JPS6387871A - 自動合焦装置 - Google Patents
自動合焦装置Info
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- JPS6387871A JPS6387871A JP61231340A JP23134086A JPS6387871A JP S6387871 A JPS6387871 A JP S6387871A JP 61231340 A JP61231340 A JP 61231340A JP 23134086 A JP23134086 A JP 23134086A JP S6387871 A JPS6387871 A JP S6387871A
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 15
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/95—Computational photography systems, e.g. light-field imaging systems
- H04N23/958—Computational photography systems, e.g. light-field imaging systems for extended depth of field imaging
- H04N23/959—Computational photography systems, e.g. light-field imaging systems for extended depth of field imaging by adjusting depth of field during image capture, e.g. maximising or setting range based on scene characteristics
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Focusing (AREA)
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。
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、二次元撮像素子ユニより被写体映像を電気信
号に変換する装置の自動合焦装置に関し、より具体的に
は、当該撮像素子を光軸方向に位置調節することにより
合焦状態を達成する自動合焦装置に関する。
号に変換する装置の自動合焦装置に関し、より具体的に
は、当該撮像素子を光軸方向に位置調節することにより
合焦状態を達成する自動合焦装置に関する。
二次元撮像素子により被写体映像を電気信号に変換する
カメラでは、撮像素子からの映像信号により合焦度を知
ることができる。例えば、被写体像の精細度は映像信号
の高周波成分の大きさによって代表されるので、その高
周波成分の振幅が最大になるように、合焦用レンズ、又
は撮像素子自体を位置調節すればよい。映像信号から焦
合信号（合焦度を示す信号）を得る場合には、焦合信号
専用の光センサは不要になり、また撮像素子自体を移動
する方が、交換レンズ・システムにおいては交換レンズ
側にレンズ駆動機傳を設ける必要が無（なるので、レン
ズの構造を簡単化でき、システムを低価格で構成できる
という長所がある。
カメラでは、撮像素子からの映像信号により合焦度を知
ることができる。例えば、被写体像の精細度は映像信号
の高周波成分の大きさによって代表されるので、その高
周波成分の振幅が最大になるように、合焦用レンズ、又
は撮像素子自体を位置調節すればよい。映像信号から焦
合信号（合焦度を示す信号）を得る場合には、焦合信号
専用の光センサは不要になり、また撮像素子自体を移動
する方が、交換レンズ・システムにおいては交換レンズ
側にレンズ駆動機傳を設ける必要が無（なるので、レン
ズの構造を簡単化でき、システムを低価格で構成できる
という長所がある。
しかし、撮像素子を光軸方向に位置調節する方式では、
ズーム・レンズを用いる場合に不都合が生じる。即ち、
