JPS6317414A - 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］ この発明は、自動焦点調節装置、更に詳しくは撮像レン
ズ、撮像素子等のエレメントを含んで形成された撮像光
学系における撮像レンズまたは撮像素子などの所定のエ
レメントを光軸方向に振動させ、これによって生じる映
像信号の振動による変調成分からオートフォーカス（以
下、ＡＦという）情報を検出し、検出されたＡＦ情報に
より撮像系レンズの光軸方向の位置、または撮像素子の
光軸方向の位置を合焦となるように位置制御する自動焦
点、２１節装置に関するものである。

［従来の技術］ 自動焦点調節装置の一つとして、撮像光学系の光路長を
一定周期のもとに振動させ、これによって生じる映像信
号のコントラスト変動成分からＡＦ情報を検出するよう
にしたものが既に提案せられている。

第１７図は、この種従来の自動焦点装置の原理図である
。被写体１の反射光束は撮像系レンズ２゜５によりＣＣ
Ｄなどのイメージヤ６の光電変換面に結像される。イメ
ージヤ６の出力は映像プロセッサ８により信号処理され
て映像信号出力９となる。また、映像信号出力９は変調
成分検出回路１０に入力され、レンズ５を振動させるこ
とによって生じるコントラスト成分の変調成分を検出し
ている（振動に依存した変調成分のみの検出）。

検出された変調成分は同期検波回路１１に入力されて、
同期検波される。発振器４の出力はレンズ５を光軸方向
に振動させるための、例えばムービングコイル３に加え
られ、レンズ５は発振器４の発振周波数に同期して振動
する。一方、発振器４の出力は上記同期検波回路１１に
も入力され、前記変調成分を同期検波し直流に変換して
いる。これがＡＦ情報であり、これによりモータ７の回
転を制御してＡＦ制御用レンズ２を光軸方向に移動して
自動的に合焦となるように制御している。

第１８図は、検出される変調成分の一例を示したもので
あり、符号１０４が前ピン、１０２は後ピン、１０３は
合焦の各変調成分であり、この場合は変調成分は最小レ
ベル（完全に合焦てあれば生じない）となる。符号１０
５は同期検波パルスであり、このパルスの位相点１０１
によってサンプリングホールドし、直流に変換している
。この直流がＡＦ情報となる。変調成分１０２，１０４
は被写体のもつコントラストによって大きさが変動し、
またレンズのＦ値によっても変動する（一般的に絞り孔
が小さく絞られると肢写界深凌は深くなる）。ＡＰ情報
はＡＦ副制御ためのモータ７を制御するサーボ・ループ
を構成している。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、この従来の自動焦点調節装置の場合、ＡＦ情
報としての符号の検出（前ピンか後ピン）は比較的容品
であるが、非合焦の度合いに応じた大きさのＡＦ情報を
得るのは非常に難しい。これは被写体の環境は千差万別
であり、例えば得られるコントラスト成分の大きさ等が
被写体の環境により気ままに変化する。そして、この変
化によってＡＦ情報の検出感度もまた気ままに変化する
。

例えば同一の非合焦距離に存在位置する被写体であって
も、被写体の明るさは、コントラストの大きさによって
検出されるＡＦ情報の大きさも、また変化してしまう。

即ち、ＡＦ情報の検出感度の変化はサーボ利得の変化と
なり、どのような環境下にある被写体に対しても一定の
サーボ利得を得るのは困難となる。これは被写体によっ
てサーボ利得か著しく低下し、ＡＦの制御精度が著しく
低下することになるからである。この問題を解決するた
めの手段としては従来、レンズのＦ値情報や、被写体の
コントラストの大きさ情報等によりサーボ利得を可変す
る手段が考えられているが、この場合、Ｆ値の検出部材
、コントラストの大きさを検出するための回路等が必要
となり、コスト的には極めて不利と言える。しかし、第
１８図に示すように変調成分の大きさが変動しても符号
の切換点は常に合焦位置に一致しており不変である。

