JPS63104008A - 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 本発明はカメラの焦点調節をする際に、撮影すべき被写
体の像を最適な焦点位置に自動的にフォーカシングする
カメラの自動焦点調節装置に関するものである。

従来の技術 スチルカメラやビデオカメラの分野で定着しつつある自
動焦点調節（オートフォーカス：ＡＦと称する）につい
ては、既に何種類かの方式が提案・実施されている。そ
の中の一つであるビデオカメラの映像信号を利用する方
式については、［山登りサーボ方式によるテレビカメラ
の自動焦点調整Ｊ　　（ｒＮＨＫ技術研究」第１７巻　
第１号　２１頁昭和４０年発行　石田他）の論文に詳細
に発表されている。

また現在、とくにビデオカメラ用ＡＦにおいては、撮影
用レンズとしてズームレンズの使用が一般的である。従
来、ズームレンズのフォーカシングは最前方の大口径レ
ンズ群を移動することにより行われていた。しかし、こ
の機構では小型モータ等のアクチュエータによるフォー
カシングに大きな電力が必要であり、又応答速度も遅い
という欠点があった。

この観点より特開昭５７−４０１８号公報において最前
方群ではないレンズ群（通常、最後方群）や、あるいは
そのレンズ群の一部のレンズを移動してフォーカシング
を行う、いわゆるインナーフォーカス方式が開示されて
いる。

発明が解決しようとする問題点 上に述べたインナーフォーカス方式ではズーミングによ
り前記撮影用ズームレンズの焦点距離が変化するのに伴
い、同一の被写体距離に対してもピント面の移動を生ず
る。このため、ズーミングに伴いフォーカシング用レン
ズ部を適切に移動させねばならない。このために、従来
２次元カム構造が必要とされ、製造上及び鏡胴設計上の
障害と成っていた。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の自動焦点調節装置
は、手動フォーカシング状態、および前記撮影用ズーム
レンズのズーミング状態を検出する手段と、その出力を
受けて前記焦点検出手段を動作させる手段と、前記焦点
検出手段の検出結果に基づき前記撮影用ズームレンズを
最適なピント位置に駆動するレンズ駆動装置とを具備し
たものである。

作用 本発明は上記の構成によって、撮影用ズームレンズのズ
ーミング動作の有無を検出し、手動フォーカシングが実
施される場合においても、前記撮影用ズームレンズがズ
ーミングされる場合に限り、前記焦点検出手段を動作さ
せ、前記レンズ駆動装置が前記焦点検出手段の検出結果
に基づき、前記撮影用ズームレンズのズーミングに伴う
焦点移動を自動的に補正するようにしたものである。

実施例 以下、本発明の一実施例の自動焦点調節装置について図
面を用いて説明する。

本実施例では、ビデオカメラより出力される被写体の輝
度を示す輝度信号の高周波成分に着目して自動焦点調節
を行う装置例について、本発明の発揮する機能（手動フ
ォーカシング時のズーミングによる焦点移動の自動補正
）と、その具体的な構成法について説明する。

第１図に本発明の一構成法を示す。１は撮影用ズームレ
ンズであり、フォーカシング用レンズ部２、ズーミング
用レンズ部３　（各々便宜上２枚の凸レンズで示すが、
実際には複数枚の凸レンズ又は凹レンズより構成されて
いる）を含んで構成される。被写体４の像はズームレン
ズ１を介し、撮像素子５　（例えばＣＣＤ）上に形成さ
れる。撮像素子５は、撮像素子駆動回路６にて駆動され
、映像信号Ｃを出力する。出力された映像信号Ｃは、前
置増幅器７を介してビデオ信号処理回路８及びＡＦ信号
処理回路１０、ＡＦ制御回路１）より成る焦点検出手段
９に入力される。ビデオ信号処理回路８では、周知の通
り、所定の同期信号の合成、変調及び補正処理を受け、
出力ビデオ信号（例えばＮＴＳＣ信号）Ｃｏが形成され
る。

本実施例の自動焦点調節装置の動作を説明する。

ＡＦ信号処理回路１０は、ズームレンズ１の一部又は撮
像素子５を周期的に振動（ＡＦ用光路変調と称する）さ
せ（振動機構は図示しない）前記映像信号中の輝度信号
の高周波成分を前記ＡＦ用光路変調と同期して取り出す
。ＡＦ制御回路１）は、ＡＦ信号処理回路１０の出力よ
り、レンズ焦点状態を判定し、これによりフォーカシン
グ用レンズ部２の移動方向、移動速度を決定する。レン
ズ駆動装置１２は、前記ＡＦ制御回路１）の出力により
フォーカシング用レンズ部２をレンズの光軸に沿って移
動させ自動焦点調節が完了する。ＡＦ動作が実施され前
記焦点検出手段９が作動しているかぎり、ズーミングが
実施され焦点移動が起きたとしても、直ちに焦点検出手
段９が新たな焦点位置を検出す２る動作に入るため、特
別な焦点補正手段を付与する必要はない。