撮像素子の、至近距離での合焦位置（以下、至近合焦位
置という）から無限遠での合焦位置（以下、無限合焦位
置という）までの移動範囲が、ズーム位置に応じて大き
く変化する。
ズーム・レンズを用いる場合に不都合が生じる。即ち、
撮像素子の、至近距離での合焦位置（以下、至近合焦位
置という）から無限遠での合焦位置（以下、無限合焦位
置という）までの移動範囲が、ズーム位置に応じて大き
く変化する。
例えば、６倍ズーム・レンズの場合、Ｔ（望遠）端にお
いて至近合焦位置から無限合焦位置までの移動範囲が２
．５ｍｍの場合、Ｗ（広角）端においてはその移動範囲
が、 ２．５ Ｘ （１／ ６ ） ” ＝０．０６９４ｎ＋
ｍになる。
いて至近合焦位置から無限合焦位置までの移動範囲が２
．５ｍｍの場合、Ｗ（広角）端においてはその移動範囲
が、 ２．５ Ｘ （１／ ６ ） ” ＝０．０６９４ｎ＋
ｍになる。
ズーム・レンズの焦点距離が無限遠にセットされている
状態で急に被写体が至近位置に入って来た場合には、撮
像素子を無限合焦位置から至近合焦位置まで移動させな
ければならないが、撮像素子の移動速度が一定である場
合にＴ端とＷ端とで移動時間を比較してみると、Ｔ端の
方が３６（２゜５１０．０６９４）倍も時間がかかる。
状態で急に被写体が至近位置に入って来た場合には、撮
像素子を無限合焦位置から至近合焦位置まで移動させな
ければならないが、撮像素子の移動速度が一定である場
合にＴ端とＷ端とで移動時間を比較してみると、Ｔ端の
方が３６（２゜５１０．０６９４）倍も時間がかかる。
ましてや、１２倍ズーム・レンズではこの比率はもっと
大きくなり、１４４倍になる。
大きくなり、１４４倍になる。
このように、撮像素子を移動して合焦調節する方式では
、撮像素子の移動速度を一定にすると、異なるズーム位
置では合焦点に達する時間が異なる。また、撮像素子の
位置決め精度と合焦精度とが対応しなくなるため、Ｔ端
かＷ端のどちらかでピントが甘くなるか、それとも不必
要に精密な合焦制御を行うことになり、前者の場合には
、撮影映像がレンズ性能を反映した良好なものにならな
くなり、後者の場合には、合焦制御の応答速度が低下す
る。
、撮像素子の移動速度を一定にすると、異なるズーム位
置では合焦点に達する時間が異なる。また、撮像素子の
位置決め精度と合焦精度とが対応しなくなるため、Ｔ端
かＷ端のどちらかでピントが甘くなるか、それとも不必
要に精密な合焦制御を行うことになり、前者の場合には
、撮影映像がレンズ性能を反映した良好なものにならな
くなり、後者の場合には、合焦制御の応答速度が低下す
る。
このような問題点は、固定焦点距離の広角レンズと望遠
レンズを交換使用する場合にも同様である。
レンズを交換使用する場合にも同様である。
そこで、本発明は、使用撮影レンズの実効焦点距離情報
に応じて、適切な合焦応答速度及び合焦精度を達成でき
る自動合焦装置を提示することを目的とする。
に応じて、適切な合焦応答速度及び合焦精度を達成でき
る自動合焦装置を提示することを目的とする。
本発明に係る自動合焦装置は、焦合信号に応じて、撮像
素子を光軸方向に移動させる撮像素子移動手段と、使用
光学系の実効焦点距離を検出する検出回路と、当該検出
回路からの実効焦点距離情報に応じて、当該撮像素子移
動手段による撮像素子移動速度を変更する手段とからな
る。
素子を光軸方向に移動させる撮像素子移動手段と、使用
光学系の実効焦点距離を検出する検出回路と、当該検出
回路からの実効焦点距離情報に応じて、当該撮像素子移
動手段による撮像素子移動速度を変更する手段とからな
る。
上記手段により、本発明では、使用レンズの実効焦点距
離に応じて撮像素子の基本移動速度を変更する。これは
、使用レンズの実効焦点距離にかかわらず撮像素子の位
置調節を均質化することに繋がり、適切な合焦応答速度
及び精度を達成する。
離に応じて撮像素子の基本移動速度を変更する。これは
、使用レンズの実効焦点距離にかかわらず撮像素子の位
置調節を均質化することに繋がり、適切な合焦応答速度
及び精度を達成する。
以下、図面を参照して、本発明の詳細な説明する。
第り図において、ｌＯはズーム・レンズであり、撮像素