従って、本発明の目的は、この不変である符号の変化情
報を巧みに利用し、低コストで高性能なＡＦ装置を提供
することにある。

［問題点を解決するための手段および作用］本発明のよ
るＡＦ装置は上記問題点を解決するために、 撮像レンズ、撮像素子等のエレメントを含んでなる撮像
光学系と、 この撮像光学系の所定のエレメントを光軸方向に振動的
に変位せしめることにより、同撮像光学系における結像
位置と上記撮像素子の撮像画との相対位置に変ユリを与
える振動手段と、上記撮像素子の出力信号から輝度信号
の高域成分を抽出する高域信号抽出手段と、 この高域信号抽出手段の出力から上記変調に基づくレベ
ルの変動成分たる合焦情報信号を形成する合焦情報信号
形成手段と、 上記合焦情報信号のレベルと合焦状態に対応する所定レ
ベルとを比べる比較手段と、 この比較手段の出力が反転する毎に、高速から低速に至
る所定系列で設定され、た曳数の制御速度モードを、順
次切り換え選択する信号を生成する速度選択信号生成手
段と、 上記比較手段の出力に対応した方向に、かつ上記速度選
択信号生成手段の出力に対応した速度で、前記撮像光学
系の合焦調節に係るエレメントを駆動する駆動手段と、 を具備してなることを特徴とするものである。

〔実　施　例コ 以下、図示の一実施例により本発明を説明する。

第１図は本発明によるＡＰ装置の構成を示す電気回路ブ
ロック図である。被写体１の反射光束はレンズ２．５に
より、イメージヤ６の光電変換面上に結像される。イメ
ージヤ６の光電変換出力信号は映像プロセス回路８に人
力され信号処理されて映像信号に変換される。映像プロ
セス回路８内で使用される垂直同期信号（６０Ｈｚ）は
分周器１６により周波数が１／８の７．５Ｈｚに分周さ
れる。分周器１６は本実施例では３　ｂｉｔのフリップ
フロップ回路で構成されている。分周器１６の出力は通
常時は抵抗６４．６５によって分圧されて電流増幅器１
５に人力され電流増幅されてムービングコイル３に入力
される。ムービングコイル３はレンズ５に機械的に結合
されており、従って、レンズ５は光軸方向に７．５Ｈｚ
の周期で振動することになる。このレンズ５は通常、リ
レーレンズと称されるものであり、レンズ２はティキン
グレンズと称されている。

上記映像信号出力９はアナログゲート５７を経由して微
分回路１７と１８にもそれぞれ入力され、微分回路１７
は微分定数（時定数）が微分回路１８よりも長く設定さ
れている。これは大ボケ状態を検出するためである。一
方、微分回路１８の微分定数は微分回路１７よりも短く
設定してあり、これは合焦近傍において検出精度を高め
るためである。即ち、合焦近傍では大ボケ検出用微分回
路１７が回路上の制約により飽和してしまうため、合焦
近傍では両微分回路１７．１８の出力を加算し、時定数
を短くした微分回路１８の出力により支配的にコントラ
スト成分の大きさを検出している。そして微分回路１７
．１８の出力は混合器１９に入力され両者が混合される
。混合器１９の出力はピーク検波器２０に入力され、そ
のピーク値が検波される。アナログゲート５７は映像信
号のコントラスト検出に不要な成分、即ち、同期信号等
を除去する目的と更に画面の１部（通常は画面の中央部
）のコントラストのみを検出するためのアナログゲート
である。この画面の１部のコントラスト検出はウィンド
パルス５８によってなされる。ウィンドパルス５８は水
平同期信号と垂直同期信号から信号処理されて発生され
る周知のもの（特開昭５６−１１６００７号公報参照）
であるから、ここでは詳細な説明は省略する。

第２図の符号２０１は映像信号出力９の一波形であり、
符号２０２はウィンドパルス５８のパルス波形、符号２
０３は混合器１９の出力である微分波形であり、符号２
０５は微分信号２０３のピーク値をホールドした波形で
ある。このピークホールドされた信号はウィンドパルス
の終了時点で発生するリセットパルス２０４によりリセ
ットされる。リセットされる基準レベルは被写体にコン
トラスト成分が全く生じないときのレベルに相当してい
る。ピーク検波器２０の出力はバンドパスフィルタ（以
下、ＢＰＦという）２１に入力される。前記リレーレン
ズ５は光軸方向に７．５Ｈｚで振動しており、その結果
、ピーク検波器２０の出力には７．５Ｈｚの周波数成分
が生じる。

第３図は、焦点状態とピーク検波器２０の出力レベルと
の関係を示した図である。７１号３０４はリレーレンズ
５を一定量振動させる振動量であり、符号３０１〜３０
３は振動によって生じるコントラスト成分の変動（７，
５Ｈｚ周期）を示している。

ティキングレンズ２の光軸上の位置が前ビン側のときは
符号３０２、後ピン側では符号３０３、合焦位置では符
号３０１に示すごとくコントラストの変動は生じない。

前ピン３０２と後ピン３０３で（，４７，５Ｈｚの変動
成分は生じるが、その正負の極性は反転する。即ち、合
焦点を境にして反転する。ピーク検波器２０の出力は中
心周波数が７．５ＨｚのＢＰＦ２１に入力され、ＡＦ情
報である、７．５Ｈｚ成分のみが分離抽出される。ＢＰ
Ｆ２１の出力は同期検波器２２に人力され、同期検波さ
れる。