次に、手動によるフォーカシングが実施される場合を考
える。ズーム検出器１３はズーミング用レンズ部３に設
置され、ズーミングが実施されている場合、ズーミング
指示信号Ｚを出力する。今、ズーミングが成されていな
い状態を想定する。ＡＦ切換スイッチ１４は、フォーカ
シングの手動・自動を選択するものであり、手動フォー
カシングが選択されている場合、ＡＦ切換スイッチ１４
の出力を受けて焦点位置制御手段１５が電源スィッチ１
６に作用し、ＡＦ制御回路１）に入力される電源経路を
遮断している。次に、ズーミングが実施されると、ズー
ミング用レンズ部３の移動を受けて、ズーム検出器１３
が作動し、ズーミング指示信号Ｚを出力する。焦点位置
制御手段１５は、ＡＦ切換スイッチ１４から手動フォー
カシング状態であるという情報とズーム検出器１３から
のズーミングが実施されたという情報とを受けとり電源
スィッチ１６に作用し、ＡＦ制御回路１）に入力される
電源経路を一定時間導通する。そして、これを受は焦点
検出手段９がピント移動の方向を検出し、レンズ駆動装
置１２が最適位置までフォーカシング用レンズ部２を駆
動し、ズーミングによるピント移動の補正が完了する。

第２図にズーム検出器１３の具体的な一構成例を示す。

ズーム検出用パターン１７は導電性部１８、非導電性部
１９が交互にくり返した形状となっており、その導電性
部１８は電気的に接地されている。このズーム検出用パ
ターン１７は例えばズーミング用レンズ部３のズーミン
グに伴い可動する部位に取付けられる。摺動子２０の一
端は、ズーム検出用パターン１７のｘ−ｘ’綿線上点接
触しながらズーミングに伴い移動し、他端は抵抗２１、
電源２２を介して接地される。この他端ｄよりとり出さ
れる電圧は、摺動子２０がｘ−ｘ’綿線上移動するとき
（ズーミング実施時）、階段状の交流信号となっており
、ズーミング検出に供される。

また、ズーム検出手段は、第１図に示す、ズーミング用
レンズ部３を駆動させるズーム駆動部２３を外部より制
御するズームモータ用スイッチ２４の出力を用いて構成
してもよい。

第３図は、電源スィッチの一実施例を示す。本電源スィ
ッチの構成は以下の通りである。ｐｎｐトランジスタ２
５の、エミッタ端子ａは図示されない電源に接続される
とともに抵抗２６を介してベースに接続される。ｐｎｐ
）ランジスタ２５のベースは抵抗２７を介して第１図の
焦点位置側ａｌ１手段１５に接続される。ｐｎｐ　）ラ
ンジスタ２５のコレクタ端子すは第１図のＡＦ制御回路
１）に接続される。次に本実施例の電源スィッチの動作
を第１図も用いて説明する。第１図の焦点位置制御手段
１５は、ＡＦ切換スイッチ１４より手動フォーカシング
状態であるという信号を受け、かつズーム検出器１３よ
りズーミング信号Ｚを受けたときのみＬ信号を出力する
・この時、ｐｎｐ　トランジスタ２５はオンし、ＡＦ制
御回路１）に電流が供給されＡＦ制御回路１）が作動す
る。自動焦点調節が実施される時、又は手動フォーカシ
ング時で、かつズーミングが実施されていない場合には
、焦点位置制御手段１５はＨ信号を出力し、ｐｎｐ）ラ
ンジスタ２５はオフ状態で、ＡＦ制御回路１）は作動し
ない。

また、第１の実施例ではズーミングの実施が検出される
と直ちに焦点検出手段９及びレンズ駆動装置１２を作動
させている。しかし、他の実施例としてズーミングの実
施が検出されると直ちに焦点検出手段９のみを作動させ
、レンズ駆動装置１２は停止させたままにしておき、ズ
ーミングの完了が検出されたのちに焦点検出手段９の検
出結果に基づき、レンズ駆動装置１２を作動させる構成
で、低消費電力化をはかることも可能である。