子１２は、ステッピング・モータ１４によりレンズ１０
の光軸方向に移動自在である。合焦判定回路１６は、撮
像素子１２から出力される映像信号を受けて、その撮像
素子１２位置における合焦度を判定し、当該合焦度を代
表する焦合信号を形成する。その焦合信号は、例えば、
合焦状態で最大値又は最小値を示す信号とか、撮像素子
１２のデフォーカス量を示す信号であり、合焦判定の方
式によって異なる。モータ駆動回路１８は、この焦合信
号を受けて、モータ１４の駆動／停止、駆動方向及び駆
動量等を制御する。
子１２は、ステッピング・モータ１４によりレンズ１０
の光軸方向に移動自在である。合焦判定回路１６は、撮
像素子１２から出力される映像信号を受けて、その撮像
素子１２位置における合焦度を判定し、当該合焦度を代
表する焦合信号を形成する。その焦合信号は、例えば、
合焦状態で最大値又は最小値を示す信号とか、撮像素子
１２のデフォーカス量を示す信号であり、合焦判定の方
式によって異なる。モータ駆動回路１８は、この焦合信
号を受けて、モータ１４の駆動／停止、駆動方向及び駆
動量等を制御する。
１０ａはズーミング用のレンズ要素であり、ズーム位置
検出回路２０が、当該ズーミング用レンズ要素１０ａの
位置を検出し、ズーム位置信号をパルス発生回路２２に
供給する。パルス発生回路２２は、このズーム位置信号
に従う周波数のパルス列を発生する。このパルス列は、
モータ１４の回転の基本速度を決定する速度信号として
、駆動回路１８に供給される。第２図に、ズーム位置に
対するパルス発生回路２２のパルス発生周波数の関係を
例示した。ステッピング・モータ１４は、パルス発生回
路２２の発生パルスで駆動され、モータの回転速度、従
って撮像素子の移動速度は、ズーム位置に応じて変更さ
れる。
検出回路２０が、当該ズーミング用レンズ要素１０ａの
位置を検出し、ズーム位置信号をパルス発生回路２２に
供給する。パルス発生回路２２は、このズーム位置信号
に従う周波数のパルス列を発生する。このパルス列は、
モータ１４の回転の基本速度を決定する速度信号として
、駆動回路１８に供給される。第２図に、ズーム位置に
対するパルス発生回路２２のパルス発生周波数の関係を
例示した。ステッピング・モータ１４は、パルス発生回
路２２の発生パルスで駆動され、モータの回転速度、従
って撮像素子の移動速度は、ズーム位置に応じて変更さ
れる。
ズーム位置検出回路２０は直接的には、使用ズーム・レ
ンズ１０のズーミング用レンズ１０ａがその基点（Ｔ端
又はＷ＠）からどれほどの距離移動しているかを検出し
ており、ズーム位置信号は、例えばＷ端での焦点距離に
較べて何倍の焦点距離で当該ズーム・レンズ１０を使用
しているかを示す。
ンズ１０のズーミング用レンズ１０ａがその基点（Ｔ端
又はＷ＠）からどれほどの距離移動しているかを検出し
ており、ズーム位置信号は、例えばＷ端での焦点距離に
較べて何倍の焦点距離で当該ズーム・レンズ１０を使用
しているかを示す。
なお、デフォーカス量の大小に関わらすモータ１４の回
転速度を一定にする合焦方式では、ステッピング・モー
タ１４は、パルス発生回路２２のパルス発生周波数に応
じた速度で回転するが、デフォーカス量に応じて撮像素
子１２の移動速度を変える合焦方式では、駆動回路１８
が、パルス発生回路２２からのパルス周波数を基準に、
合焦判定回路１６からの焦合信号に応じてモータの回転
速度を加速又は減速する。
転速度を一定にする合焦方式では、ステッピング・モー
タ１４は、パルス発生回路２２のパルス発生周波数に応
じた速度で回転するが、デフォーカス量に応じて撮像素
子１２の移動速度を変える合焦方式では、駆動回路１８
が、パルス発生回路２２からのパルス周波数を基準に、
合焦判定回路１６からの焦合信号に応じてモータの回転
速度を加速又は減速する。
モータ１４が回転力を出力する場合には、撮像素子１２
とモータ１４との間には回転運動を直線運動に変換する
機構及び必要により減速機構が設けられ、モータ１４が
直線方向の力を出力する所謂リニア・モータである場合
には、必要なときには減速機構がモータ１４と撮像素子
１２との間に設けられる。
とモータ１４との間には回転運動を直線運動に変換する