第４図の符号４０１〜４０３で示す波形はＢＰＦ２１の
出力波形の一例であり４０１はレンズ２が前ピン側へず
れた場合、４０２は合焦、４０３は後ピン側の位置へず
れた場合である。符号４０４は同期検波器２２の中で発
生する検波パルスであり、正弦波形４０１，４０３のピ
ーク値（第４図ａ点）をサンプリングホールドし直流に
変換している。本実施例では合焦時の電圧４０２を合焦
電圧ＥＲとしており、この結果、同期検波器２２の出力
には合焦時は絶対値をＥＲとする直流電圧が生じ、前ピ
ン側ではＥＲよりも正方向電位となり逆に後ピン側では
ＥＲよりも負電位方向に変化することになる。同期検波
器２２の出力は比較回路２３の一方の端子に人力され、
もう一方の入力端子には前記合焦時電圧ＥＲが人力され
ている。

第５図の符号５０１は同期検波器２２の出力波形の一例
であり、符号５０３はこの時の比較回路２３の出力波形
を示すものであり、比較回路２３の出力は前ピンがわで
は“１”レベルであり、後ピン側では“θ″レベル切換
わる。比較回路２３の出力は符号変化検出回路２５に人
力され、符号の切換り点を検出されている。即ち、比較
回路２３の出力の変化点（第５図ａ。、ｂｏ点）を微分
することにより検出している。

第６図は上記符号変化検出回路２５の具体的な回路構成
の一例を示したものであり、比較回路２３の出力の立上
りエツジはコンデンサＣＩ、抵抗Ｒ１の微分回路により
微分され、トランジスタ”ｒｌをオンとし、また比較回
路２３の出力はインバータ２４により反転され、コンデ
ンサＣ２，抵抗Ｒ２の微分回路により微分され、トラン
ジスタＴ　をオンとする。トランジスタＴｒｌ’　”　
ｒ２のコ「２ レクタ側はそれぞれワイヤードＯＲ結線されているため
、比較回路２３の出力の立上り側（第５図ｂ　）ではト
ランジスタ”ｒｌがオンとなり波形５０４のａ。′に示
す如く、符号変化検出回路２５には負パルスが発生し、
また出力の立下り（第５図ａＯ）ではトランジスタ”ｒ
２がオンとなり波形５０４のｂｏ′に示す負パルスが生
じる。

以上の結果、符号素化検出回路２５の出力には、同期検
波器２２の出力が合焦電圧ＥＲを正負方向から超えた瞬
間にのみ負パルスが生じることになる。

一方、パルス発生器４９の出力は本実施例では、そのパ
ルス幅が約１ｍ５ｅｃの正パルスであるが、これがナン
トゲート５０．５３にそれぞれ人力される。ナントゲー
ト５０の出力はインバータ５２により反転され正パルス
となりダイオード５７を経由して電流増幅器５４に人力
される。また、ナントゲート５３の出力である負パルス
はダイオード５６を経由して電流増幅器５４に人力され
る。

電流増幅器５４には前記合焦電圧ＥＩ？が抵抗器５５を
経由して入力されており、ＥＲはロジック電位“１”と
“０“との中間電位に本実施例では設定している。その
結果、ナントゲート５３に負パルス２が発生していない
ときはその電位が“１”レベルであり、ダイオード５６
はオフとなる。同様にインバータ５２に正パルスが生じ
ていない時は“０”レベルとなるためダイオード５７は
オフとなる。その結果、電流増幅器５４の人力にはＥＲ
がそのまま入力されて電流増幅され、ティキングレンズ
２を光軸方向に移動制御するための直流可逆モータ７に
電圧ＥＲが印加される。モータ７のもう一方の端子には
電圧ＥＲが印加されているので、モータ７は停止状態を
維持する。仮にインバータ５２の出力にパルス幅約１ｍ
５ｅｃの正パルスが発生するとダイオード５７がパルス
発生期間においてオンとなりモータ７に正パルスがその
まま印加され、モータ７はレンズを後ピン側へ１ステツ
プ分移動させる。１ステツプの移動量は本実施例では全
体移動距離の約１１５００としている。これはレンズ２
を低速度で制御するためてある。一方、ナントゲート５
３に約１ｍ５Ｏｅ幅の負パルスが発生するとパルス発生
期間のみダイオード５６がオンとなリモータ７に負パル
スが印加され、今度は逆方向に前ピン側へ１ステップ分
移動される。また、ナンドゲット５０の他方の人力には
比較回路２３の出力が人力され、ナントゲート５３の他
方の人力にも比較回路２３の出力がインバータ５１によ
って反転されて人力される。その結果、仮にティキング
レンズ２が前ピン側へずれていると、比較回路２３の出
力は“１°レベルとなり、このときインバータ５２の出
力に正パルスが生じ前記のごとく、レンズ２を後ピン側
へステップ状に制御する。一方、後ピン側へずれた場合
は比較回路２３の出力は“０°レベルとなり、ナントゲ
ート５３の出力に負パルスが生じ、レンズ２を前ピン側
へステップ制御する。仮にパルス発生Ｓ４９の出力に正
パルスが一定周期で発生していると、第７図の波形７０
１に示すように同期検波器２２の出力は初期状！＠（前
ビン側非合焦）７０５からスタートしやがて合焦側へ接
近し、その後、波形７０６に示すように前ビン、後ビン
を合焦点を中心にして交互に一定周期でくり返すことに
なる。この周期は同期検波器２２の出力が合焦電位ＥＲ
を超過するｆｆ１７０７で決定される。波形７０２はこ
のときの比較回路２３の出力波形であり、波形７０３は
インバータ５２の出力波形であり、波形７０４はナント
ゲート５３の出力波形である。

