JPS62908A - 自動焦点調節用制御装置 - 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、ビデオカメラに用いられる被写体に向けて光
を投射し、前記被写体からの反射光を用いて焦点調節を
行なう自動焦点調節用制御装置に関するものである。

従来の技術 撮像レンズの合焦位置を光電的に検出し、自動的に合焦
させる装置に関しては、種々の方式が提案されている。

その中に、被写体に向けて光を投射し、その反射光を光
電的に検知し、光学系の焦点調節を行なう所謂アクティ
ブ方式の焦点調節装置がある。例えば、特願昭５９−１
９５０１０号に依れば、被写体に向けて赤外光を投射し
、その反射光を受光素子上にレンズを介して導き、受光
素子上での赤外のスポット像の重心位置から被写体まで
の距離を算出して、光学系の焦点調節を行なっている。

このとき、被写体までの距離を算出するために、受光素
子として半導体装置検出器（ｐｓｎ）が用いられ、Ｐｆ
Ｓｌ）より取り出される２つの電流１１．工２の差と和
の比（１、−Ｉ　２）／（Ｘ、＋１２）が被写体までの
距離りの逆数１／Ｌとほぼ比例することを利用している
。すなわち（Ｉ、−Ｉ２）なる量と（Ｉ、＋１２）なる
量を求め、（Ｉ、−Ｘ２）、（１１＋Ｘ２）なる量各々
に対応した定電流でコンデンサに充電を行ない積分され
た（１．＋１２）なる量が予め定められた一定の電圧に
達した時の同様に積分された（１．−＋２）なる量を求
めることにより、実質的に（Ｉ、−Ｉ２）／（１，＋Ｉ
２）なる量に比例する信号を得て、これを被写体までの
距離を示す信号として焦点調節を行なっている。

発明が解決しようとする問題点 前記のアクティブ式の自動焦点調節装置では、被写体が
遠方に存在する場合、被写体で反射して戻ってくる信号
は減少する。そのため、（Ｉ、＋１．）なる量は予め定
められた一定時間（以下最大積分時間と称す）内に予め
定められた一定の電圧に達しなくなり、測距は不能とな
ってしまう。この点を考慮し、従来測距不能時は、撮影
レンズのピント位置を、無限遠方撮影状態に変位させて
いた。

しかし、測距可能限界付近では、被写体からの反射光も
微弱であり、受光素子上でのＳＮ比（信号対雑音比）が
劣下し、不安定な測距データとなり、（Ｉ、＋Ｉ、、）
なる信号量の総和も測距ごとにバラツキを持つ。そのた
め、ある条件下では、（Ｉ、＋Ｉ２）なる信号量の総和
が予め定められた一定の電圧に達する時間（以下、積分
時間と称す）もバラツキ、最大積分時間を超えてしまっ
たり、最大積分時間内におさまったシする場合が生じる
。積分時間が最大積分時間を超えると、被写体は無限遠
方に存在すると判断されるので、撮影レンズは無限遠方
撮影状態に変位する。また、積分時間が、最大積分時間
内に収まると測距データは有効となり、本来の被写体位
置を撮影する状態に撮影レンズは変位するので、上記の
積分時間のバラツキは撮影レンズの動きとしては、無限
遠方撮影状態に動いたり、本来の被写体位置の撮影状態
の位置に戻ったりの大きなバタツキとして現われ、画面
上でも非常に不自然な動きとなってしまう。

問題点を解決するための手段 本発明は、上記問題点を解決するため、（Ｉ、＋Ｉ２）
が最大積分時間を経過しても予め定められた一定量に達
しない場合、被写体は無限遠に存在すると判断し、撮影
レンズを無限遠方撮影状態に変位させ、かつ最大積分時
間を短縮し、次に被写体が有限距離に存在することを示
す測距データが得られる゛まで最大積分時間を短縮化し
たままに保つような構成としたものである。

作用 本発明は、上記した構成により、（１１＋Ｉ２）に対応
する量が、最大積分時間を経過しても予め定められた一
定量に達しない場合、最大積分時間が短縮化されるので
、（Ｘ１＋Ｉ２）に対応する量が変動しても、最大積分
時間内に予め定められた一定量に達しなくなる。そのた
め、撮影レンズは無限遠方撮影状態になったままで静止
しており、不自然な動きは生じない。また、被写体の条
件が変わり、（Ｉ、＋Ｉ２）に対応する量が最大積分時
間内に予め定められた一定量に達した場合、最大積分時
間の短縮化は解除され、測距可能限界距離は元に戻る。