発明の効果 この様に本発明は、インナーフォーカス方式を採用する
撮影用ズームレンズにおいて、手動フォーカシングの実
施及びズーミングの実施を検出し、手動フォーカシング
時であっても焦点検出手段を作動させ、ズーミングによ
るピント移動をただちに補正するので常に安定したフォ
ーカシングが行える。また構成も比較的簡単である。以
上詳細に説明したように本発明は自動焦点調節に極めて
優れた効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
本発明に使用されるズーム検出器の一構成例を示す模式
図、第３図は本発明に使用される電源スィッチの回路図
である。 ■・・・・・・撮影用ズームレンズ、２・・・・・・フ
ォーカシング用レンズ部、３・・・・・・ズーミング用
レンズ部、５・・・・・・撮像素子、９・・・・・・焦
点検出手段、１０・・・・・・ＡＦ信号処理回路、１）
・・・・・・ＡＦ制御回路、１２・・・・・・レンズ駆
動装置、１３・・・・・・ズーム検出器、１５・・・・
・・焦点位置制御手段、１６・・・・・・電源スィッチ
、１７・・・・・・ズーム検出用パターン、２０・・・
・・・摺動子。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）撮影用ズームレンズと、前記撮影用ズームレンズ
   を介して得た光情報より被写体の焦点状態を検出する焦
   点検出手段と、この焦点検出手段の出力に基づき前記撮
   影用ズームレンズの少なくとも１枚のレンズより成るフ
   ォーカシング用レンズ部をレンズ光軸上に沿って移動さ
   せ焦点調節を行うレンズ駆動装置と、外部より手動にて
   前記焦点検出手段の動作をオンオフする、即ちオートフ
   ォーカスによるフォーカシングと手動によるフォーカシ
   ングとを選択する切り換えスイッチと、前記撮影用ズー
   ムレンズのズーミングの実施を検出するズーム検出手段
   とを具備してなり、前記切り換えスイッチにより前記焦
   点検出手段の動作を停止させた状態であっても、前記撮
   影用ズームレンズがズーミングされた場合のみ前記切り
   換えスイッチの状態とは独立に前記焦点検出手段を作動
   させ、前記レンズ駆動装置が前記撮影用ズームレンズを
   最適な焦点位置に駆動することを特徴とする自動焦点調
   節装置。
2. （２）フォーカシング用レンズ部に最前方部のレンズ群
   を含まない特許請求の範囲第（１）項記載の自動焦点調
   節装置。
3. （３）ズーム検出手段は、前記撮影用ズームレンズのズ
   ーミング用レンズ部に設置され、ズーミング操作に伴っ
   て導電性の摺動子が複数個の導電部、非導電部の操り返
   しパターン上を移動し、電気的パルス信号を出力するよ
   う構成される特許請求の範囲第（１）項記載の自動焦点
   調節装置。
4. （４）ズーム検出手段は、ズーミング用レンズ部を駆動
   又は停止させるズーム駆動部を外部より制御するズーム
   モータ用スイッチの出力に基づき、ズーミングが実施さ
   れているか否かを判定するよう構成される特許請求の範
   囲第（１）項記載の自動焦点調節装置。
5. （５）ズーム検出手段は、前記ズーミング用レンズ部を
   駆動又は停止させるズーム駆動部の出力を検出すること
   により、ズーミングが実施されているか否かを判定する
   よう構成される特許請求の範囲第（１）項記載の自動焦
   点調節装置。
6. （６）ズーム検出手段により撮影用ズームレンズのズー
   ミングの開始が検出されると直ちに前記焦点検出手段を
   動作させ、前記レンズ駆動装置が前記撮影用ズームレン
   ズを最適な焦点位置に駆動する特許請求の範囲第（１）
   項記載の自動焦点調節装置。
7. （７）ズーム検出手段により撮影用ズームレンズのズー
   ミングの開始が検出されると直ちに前記焦点検出手段を
   動作させた後、前記ズーム検出手段により前記撮影用ズ
   ームレンズのズーミングの完了が検出されると前記焦点
   検出手段の検出結果に基づき前記レンズ駆動装置が前記
   撮影用ズームレンズを最適な焦点位置に駆動する特許請
   求の範囲第（１）項記載の自動焦点調節装置。
8. （８）焦点検出手段の作動・停止は、前記焦点検出手段
   に電力を供給する電源からの経路を導通又は遮断するこ
   とにより実施される特許請求の範囲第（１）項記載の自
   動焦点調節装置。