以上のシステムにおいても一応のＡＦ装置は実現可能で
あるが、波形７０６に示すごとく合焦位置を中心にハン
チングをくり返すＡＦ装置となり、商品価値は薄い。こ
のハンチング現象はＡＦ情報の符号情報だけを使用して
いるためである。本発明の目的は、この符号情報のみに
頼り商品性の有るＡＦ装置を提供しようとするものであ
り、本発明の基本的な考え方はＡＦ情報の符号が切換る
ごとにＡＦの制御速度を切換えてＡＰの応答速度を犠牲
にすることなく前記ハンチングを最小限度に押えようと
するものである。

上記符号変化検出回路２５の出力はワンショットマルチ
バイブレーク（以下、ワンショットＭＶという）２６を
トリガーする。ワンショットＭＶ２６は短時間に符号変
化検出回路２５の出力に複数個のパルスが発生した場合
、これを１個のパルスにまとめる目的のものである。上
記同期検波器２２の出力電圧が合焦点を通過する場合は
、原理的には符号変化検出回路２５の出力には１個のパ
ルスしか発生しないがＡＦ情報に含まれるノイズ等によ
り複数個発生することが有る。第８図の波形８０１は同
期検波器２２の出力にノイズが重畳された状態を示して
おり、波形８０２はこの時発生する比較回路２３の出力
であり符号の変り目で複数個のパルスが発生する（第８
図ａ１）。この時、符号変化検出回路２５の出力には波
形８０３に示すごとく、それぞれ立上り、立下り側にパ
ルスが発生する。このパルスが時定数Ｔのリトリガブル
　ワンショットＭＶをトリガーすると、その出力には波
形８０４に示すごとく、１個のパルスに変換できる。こ
れはリトリガブル　ワンショットＭｖは人力されるトリ
ガーパルスの最終パルスによりパルス幅Ｔのパルスが発
生するためであり、このＴはＡＦ情報に重畳されるノイ
ズの大きさにより適当に設定されるが、本実施例ではｌ
Ｑｍｓｅｃとしている。ワンショットＭＶ２６の出力に
はＡＦ情報の符号が変化した時のみ正パルスが生じ、こ
れがアンドゲート２７を経由して３　ｂｉｔのリング・
カウンター２９のクロックとして人力される。

リング・カウンター２９のリセット人力にはオアゲート
３１を経由してパワーオン回路３０の出力パルスが人力
されている。これは電源投入時、リング・カウンターを
リセットし初期状態にするものであり、リセットされる
とリング・カウンター２９の各相出力Ａｏ　、Ａｔ　、
Ａ２はＡ１．Ａ２が″０２レベルとなり、Ａｏのみが“
１”レベルとなる。リセット後の第１番目のクロックで
はＡ１のみが“１″レベルとなり、Ａｏ　、Ａ２は“０
“レベルとなる。第２番目のクロックではＡ２のみが′
″ビレベルなり、Ａｏ、Ａｌは“０”レベルとなる。