実施例 第１図は、本発明の自動焦点調節用制御装置の一実施例
を示すブロック図である。第１図において、発光源駆動
部１７により駆動された発光素子４（例えば赤外発光ダ
イオード）から発した光束は、投光用レンズ２で集光さ
れ、被写体（不図示）に投射される。前記被写体より反
射した光束は、受光用レンズ１を介して受光素子３上に
導かれる。

ここで受光素子として、前記のＰＳＤｆ、用いたとする
と、受光素子３上の赤外光スポットの位置に応じた光電
流Ｉ１．Ｉ２が取り出され、電流電圧変換器６，６に供
給され、電圧に変換される。前記電流電圧変換器６，６
の出力は、それぞれ、加算器７と減算器８に入力しくＩ
、＋Ｉ２）に対応する信号と（１１−１２）に対応する
信号を出力する。加算器７と減算器８の出力信号は、各
々増幅器９゜１ｏへ供給され、増幅された後、検波器１
１゜１２へ人力される。前記検波器１１．１２は、各各
増幅器９，１ｏの出力信号振幅値に応じた直流信号Ｕ　
＋　２８　、υ−２９を出力する。積分器１３には、検
波器１１の出力信号Ｕ＋２８が供給され、■＋の直流電
圧値に応じた電圧電流変換を行ない、はぼ定電流にてコ
ンデンサに充電を行ない、時間の経過につれてほぼ直線
状に増加もしくは減少するような波形の積分値υ＋　３
０ｔ−出力するように構成される。積分器１４も同様に
検波器１２の出力信号Ｕ−２９が供給され、Ｕ−２ｇの
直流電圧に応じて電圧電流変換を行ない。はぼ定電流に
てコンデンサに充電を行ない、時間の経過につれてほぼ
直線状に増加もしくは減少するような波形べ の積分値Ｕ−２３を出力するように構成される。

積分器１３の出力信号Ｕ＋　３０はレベル判定器１６へ
供給され、基準電圧ｖＰ１６との比較を行ない、ＴＪ＋
＝ｖＰとなる時刻でレベル判定器１６はパルス信号を発
生する。

以上の信号処理において、 υ＋Ｘ＝Ｇ、・［ｘ、＋Ｘ２１・ｔ　　・・・・・・（
１）嘱 ”−＝０２・（１，−”ｚ）・ｔ　　　　””＠（ただ
し、ａｌ、ａ２は定数、ｔは積分時間）の関係が成り立
つので、Ｕ＋　＝ｖＰとなる時刻でのび−〇値（以下Ｕ
、と称す）ｔ−検出すれば、ｕ、　ハ（１、−Ｉ　２）
／（］：　、＋１２）　＋７）値に比例Ｌ７’ｃ（ｉ号
となる。

ここで２１は各種の制御を行なう制御装置で、通常マイ
クロコンビエータで構成されている。第１図のレベル判
定器の出力信号２４を受けた時刻に のＵ−（すなわち”Ｊｖ　）はマイクロコンピュータ２
１でム／Ｄ変換（アナログ−デジタル変換）され取り込
まれる。一方、撮影レンズ１８のレンズ位置は、レンズ
エンコーダ１９によシ検出され、マイクロコンピュータ
２１に入力される。マイクロコンビエータ２１は、被写
体までの距離信号Ｕ、と、レンズ位置信号２６を比較し
、両者が一致するように、撮影レンズを駆動する信号２
７ｆｔレンズ駆動部２ｏに供給し、撮影レンズ１８を駆
動し焦点調節が完了する。

２６は、発光源駆動部１７を駆動するための信号で、あ
る一定の周期で間欠的に発光させると共に、発光期間内
はある周波数ｆ８でもって発光源をパルス駆動させるも
のである。

次に、被写体からの反射光が微弱な場合の動作の説明を
行なう。

被写体が遠距離に位置する場合、或いは、低反射率の物
体の場合、被写体からの反射光は微弱なため、受光素子
３からの出力電流の総和（”１＋Ｉ２）も微弱となり、
予め定められた最大積分時間を経過しても、積分器１３
の出力Ｕ＋　は基準電圧Ｖ。

