JPS6356622A - 電子カメラの自動焦点調節装置 - 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、映像信号の高周波成分に基づいて１１１点調
節を行う装置に関し、特に簡易な構成でピント状態を見
分けるようにしたものである。

（従来の技術） 電子カメラ用の自動焦点調節（オートフォーカス）とし
て、撮像素子より得られる映像信号の高周波成分を検出
し、そのレベルが最大になるように撮影レンズの位置を
制御する方式が知られている。この方式は、被写体にピ
ントが合って撮影画像の輪郭がはっきりするほど映像信
号の高周波成分が多くなるという原理を利用したもので
、オートフォーカス用の余分なレンズやセンサなどが不
要になるという特徴がある。

この方式では、撮影レンズがジャストピント位置に近づ
くほど映像信号の高周波成分のレベルが増大するような
特性が得られ、したがって、いわゆる山登り制御を用い
てオートフォーカスを行うことができる。しかし、山登
り制御方式は時間がかかり過ぎる欠点がある。

そこで、撮影レンズを振動させ、その振動に対する映像
信号の高周波成分レベルの変化に基づいてピント情報を
つくるようにした制御方式が考案されている。つまり、
撮影レンズが振動することによって光路長が変化し、振
動方向に対する高周波成分レベルの変化の位相は前ピン
と後ピンとで反対になり、またジャストピント位置で高
周波成分レベルの変化（振幅）は最小になるので、迅速
に前ピン、後ピン、合ピンを見分けることができる。

なお、撮影レンズを振動させる代わりに、撮影レンズと
撮像素子との間に光学プリズムを配置してこれを振動さ
せるようにしたものもある。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、上述のように撮影レンズを振動させる方式は振
動駆動機構が比較的大型・複雑になり、コンパクト化お
よび低コスト化の点で不具合があり、また光学プリズム
方式はプリズムの形状やその配置位置・角度に比較的厳
しい条件、￥：ｊ度が要求される欠点がある。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、簡易
な構成でピント状態を見分けるようにした自動焦点調節
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） 上記目的を達成する本発明の構成は、撮像素子より得ら
れる映像信号の高周波成分を検出し、そのレベルが最大
になるように撮影レンズの位置を制御する電子カメラの
自動焦点調節装置において撮像素子を光軸方向に振動さ
せる圧電素子と；撮像素子の振動に対する高周波成分の
レベルの変化に基づいてピント状態を判定する手段とを
具備することを直接励振する、。

（作用） 撮像素子の振動は光路長を変化させるので撮影レンズの
振動に相当する。しかして、前ピンと後ピンとでは撮像
素子の振動に対する映像信号の高周波成分のレベルの変
化の位相が反対になり、またジャストピント位置では高
周波成分のレベル変化の振幅が最小になる。これにより
、撮像素子の振動に対する高周波成分のレベルの変化に
基づいてピント状態を判定できる。

圧電素子は、撮像素子に結合してそれを直接励振するか
、あるいは撮像素子を収容するパッケージを励振すれば
よい。撮影レンズやプリズムなどの光学系を励振する方
式に比較して取付けや扱いが簡便である。

（実施例） 以下、添付図を参照して本発明の一実施例を説明する。

第１図は、この実施例による自動焦点調節装置の構成を
示す。被写体１０からの光は撮影レンズ１２を通ってＣ
ＯＤまたはＭＯＳなどの固体撮像素子１４の撮像面上に
結像され撮像素子１４の出力端子より被写体１０を表す
映像信号Ｓｖが得られる。この映像信号ＳＶはプロセス
回路（図示せず）に供給されるとともに高域フィルタ１
６にも供給される。高域フィルタ１６では映像信号ＳＶ
の高周波数成分Ｈ５Ｖが取り出され、この高周波数成分
ＨＳＶは検波回路１８で検波されたのちＡ／Ｄ変換器２
０によりディジタル信号ＤＨ５Ｖに変えられてマイクロ
コンピュータからなる制御部２２に与えられる。