第９図の波形９０１はアンドゲート２７の出力パルスで
あり、符号９０２はリセット点を示し、波形９０３はパ
ワーオン回路３０の電源投入時発生する正パルスである
。Ａ２の出力はインバータ２８により反転され、アンド
ゲート２７のもう一方の入力端に人力されており、Ａ２
が“１”レベルに切換った後は、アンドゲート２７がゲ
ートを閉じる。従って、リング・カウンター２９にはそ
の後、クロックが人力されないため、Ａ２が“１“レベ
ル状態をリセットされない限り維持することになる（第
９図９０４参照）。Ａｏ比出力スイッチ回路４６の制御
入力となりＡ。が“１”レベルのとき（初期状態のとき
）、スイッチ４６はオンとなる。その結果、発振器４３
の出力がパルス発生７Ｓ４９をトリガーする。このとき
、スイッチ４７゜４８はオフである。スイッチ回路４８
，４７゜４６の出力は共通に結合されて、通常時はスイ
ッチ回路６０の６０ａ側端子を経由して、パルス発生器
４９をトリガーする。通常時でない状態とは後で詳細に
説明するが、オーバーランを極力少なく抑えるために、
合焦近傍へ接近した場合はスイッチ回路６０を６０ｂ側
端子に切換えて分周器４５の出力でトリガーさせる。こ
のことによって合焦領域に接近すると自動的にモータ７
の制御速度を低速度とし、前記オーバーランを押えてい
る。

Ａｔが“１“のときはスイッチ４７がオンとなり、スイ
ッチ４６．４８はオフで、Ａ２が“１”のときにスイッ
チ４７．４６がオフとなる。本実施例では発振器４３の
発振周波数は４００Ｈｚであり、この出力でモータ７が
制御される速成を「高速度モード」とし、分周器４４て
は４００Ｈｚを１／４０に分周し１０Ｈｚに変換してい
る。このときの速度を「中速度」としている。分周器４
５は１０Ｈｚを更に１／１０に分周しＩＨｚとし、ＩＨ
ｚで制御される速度を「低速度」としている。パルス発
生器４９のトリガー人力周波数に比例してモータ７の回
転速度は高くなる。即ち、低速度モードでは１秒間に１
ステツプずつ回転し、中速度モードでは１秒間に１０ス
テツプであり、高速モードでは１秒間に４００ステツプ
に制御され、前記のごとく１ステツプに相当するモータ
の回転量とレンズ２の移動量は一定であるため周波数の
高さに比例して高速制御されることになる。

第１０図の波形１００１は、同期検波器２２の出力波形
でありＴＬ源オンではリセット状態となる。

このとき、前ビン側非合焦であれば同期検波器２２の出
力はＥＲに対して正電位となり、比較回路２３の出力は
“１“レベルであり、レンズ２は後ピン側へステップ制
御される。またリング・カウンター出力Ａｏは“１ルベ
ルであるので、モータ７は高速モードで制御される。や
がて合焦電圧ＥＲを通過（Ｘ点）すると、比較回路２３
の出力は“１”レベルから“０”レベルに切換りＡ。

が“０”レベルから“１２レベルに切換るので、中速制
御となり比較回路の出力が“１″から“θ″に切換りモ
ータ７は今度は逆に前ピン側に中速度でステップ制御さ
れる。電源投入後は高速制御で合焦迄、速やかにレンズ
２を移動させることになる。そのため高速モード制御に
よるオーバーランｆｆ１ａ２は大きい。中速モードでレ
ンズ２が制御され、やがて同期検波器２２の出力電圧が
合焦電圧ＥＲを通過すると（ｙ点）、比較回路２３の出
力は波形１００２に示すように“０”レベルから“１゛
レベルに切換り、後ピン側へ制御されるｙ点を通過する
と、Ａ２が“０”から“１”に切換るので低速度制御さ
れる。中速度制御完了で発生するオーバランの量はｂ２
に示すごとく、高速度制御に比べて数分の１となる。こ
のオーバラン量ｂ２の値は映像信号をモニター上で観察
した場合、感知不可能なレベルに設定できる。低速度モ
ードではＡ２は“１”レベルであり、これがインバータ
２８により反転されてアンドゲート２７を閉じるため、
ｙ点以後のワンショットＭＶ２６の出力゛（波形１００
２参照）にはリング・カウンター２９はトリガーされず
、低速度モードを維持する。

低速度モードでは”Ｉ？を中心にしてわずかな量（検知
不可能なレベル）前ピン側、後ピン側の制御が交互にな
される。このとき、ＥＲに対して同期検波回路の出力電
圧（波形１００１）は極めて接近しており、この電圧に
重畳されるノイズ成分により比較回路２３の出力は頻繁
に変化し殆ど微量なランダム制御に近い状態になる。こ
こに本発明による工夫としてオーバランａ２の値を極力
減少させる手段を講じている。ピーク検波器２０の出力
は大ボケの状態では出力レベルが小さく合焦になるにつ
れてレベルが大きくなり、合焦位置において最大値とな
る。第１１図はレンズ２が前ピン限界位置から後ピ限界
位置まで高速制御スピードで移動した場合の微分回路５
９の出力レベルとピーク検波回路２０の出力レベルの変
化過程を示した図である。ピーク検波器２０の出力はレ
ベルセンサー３６の一方の入力となり、もう一方の入力
には電圧Ｅ　が基準電圧として入力されている。