機構及び必要により減速機構が設けられ、モータ１４が
直線方向の力を出力する所謂リニア・モータである場合
には、必要なときには減速機構がモータ１４と撮像素子
１２との間に設けられる。
第３図は、２種類のズーム・レンズを識別出来るように
した別の実施例を示す。例えば、交換レンズ群に、６倍
ズーム・レンズＡと１２倍ズーム・レンズＢがあるとす
る。レンズ情報検出回路２４は、使用レンズのレンズ情
報を読み取り、パルス発生回路２２に供給する。このレ
ンズ情報としては、使用レンズが何倍のズーム・レンズ
かを示す情ａ（即ちレンズＡでは６倍、レンズＢでは１
２倍）とか、単純に、レンズＡかレンズＢかを特定する
情報である。パルス発生回路２６は、ズーム位置検出回
路２０からのズーム位置信号とレンズ情報検出回路２４
からのレンズ情報に基づき、第４図に示すように、出力
パルスのパルス発生周波数を変える。モータ駆動回路１
８は、合焦判定回路１６からの焦合信号と、パルス発生
回路２６からのパルスを受け、モータ１４を駆動し撮像
素子１２を合焦位置に制御する。
した別の実施例を示す。例えば、交換レンズ群に、６倍
ズーム・レンズＡと１２倍ズーム・レンズＢがあるとす
る。レンズ情報検出回路２４は、使用レンズのレンズ情
報を読み取り、パルス発生回路２２に供給する。このレ
ンズ情報としては、使用レンズが何倍のズーム・レンズ
かを示す情ａ（即ちレンズＡでは６倍、レンズＢでは１
２倍）とか、単純に、レンズＡかレンズＢかを特定する
情報である。パルス発生回路２６は、ズーム位置検出回
路２０からのズーム位置信号とレンズ情報検出回路２４
からのレンズ情報に基づき、第４図に示すように、出力
パルスのパルス発生周波数を変える。モータ駆動回路１
８は、合焦判定回路１６からの焦合信号と、パルス発生
回路２６からのパルスを受け、モータ１４を駆動し撮像
素子１２を合焦位置に制御する。
第３図の実施例では、パルス発生回路２６は、レンズ情
報検出回路２４からのレンズ情報信号とズーム位置検出
回路からのズーム位置信号とから、ズーム・レンズ１０
の使用時の実効焦点距離を知り、その実効焦点距離に相
応する周波数でパルスを発生している。
報検出回路２４からのレンズ情報信号とズーム位置検出
回路からのズーム位置信号とから、ズーム・レンズ１０
の使用時の実効焦点距離を知り、その実効焦点距離に相
応する周波数でパルスを発生している。
撮像素子１２の移動手段としては、ステッピング・モー
タ１４以外に、ＤＣモータやＡＣモータでもよい。その
ようなモータでは、パルス発生回路２２．２６の代わり
に、ズーム位置信号（及び前記レンズ情報信号）に応じ
て、電圧値又電流値の異なる直流信号とか、周波数又は
振幅の異なる交流信号を発生する回路を用いればよい、
モータ以外でも、例えば、第５図に示すようにボイス・
コイル式駆動部材を用いて撮像素子を移動させてもよい
。
タ１４以外に、ＤＣモータやＡＣモータでもよい。その
ようなモータでは、パルス発生回路２２．２６の代わり
に、ズーム位置信号（及び前記レンズ情報信号）に応じ
て、電圧値又電流値の異なる直流信号とか、周波数又は
振幅の異なる交流信号を発生する回路を用いればよい、
モータ以外でも、例えば、第５図に示すようにボイス・
コイル式駆動部材を用いて撮像素子を移動させてもよい
。
第５図において、３０はそのボイス・コイル式駆動部材
であり、３２が磁石、３４がコイルを巻回した移動体で
あり、この移動体３４に撮像素子が支持されている。ボ
イス・コイル駆動回路３６は、ズーム位置検出回路２０
からのズーム位置信号を受け、そのズーム位置信号に応
じた電圧のコイル駆動信号を出力する。勿論コイル駆動
回路３６には焦合信号も入力されており、回路３６は、
これにより撮像素子１２が合焦点に向かうようなコイル
駆動信号を形成する。ズーム・レンズ１０が低倍率で用
いられているときには、ボイス・コイル駆動電圧を低く
して撮像素子１２の移動速度を遅くし、ズーム・レンズ
１０が高倍率で用いられているときには、ボイス・コイ
ル駆動電圧を高（して撮像素子１２の移動速度を速くす
る。
であり、３２が磁石、３４がコイルを巻回した移動体で