一方、圧電素子２４は、交流電源２６より交流電圧ＥＣ
を受けて微振動し、それと一体的に結合された撮像素子
１４を矢印Ａ、Ａ’で示す光軸方向に微振動させる。交
流電圧ＥＣは波形整形回路２８にも供給され、波形整形
回路２８の出力端子から交流電圧ＥＣの極性に対応した
二値レベルの矩形波信号ＤＥが得られる。すなわち、交
流電圧ＥＣが正極性のとき信号ＤＥは“ｌ”レベルにな
り、交流電圧ＥＣが負極性のとき信号ＤＥは“０″レベ
ルになる。したがって、信号ＤＥのレベルは撮像素子１
４の振動方向を表すことになる。この矩形波信号ＤＥは
制御部２２に与えられる。

制御部２２は、信号ＤＥのレベルを通して撮像素子１４
の振動方向をモニタしながら、Ａ／Ｄ変換器２０より映
像信号Ｓｖの高周波成分Ｈ５Ｖを表すディジタル信号Ｄ
Ｈ５Ｖを取り込んで高周波成分ＨＳＶのレベルを読み取
り、そのレベルの変化に基づいて撮影レンズ１２の位置
を制御する。

第２図は、撮影レンズ１２の位置に対する映像信号Ｓｖ
の高周波成分Ｈ５ｖのレベルの特性、および撮像素子１
４の振動に対する高周波成分ＨＳＶのレベルの変化を示
す。図示のように、ジャストピント位置で高周波成分Ｈ
５Ｖのレベルは最大になりそこから前ピンまたは後ピン
方向にずれるにしたがってレベルが下がる。さて、撮像
素子１４の振動は光路長を変化させるので撮影レンズ１
２の振動に相当する。しかして、前ピンと後ピンとでは
撮像素子１４の振動に対する高周波成分Ｈ５Ｖのレベル
の変化の位相が反対になり、またジャストピント位置で
は高周波成分Ｈ５Ｖのレベル変化の振幅が最小になる。

制御部２２は、このような撮像素子１４の振動に対する
高周波成分ＨＳＶのレベルの変化に基づいて前ピン、後
ピン、合ピンを判定し撮影レンズ１２をジャストピント
位置に位置決めするための制御信号Ｍ　Ｃをモータ駆動
回路３０に送る。モータ駆動回路３０はその制御信号Ｍ
Ｃに応じてモータ３２を駆動し、これによって撮影レン
ズ１２は光軸方向に移動してジャストピント位置に位置
決めされる。

第３図は、撮像素子１４と圧電素子２４とを組合わせる
一実施例を示す。３４は撮像面が解放されたセラミック
パッケージで、この中に撮像素子１４が収納され、その
撮像面は矢印Ａの方向を向いている。３６は撮像面の前
に設けられたガラス蓋である。ＴＰＩ−ＴＰｎはピン端
子で、本来はプリント基板３８のスルーホールＴＨＩ　
−ＴＨｎにそれぞれ挿入されるのであるが、この例では
第４図に示すように中間部で切断され、プリント基板３
８から浮いている。しかし、その代わり、絶縁ケーブル
ＣＡＩ−ＣＡｎの一端がピン端子ＴＰ＋＝ＴＰｎにハン
ダＨＡで接続され、絶縁ケーブルＣＡＩ−ＣＡｎの他端
はスルーホールＴＨＩ〜ＴＨｎを抜けてプリント配線に
ハンダＨＡで接続され、これにより撮像素子１４の配線
が確保されている。これら絶縁ケーブルＣＡＩ−ＣＡｎ
は、撮像素子１４の振動に抵抗を与えないよう軽量で可
視性の良いものが選ばれ、第３図に示すように長めに設
けられる。