この電圧Ｅ　は本実施例では６倍ズームレンズの望遠端
側で、被写体照度が５００，１７ｕｘ以上で、かつコン
トラストが充分有る被写体のときに生じるピーク検波回
路２０の出力レベルの合焦時レベルの約１／２に設定し
である。第１１図の符号１１０１はレベルセンサー３６
の出力電圧であり、ピーク検波回路２０の出力レベルが
電圧Ｅ　を超えると“０”レベルから“１”レベルに切
換る。

レベルセンサー３６の出力はスイッチ回路６０に入力さ
れ、“１”レベルに切換ると６０ａ側端子から６０ｂ側
端子に切換り、モータ７は強制的に低速度制御となり、
リング・カウンター２９の内容には左右されない。

次に、本発明の自動焦点調節装置において、合焦となり
低速度制御を維持している状態の後、非合焦となった場
合の検出と制御について、以下説明する。符号検出回路
２５の出力パルスはインバータ３３により反転され正パ
ルスとしてナントゲート３２の一方の入力となり、ナン
トゲート３２のもう一方の入力にはリング・カウンター
Ａ２の出力が入力される。ナントゲート３２の出力には
、Ａ２が“ビレベルのとき、即ち、低速制御モードのと
きのみ符号変化検出回路２５の出力が生じ、これが計数
７Ｓ３４のリセット入力となる。一方、計数器３４のク
ロック人力には発振器４３の出力が入力されている。計
数器３４は本実施例では８ｂｉｔのバイナリカウンター
で構成されている。第１２図の波形１２０１は計数器３
４の計数内容をアナログ的に表示したものである。波形
１２０２はナントゲート３２の出力パルス波形であり、
これによって計数器３４はリセットされる。このパルス
１２０２は本実施例においては合焦領域では０．１秒周
期以上でパルスが発生し、非合焦領域ではこのパルスが
発生しない（非合焦時は符号変化検出回路の出力にパル
スが発生しないため）。本実施例では約１．５秒間非合
焦状態が続くと、リング・カウンター２９をリセット状
態に戻している。

非合焦状態が続き、計数器３４がリセットされずに計数
され、やがて２５６計数値に達すると計数器３４の出力
が“１“レベルから“０”レベルに切換（第１２図波形
１２０３参照）す、これがパルス発生器３５をトリガー
し、負パルスを発生している（第１２図波形１２０４参
照）。このパルスはオアゲート３１のもう一方の入力と
なり、リング・カウンター２９をリセットさせ、ＡＦ制
御モードを高速制御モードに戻し再び、前記のプロセス
を経由して合焦状態に落ち若く。特に、ハンディタイプ
のＴＶ左カメラ使用されるＡＦ装置では、手振れによる
コントラスト変化が生じ、この成分はＡＰ制御に対して
はノイズ成分としてＡＦ情報に混入される。本発明にお
いてもこの手振れによるＡＦ制御の誤動作対策を施して
いる。

以下、手振れ対策について説明する。ＡＰ情報である同
期検波器２２の出力はレベルセンサー３９．４０の一方
の入力となる。合焦状態であっても手触れが生じると当
然、測距範囲が変動しコントラスト量も変化するため、
同期検波器２２の出力は手振れが発生したときのみ大き
く変動する。

この変動量は被写体のコントラストの大きさに比例する
ので、結果として合焦近傍で最も大きく生じる。本発明
ではＢＰＦ２１を使用してレンズ２の７．５Ｈｚの振動
成分のみを分離抽出しているので手振れによる影響は比
較的少ない。

第１３図（Ａ）はレンズ２の位置が前ピン限界位置、合
焦位置、後ビン位置において、ある被写体を撮影したと
きに得られるピーク検波器２０の出力レベルと、手振れ
によって受けるレベル変動の大きさを示したものである
。符号１３０１は手振れによって生じるレベル変動であ
る。第１３図（Ｂ）は上記（Ａ）に対応して変動するＡ
Ｆ情報である同期検波器２２の出力変化を示したもので
ある。