あり、この移動体３４に撮像素子が支持されている。ボ
イス・コイル駆動回路３６は、ズーム位置検出回路２０
からのズーム位置信号を受け、そのズーム位置信号に応
じた電圧のコイル駆動信号を出力する。勿論コイル駆動
回路３６には焦合信号も入力されており、回路３６は、
これにより撮像素子１２が合焦点に向かうようなコイル
駆動信号を形成する。ズーム・レンズ１０が低倍率で用
いられているときには、ボイス・コイル駆動電圧を低く
して撮像素子１２の移動速度を遅くし、ズーム・レンズ
１０が高倍率で用いられているときには、ボイス・コイ
ル駆動電圧を高（して撮像素子１２の移動速度を速くす
る。
ズーム位置信号の代わりに、使用時のレンズ焦点距離を
示す信号、即ちズーム・レンズの実効焦点距離値を表す
信号をパルス発生回路２２．２６及びボイス・コイル駆
動回路３６の供給してもよい、ズーム・レンズ以外に固
定焦点距離のレンズでも、それらを交換して用いるシス
テムでは、使用レンズの焦点距離情報（ズーム・レンズ
では実効焦点距離の情報）により、自動合焦システムに
おける撮像素子移動速度を変更すればよい。
示す信号、即ちズーム・レンズの実効焦点距離値を表す
信号をパルス発生回路２２．２６及びボイス・コイル駆
動回路３６の供給してもよい、ズーム・レンズ以外に固
定焦点距離のレンズでも、それらを交換して用いるシス
テムでは、使用レンズの焦点距離情報（ズーム・レンズ
では実効焦点距離の情報）により、自動合焦システムに
おける撮像素子移動速度を変更すればよい。
また、パルス発生回路２２．２６の代わりに、駆動回路
工８の出力パルスを分周する回路を設け、その分周回路
の分周率を実効焦点距離情報で変更するようにしてもよ
い。
工８の出力パルスを分周する回路を設け、その分周回路
の分周率を実効焦点距離情報で変更するようにしてもよ
い。
以上の説明から容易に理解出来るように、本発明によれ
ば、使用レンズの実効焦点距離（固定焦点距離のレンズ
ではその焦点距離、ズーム・レンズではそのズーム位置
での焦点距離）に応じた最適の精度と応答速度で合焦状
態を達成できる。
ば、使用レンズの実効焦点距離（固定焦点距離のレンズ
ではその焦点距離、ズーム・レンズではそのズーム位置
での焦点距離）に応じた最適の精度と応答速度で合焦状
態を達成できる。
第１図は、本発明に係る自動合焦装置の概略ブロック図
、第２図は第１図図示回路のパルス発生回路２２の特性
図、第３図は本発明の第２の実施例のブロック図、第４
図は第３図図示回路のパルス発生回路２６の特性図、第
５図はボイス２コイル駆動部材により撮像素子を移動さ
せる本発明の別の実施例を示す。 １０−・−ズーム・レンズ １０ａ・・−ズーミング用
レンズ １２−・描像素子 １４−・−モータ １６−
・−合焦判定回路 １８・・・モータ駆動回路 ２０・
−・ズーム位置検出回路 ２２．２６−・−パルス発生
回路２４−レンズ情報検出回路 ３０−・−ボイス・コ
イル式駆動部材 ３２−磁石 ３４・−・移動体 ３６
−ボイス・コイル駆動回路
、第２図は第１図図示回路のパルス発生回路２２の特性
図、第３図は本発明の第２の実施例のブロック図、第４
図は第３図図示回路のパルス発生回路２６の特性図、第
５図はボイス２コイル駆動部材により撮像素子を移動さ
せる本発明の別の実施例を示す。 １０−・−ズーム・レンズ １０ａ・・−ズーミング用
レンズ １２−・描像素子 １４−・−モータ １６−
・−合焦判定回路 １８・・・モータ駆動回路 ２０・
−・ズーム位置検出回路 ２２．２６−・−パルス発生
回路２４−レンズ情報検出回路 ３０−・−ボイス・コ
イル式駆動部材 ３２−磁石 ３４・−・移動体 ３６
−ボイス・コイル駆動回路
Claims (3)
- （１）焦合信号に応じて、撮像素子を光軸方向に移動さ
せる撮像素子移動手段と、使用光学系の実効焦点距離を
検出する検出回路と、当該検出回路からの実効焦点距離
情報に応じて、当該撮像素子移動手段による撮像素子移
動速度を変更する手段とからなることを特徴とする自動
合焦装置。 - （２）前記使用光学系がズーム・レンズであり、前記実
効焦点距離情報がそのズーム、位置を示す信号である特