に達しなくなシ、レベル判定器１６からはパルス信号が
出力されない。前記パルス信号が出力されなくなる点が
、本実施例のシステムの最大測距可能距離である。この
時マイクロコンピュータ２１は、被写体は、無限遠方に
存在すると判断し、撮影レンズ１８を無限遠方撮影状態
になるように駆動する信号をレンズ駆動部２ｏに供給す
ると共に、最大積分時間を短縮する。

第２図は、最大積分時間短縮化の処理の流れの一例を示
すフローチャートである。以下、最大積分時間の短縮化
の処理の流れを第２図に従い説明する。測距動作が行な
われ、レベル判定器１６からパルス信号が出力された場
合は測距データは、有限距離を示しているので、最大積
分時間の変更は行なわれない。レベル判定器１６からパ
ルス信号が出力されない場合は、最大積分時間が短縮さ
れる。この時、短縮する時間幅Ｔは、次のように定めら
れる。すなわち、（Ｉｔ＋１２）の信号量の大きさが最
大積分時間で、υや　信号と基準信号Ｖ。

が一致するような状態の時、（換言すれば、最大測距可
能距離での（１，＋Ｉ２）の信号量の状態の時）ノイズ
成分による積分時間ｔの変動量をΔｔとすると、 Ｔ〉Δｔ　　　　　　　　　　　　　　　・・・・・・
＠）（但しＴは最大積分時間短縮時間幅） の関係を満たすように定めれば良い、■）式の関係を満
たすように、最大積分時間を短縮すれば、ノイズ成分に
より、積分時間が変動しても、レベル比較器１６からは
パルス信号は出力されないので、撮像レンズ１８は無限
遠方撮影状態の位置で静止したままである。

また、被写体条件が変わり、最大積分時間短縮の条件下
でもレベル判定器１５よりパルス信号が出力されると、
最大積分時間は通常の状態に戻り、最大測距可能距離も
元の状態に戻る。

以上、図面を参照しなから一実施例の説明を行なったが
、本実施例の如くマイクロコンピュータ２１を用いソフ
トウェアで行う例の他にも、ハードウェアで実現するこ
とも可能である。

発明の詳細 な説明したように本発明によれば、最大積分時間を過去
の測距データにより決定することにより、測距可能限界
付近での不自然なレンズの動きをなくすことが出来る。

また、被写体からの反射光が微弱な場合、最大積分時間
を短縮化するため、発光素子の発光時間が最も長くなり
消費電力が最も多くなる無限遠方撮影状態の時の消費電
力を削減するという効果も合わせ持つものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は大発明の一実施例における自動焦点調節装置用
制御装置のブロック図、第２図は第１図の動作を説明す
るための図である。 １・・・・・・受光レンズ、２・・・・・・投光レンズ
、３・・・・・・ＰＳＤ、４・・・・・・発光素子、７
・・・・・・加算器、８・・・・・・減算器、１３．１
４・・・・・・積分器、１６・・・・・・レベル判定器
、１６・・・・・・基準電圧ｖＰ、１８・・・・・・撮
影レンズ、１９・・・・・・レンズエンコーダ、２０・
・・・・・レンズ駆動部、２１・・・・・・マイクロコ
ンピュータ。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第２
図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）撮影すべき被写体に向けて、光を投射し、前記被
   写体からの反射光を用いて焦点調節を行なう自動焦点調
   節装置であって、前記反射光を受ける受光素子から出力
   される信号量の総和が、予め定められた一定時間に、予
   め定められた一定量に達しない場合、前記被写体は無限
   遠に存在すると判断するような制御部を備え、過去の測
   距データに基づいて、前記の予め定められた一定時間を
   決定するように構成された自動焦点調節用制御装置。
2. （２）過去の測距データが被写体が無限遠に存在するこ
   とを示す測距データの場合、予め定められた一定時間を
   短かくし、次に被写体が有限距離に存在することを示す
   測距データが得られるまで、前記予め定められた一定時
   間を短いままに保つように構成された特許請求の範囲第
   １項記載の自動焦点調節用制御装置。