符号１３０２は手振れによって生じるノイズ成分を示し
ており、この量はピーク検波器２０の出力レベルに比例
して大きくなるので、合焦近傍で最も大きく生じる。符
号１３０２に示すＡＦ情報の変動成分は合焦電圧ＥＲを
超えて発生するため本発明では、手振れ時、高速モード
→中速モードー低速モード−高速モード−・・・・・・
を頻繁に繰り返すため、合焦となるまでの制御時間が通
常に比べて長くなってしまう。そのため、本実施例では
手振れによって生じるＡＦ情報の変動が所定レベル以上
となったときリング・カウンター２９を強制的にＡ１が
″１″レベルとなるモードにし、手振れが発生している
期間は強制的に中速度モードで制御している。ＡＦ情報
である同期検波器２２の出力はレベルセンサー３９．４
０に入力される。レベルセンサー３９．４０のもう一方
の入力には基準電圧＋Ｅ、、−Ｅ５が人力されており、
この電位は第１３図に符号１３０３．１３０４に示すよ
うにＥＲを中心にそれぞれ正負電位としており、この電
位は手振れによって生じるノイズ成分の約１／２のレベ
ルに本実施例では設定されている。

レベルセンサー３９．４０の出力はそれぞれ手振れによ
るノイズ成分が＋Ｅｂ、−Ｅ５を超えると“１”レベル
から“０”レベルに切換り、それぞれナントゲート４１
に人力され、ナントゲート４１の出力はインバータ４２
により反転されてリング・カウンター２９のプリセット
入力となる。インバータ４２の出力は同期検波器２２の
出力が＋Ｅｂ、−Ｅｂを超えると“１”レベルから“０
”レベルに切換り、“０”レベルに切換るとリング争カ
ウンター２９はＡｌが′１ルベル うに強制的にプリセットされる。

また、ＡＦ情報である同期検波器２２の出力はオーバラ
ン検出回路７２に入力されている。このオーバラン検出
回路７２は低速度モードに切換った後でのオーバランの
最大値レベルを検出するものである。

第１４図の波形１４０１で示す信号はＡＦ情報であり、
これがｙ点を超えると低速度モードとなりこのとき生じ
る最大オーバラン量はＰである。

このＰ点の近傍をパルス発生器７１の出力パルスでサン
プリングホールドされる。符号１４０４はサンプリング
ホールドされた電圧を示している。

パルス信号１４０３はリング・カウンター出力Ａ２を遅
延回路７０によって遅延してパルス発生器７１をトリガ
ーしている。Ｔは遅延時間であり、低速モード時のオー
バラン値が最大値を示すタイミングの近傍に設定される
。第１５図はオーバラン検出回路７２の具体的な電気回
路を示したものである。ＡＦ情報はＦＥＴ８１を介して
コンデンサ８２に人力される。ＦＥＴ８１はパルス発生
器７１の出力パルスによってオン−オフされ、パルス発
生期間においてＦＥＴ８　１がオンとなるので、コンデ
ンサ８２には第１４図中のＰに示した電圧がサンプリン
グホールドされる。コンデンサ８２にホールドされた電
圧は抵抗８３を介して電圧ＥＲに約１秒間後は放電され
る（同電圧となる）。

コンデンサ８２にサンプリングホールドされた電圧は電
流増幅器８４により電流増幅され、ダイオード８６のア
ノード側に入力される。同様に電流増幅器８４の出力は
反転増幅器８５により反転増幅されてダイオード８７の
アノード側に入力される。ダイオード８６と８７のカソ
ード側は結合され、その結合端には抵抗８８を介してバ
イアス電圧ＥＲが印加されている。第１６図の波形１６
０１はダイオード８６．８７の電圧波形であり、符号１
６０２で示す波形はＦＥＴ８　１をオンにするパルスで
あって、この時Ｐ点の電圧（１　６　０　３）が生じる
。この電圧はコンデンサ８２、抵抗８３で決定される時
定数によりＥＲに接近し、やがて等しくなる。ＥＲ′は
比較器８９（第１５図参照）に設定されるスレッショル
ドレベルであり、比較器８９はダイオード８６．８７の
カソード出力電圧がＥＲ′以下になるとスイッチ７４（
第１図参照）をオフ状態に切換えている。スイッチ７４
がオフになるとリング・カウンター２９はリセットされ
ることはない。以上の構成は低速度モードにおけるオー
バラン量が所定レベル以下のとき、リング・カウンター
２９のリセットを禁止するものである。

このように本発明においては、低速モード時のオーバラ
ン量が所定レベル以下の場合（少ない場合）は低速モー
ド状態を維持させるようになっている。このことにより
合焦接近状態において高速モード−中速モード−低速モ
ード−高速モード→・・・・・・の切換えが頻繁に不必
要に発生することが禁止される。