圧電素子２４は、例えばＢａＴｉＯ３（チタン酸バリウ
ム）セラミックまたはＰＬＺＴ　（チタン酸ジルコン酸
鉛）系セラミックからなる圧電セラミック板で、図示の
ように両面をセラミックパッケージ３４の裏面とプリン
ト基板３８の表面とにそれぞれ接合され、これによりセ
ラミックパッケージ３４を固定支持する。しかして、圧
電素子２４が交流電源２６（第１図）からの交流電圧Ｅ
Ｃを受けて矢印Ａ、Ａ’方向（光軸方向）に微振動する
ことによってセラミックパッケージ３４ひいてはその中
に収容された撮像素子１４が絶縁ケーブルＣＡＩ−ＣＡ
ｎを介して外部回路との電気的接続を保ちながら同方向
に微°振動する。

なお、セラミックパッケージ３４の反対側も第３図と同
様なピン端子構造、ケーブル配線になっており、またプ
リント基板３８はフレームなどを介してカメラ本体に固
定されている。

この実施例では、市販の撮像素子ないしパッケージをそ
のまま利用することができるので、コストを低く抑えら
れるという利点がある。

第５図は、撮像素子１４と圧電素子２４とを組合わせる
別の実施例を示す。この実施例では、小形の圧電素子２
４がセラミックパッケージ３４内でパッケージ底面と撮
像素子１４との間に挿入される。これにより、パッケー
ジ３４はプリント基板３８に固定された状態で、撮像素
子１４だけが圧電素子２４により光軸方向に振動させら
れる。

４０．４２はそれぞれ撮像素子１４．圧電素子２４のボ
ンディングワイヤである。ピン端子ＣＡＩ〜ＣＡｎは通
常の仕方でプリント基板のスルーホー　ルＴ）（ｌ〜Ｔ
Ｈｎに挿入される。このような構成によれば、撮像素子
チップだけを直接励振すればよいので、小さな圧電素子
で足り、駆動エネルギも少なく済むという利点がある。

（発明の効果） 以トのように、本発明によれば、撮像素子を圧型素子で
振動させることによってピント状態を検出することが可
能であり、簡易で低コストな自動焦点調節装置が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例による自動焦点調節装置の
構成を示すブロック図、 第２図は、自動焦点調節の原理を示す特性図、第３図は
、撮像素子と圧電素子とを組合わせる本発明の一実施例
を示す一部断面側面図、第４図は、第゛３図の実施例に
おいてピン端子が切断されている様子を示すための図、 第５図は、撮像素子と圧電素子とを組合わせる別の実施
例を示す一部断面切欠側面図である。 １２・・・・撮影レンズ、　　１４・・・・撮像素子、
１６・・・・高域フィルタ、　　１８・・・・検波回路
、　２０・・・・Ａ／Ｄ変換器、　２２・・・・制御部
、　２４・・・・圧電素子２６・・・・交流電源、　２
８・・・・波形整形回路、３０・・・・モータ駆動回路
、　３２・・・・モータ、　　ＣＡＩ〜ＣＡｎ・・・・
絶縁ケーブル、　ＴＰＩ−ＴＰｎ・・・・ピン端子。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）撮像素子より得られる映像信号の高周波成分を検
   出し、そのレベルが最大になるように撮影レンズの位置
   を制御する電子カメラの自動焦点調節装置において、 前記撮像素子を光軸方向に振動させる圧電素子と、 前記撮像素子の振動に対する前記高周波成分のレベルの
   変化に基づいてピント状態を判定する手段と、 を具備することを特徴とする自動焦点調節装置。
2. （２）前記圧電素子は前記撮像素子を収容したパッケー
   ジを支持してそれを励振し、前記撮像素子のピン端子は
   可撓性の絶縁ケーブルを介して外部回路に電気的に接続
   される、特許請求の範囲第１項に記載の自動焦点調節装
   置。
3. （３）前記圧電素子は、前記撮像素子を収容したパッケ
   ージ内でパッケージの底面と撮像素子との間に挿入され
   、前記撮像素子を直接励振する、特許請求の範囲第１項
   に記載の自動焦点調節装置。