位置偏
差（δ）が零の近傍では１本発明の出力信号差２２は、
従来の出力倍力信号差２１に比べ変化の比率が大きくな
っており１本実施例の自動合焦調節装置の測距精度は向
上している。

測距精度が向上することは、基線長を拡大したことに相
当するため、　ｉｌｌ’ｌ距精度を従来と同等にする条
件では、基線長の短縮化が図れる。

これにより、従来に比較し、基線長を短縮し、小型化を
可能とする自動合焦調節装置が実現できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように１本発明によれば、受光レンズと被
写体との距離が変化したときに、基線方向に配置された
２つの受光素子の出力差を大きくすることが出来る。従
って、測距精度の劣化を招くことなく、基線長を短縮す
ることができ、この自動焦点調節装置が備えられる装置
の小型化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による自動焦点調節装置の一実施例を示
す全体構成図、第２図（ａ）（ｂ）は第１図における発
光レンズの正面図と側面図、第３図（ａ）（ｂ）は被写
体に投影されたスポット形状図とその光量分布図、第４
図（ａ）（ｂ）は本発明の詳細な説明するためのスポッ
ト形状図と受°光出力信号特性図である。 １・・・ズームレンズ、２・・・前玉、３・・・距離環
。 ４・・・モータ、５・・・発光素子、６・・・発光レン
ズ。 ７・・・受光器、８・・・受光レンズ、９・・・処理回
路。 １３・・・被写体。 第　１　口 」踵Ｉ糺【川−ｍ− 躬２固 （０−）　　　　　　　　　　（ト） 躬３０ ／’？

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、被写体に赤外線等をスポット照射する投光部と該被
   写体からの反射光を受光する受光部とを備え、該受光部
   からの出力信号により撮像光学系の焦点を自動調節する
   自動焦点調節装置において、前記投光部に備えた発光レ
   ンズを異なる複数の光軸を有する小区分に分割し、これ
   ら各小区分のそれぞれにより形成される発光スポットが
   重なり合うようにしたことにより、全体として形成され
   るスポットの中央部の光量を他の部分に対して大きくし
   たことを特徴とする自動焦点調節装置。