なお、第１図中に示す符号６１は絞り（アイリス）であ
り、符号６２は絞り６１の絞り値を検出するセンサーで
ある。被写体照度が例えば１０万ｇｕｘ近傍などのよう
に極端に明るくなり、絞り６１が極端に絞られると被写
界深度が深くなり、本発明のように光路長を振動させ焦
点距離を変調させてコントラスト成分の振動成分からＡ
Ｆ情報を検出しようとするものでは、検出感度が大幅に
低下することになる。センサー６２の出力は通常は“Ｏ
”レベルであり、肢写体照度が１０万ΩＵＸを超えると
本実施例ではセンサー６２の出力が“１”レベルとなり
、スイッチ６３をオンからオフに切換えている。その結
果、１０万ｊ７ｕｘを超えると、ムービングコイル３に
よるレンズ５の振動量は通常に対して約２倍となるよう
にしている。

以上の構成により被写界深度が深い場合でも確実にＡＦ
情報を得ることができるようにしている。

［発明の効果コ 以上述べたように、本発明によれば、合焦情報信号レベ
ルの絶対値にかかわらず、同信号レベルと所定レベルと
の比較結果（２値）に基づいて合焦調節がなされ、かつ
合焦調節における光学系エレメントの駆動速度が合焦に
向かって順次高速から低速に切換えられるため、肢写体
の状況にかかわらず、速やかで確実な自動焦点調節が行
なえる焦点調節装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す自動焦点調節装置の
電気回路の構成ブロック図、 第２図は、映像信号出力、ウィンドパルス、混合器の出
力等の波形図、 第３図は、焦点状態とピーク検波器の出力レベルとの関
係を示す線図、 第４図は、ＢＰＦの出力波形図、 第５図は、同期検波器の出力波形図、 第６図は、符号変化検出回路の具体的な電気回路図、 第７図は、同期検波器、インバータ、ナントゲート等の
出力波形図、 第８図は、同期検波器の出力にノイズが重畳されたとき
の状態を示す比較回路、符号変化検出回路等の出力波形
図、 第９図は、アンドゲート　リング・カウンター等の出力
波形図、 第１０図は、同期検波器、比較回路、リング・カウンタ
ー等の出力波形図、 第１１図は、ピーク検波器および微分回路の出力レベル
をそれぞれ示す線図、 第１２図は、計数器、ナントゲート等の出力波形図、 第１３図（Ａ）　、　（Ｂ）は、ピーク検波器の出力レ
ベルのレベル変動と同期検波器の出力変化をそれぞれ示
した線図、 第１４図は、ＡＦ情報とオーバラン量およびサンプリン
グホールド電圧の関係を示す線図、第１５図は、オーバ
ラン検出回路の具体的な電気回路の一例を示す線図、 第１６図は、ダイオードの電圧波形図、第１７図は、従
来の自動焦点装置の原理図、第１８図は、変調成分の一
例を示す波形図である。 ２・・・・・・・・・撮影レンズ （合焦調節に係るエレメント） ３・・・・・・・・・ムービングコイル（振動手段）５
・・・・・・・・・撮影レンズ（所定のエレメント）６
・・・・・・・・・撮像素子 ７・・・・・・・・・モータ（駆動手段）２３・・・・
・・比較回路（比較手段）あ２図 ％３図 笑４図 ％６図 発７図 ％１０図 ％１１図 １１゜１ ％１２図 ％１３図 ％１７図 」−一一一」し−一−１０５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 撮像レンズ、撮像素子等のエレメントを含んでなる撮像
   光学系と、 この撮像光学系の所定のエレメントを光軸方向に振動的
   に変位せしめることにより、同撮像光学系における結像
   位置と上記撮像素子の撮像面との相対位置に変調を与え
   る振動手段と、 上記撮像素子の出力信号から輝度信号の高域成分を抽出
   する高域信号抽出手段と、 この高域信号抽出手段の出力から上記変調に基づくレベ
   ルの変動成分たる合焦情報信号を形成する合焦情報信号
   形成手段と、 上記合焦情報信号のレベルと合焦状態に対応する所定レ
   ベルとを比べる比較手段と、 この比較手段の出力が反転する毎に、高速から低速に至
   る所定系列で設定された複数の制御速度モードを、順次
   切り換え選択する信号を生成する速度選択信号生成手段
   と、 上記比較手段の出力に対応した方向に、かつ上記速度選
   択信号生成手段の出力に対応した速度で、前記撮像光学
   系の合焦調節に係るエレメントを駆動する駆動手段と、 を具備してなることを特徴とする自動焦点調節装置。