許請求の範囲第（１）項に記載の装置。 - （３）前記使用光学系が固定焦点距離のレンズであり、
前記実効焦点距離情報がその固定焦点距離を示す信号で
ある特許請求の範囲第（１）項に記載の装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61231340A JPS6387871A (ja) | 1986-10-01 | 1986-10-01 | 自動合焦装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61231340A JPS6387871A (ja) | 1986-10-01 | 1986-10-01 | 自動合焦装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6387871A true JPS6387871A (ja) | 1988-04-19 |
Family
ID=16922098
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61231340A Pending JPS6387871A (ja) | 1986-10-01 | 1986-10-01 | 自動合焦装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6387871A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0281578A (ja) * | 1988-09-18 | 1990-03-22 | Canon Inc | 自動焦点調節装置及びレンズユニット及びカメラ装置 |
| JPH0296483A (ja) * | 1988-09-30 | 1990-04-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ビデオカメラ |
| JPH04131072U (ja) * | 1991-05-24 | 1992-12-01 | 日立電子株式会社 | テレビカメラ |
| JP2009244903A (ja) * | 2009-07-27 | 2009-10-22 | Canon Inc | 撮像装置および自動合焦制御方法 |
| US8730381B2 (en) | 2010-08-19 | 2014-05-20 | Canon Kabushiki Kaisha | Image pickup system, camera and interchangeable lens |
-
1986
- 1986-10-01 JP JP61231340A patent/JPS6387871A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0281578A (ja) * | 1988-09-18 | 1990-03-22 | Canon Inc | 自動焦点調節装置及びレンズユニット及びカメラ装置 |
| JPH0296483A (ja) * | 1988-09-30 | 1990-04-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ビデオカメラ |
| JPH04131072U (ja) * | 1991-05-24 | 1992-12-01 | 日立電子株式会社 | テレビカメラ |
| JP2009244903A (ja) * | 2009-07-27 | 2009-10-22 | Canon Inc | 撮像装置および自動合焦制御方法 |
| JP4574726B2 (ja) * | 2009-07-27 | 2010-11-04 | キヤノン株式会社 | 撮像装置および自動合焦制御方法 |
| US8730381B2 (en) | 2010-08-19 | 2014-05-20 | Canon Kabushiki Kaisha | Image pickup system, camera and interchangeable lens |
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