JPS6393277A - 自動合焦装置 - Google Patents
自動合焦装置Info
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- JPS6393277A JPS6393277A JP61239783A JP23978386A JPS6393277A JP S6393277 A JPS6393277 A JP S6393277A JP 61239783 A JP61239783 A JP 61239783A JP 23978386 A JP23978386 A JP 23978386A JP S6393277 A JPS6393277 A JP S6393277A
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- moving mechanism
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- focusing
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 13
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- -1 silver halide Chemical class 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
- H04N23/60—Control of cameras or camera modules
- H04N23/67—Focus control based on electronic image sensor signals
Landscapes
- Engineering & 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、レンズにより結像された映像を撮像素子で光
電変換するカメラの自動合焦装置に関する。
電変換するカメラの自動合焦装置に関する。
撮像素子により電気映像信号を得るビデオ・カメラ、電
子スチル・カメラ等のカメラでは、撮像素子自体はレン
ズ光軸に対して垂直に固定されており、ＤＣモータ又は
ステップ・モーフの出力を歯車機構をにより減速し、レ
ンズの前玉又は後玉を光軸方向に前後動することにより
、レンズを合焦状態に調節していた。従って、駆動系の
イナーシャは大きなものとなり、通常は、駆動系のイナ
ーシャを考慮して最適な加減速制御を行っている。
子スチル・カメラ等のカメラでは、撮像素子自体はレン
ズ光軸に対して垂直に固定されており、ＤＣモータ又は
ステップ・モーフの出力を歯車機構をにより減速し、レ
ンズの前玉又は後玉を光軸方向に前後動することにより
、レンズを合焦状態に調節していた。従って、駆動系の
イナーシャは大きなものとなり、通常は、駆動系のイナ
ーシャを考慮して最適な加減速制御を行っている。
しかしながら例えば、ＡＦセンサからの繰り出し指令信
号により急速な加速駆動を行った場合、目的位置での停
止に際しオーバーシュートを生じ、安定に停止するまで
の整定時間が長くなる。また、停止位置、即ち合焦位置
付近でのレンズ駆動系のオーバーシュートは、盪影者に
とって視覚的に非常に煩わしく怒じられる。
号により急速な加速駆動を行った場合、目的位置での停
止に際しオーバーシュートを生じ、安定に停止するまで
の整定時間が長くなる。また、停止位置、即ち合焦位置
付近でのレンズ駆動系のオーバーシュートは、盪影者に
とって視覚的に非常に煩わしく怒じられる。
このオーバーシュートを抑えるために加速度を小さくす
ると、合焦状態に達するまでに時間がかかり、激しく動
く被写体を撮影する場合に追尾して撮影することが出来
なくなる。かかるオーバーシュートについて以下説明す
る。第３図はレンズ系の一般的加減速パターンを示す。
ると、合焦状態に達するまでに時間がかかり、激しく動
く被写体を撮影する場合に追尾して撮影することが出来
なくなる。かかるオーバーシュートについて以下説明す
る。第３図はレンズ系の一般的加減速パターンを示す。
焦合信号から予測されるデフォーカス量に従い、最短時
間で到達でき、且つオーバーシュートの生じない最適パ
ターンが選択されるが、第３図の（ａ）においてＴ。
間で到達でき、且つオーバーシュートの生じない最適パ
ターンが選択されるが、第３図の（ａ）においてＴ。
は加速域、Ｔ２は定速域、Ｔ３及びＴ、は減速域である
。また、（ｂ）の曲線は（ａ）の曲線に較べ定則時の速
度が小さい場合を示す。
。また、（ｂ）の曲線は（ａ）の曲線に較べ定則時の速
度が小さい場合を示す。
合焦点Ａに対するレンズ駆動の様子をレンズ位置と時間
の関係で示したのが、第４図である。レンズ移動の加速
度を高めると、第４図（ａｌのようにＴ、という短時間
で合焦点Ａに達するものの、オーバーシュートが生じて
しまい、結局安定するのは開始からＴ、の時間を必要と
する。他方第４図中）に示すように、レンズ移動の加速
度を低くすると、オーバーシュートは生じないものの、
合焦点Ａに達するのにＴｃという長い時間を必要とする
。
の関係で示したのが、第４図である。レンズ移動の加速
度を高めると、第４図（ａｌのようにＴ、という短時間
で合焦点Ａに達するものの、オーバーシュートが生じて
しまい、結局安定するのは開始からＴ、の時間を必要と
する。他方第４図中）に示すように、レンズ移動の加速
度を低くすると、オーバーシュートは生じないものの、
合焦点Ａに達するのにＴｃという長い時間を必要とする
。
また、合焦調節の精度は、レンズの最小繰り出し量に依
存し、機械的誤差もあいまって高精度なピント調節には
限界があった。
存し、機械的誤差もあいまって高精度なピント調節には
限界があった。
そこで、本発明は、従来の装置に較べ、より高速且つ高
精度に合焦状態に調節できる自動合焦装置を提示するこ
とを目的とする。
精度に合焦状態に調節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、合焦度を示す焦合信号に
基づきレンズ系により形成された撮像手段の撮像面の映
像を合焦状態に自動制御する自動合焦装置であって、前
記レンズ系を合焦調節すべく駆動させるレンズ移動機構
と、前記撮像面を光軸方向に移動させる撮像手段移動機
構と、当該レンズ移動機構とを組み合わせて制御する制
御手段とを有する。
基づきレンズ系により形成された撮像手段の撮像面の映
像を合焦状態に自動制御する自動合焦装置であって、前
記レンズ系を合焦調節すべく駆動させるレンズ移動機構
と、前記撮像面を光軸方向に移動させる撮像手段移動機
構と、当該レンズ移動機構とを組み合わせて制御する制
御手段とを有する。
本発明では、レンズ移動機構と撮像手段移動機構とを組
み合わせて合焦状態に制御することにより、例えばレン
ズ移動機構によりオーバーシュートが生じても撮像手段
移動機構で補償するので、実質的に合焦点に到達する時
間を大幅に短縮できる。また、撮像手段移動機構により
合焦調節をより高精度なものにすることができる。
み合わせて合焦状態に制御することにより、例えばレン
ズ移動機構によりオーバーシュートが生じても撮像手段
移動機構で補償するので、実質的に合焦点に到達する時
間を大幅に短縮できる。また、撮像手段移動機構により
合焦調節をより高精度なものにすることができる。
以下、図面を参照して、本発明の一実施例を説明する。
第１図は、電子スチル・カメラに本発明を適用した一実
施例の回路ブロック図を示し、第２図はその動作フロー
チャートを示す。
施例の回路ブロック図を示し、第２図はその動作フロー
チャートを示す。
第１図において、ＣＰＵｌ０は、カメラの撮影・記録動
作と自動合焦動作を総合的に制御する制御回路である。
作と自動合焦動作を総合的に制御する制御回路である。
１２はＣＣＤ撮像素子であり、その出力は信号処理系１
４で処理され、記録再生糸１６で記録媒体（図示せず）
に記録される。撮像素子１２のよる映像信号からは、そ
の高周波成分の振幅の大小によりレンズ系１８の合焦状
態を判定できる。即ち被写体像の映像信号の高周波成分
の振幅が最大のときをもって合焦状態と判断でき、ＣＰ
ｔＪｌｏは、その高周波成分最大振幅値（焦合信号）に
従い、ステッピング・モータ２０の回転／停止、回転方
向、回転速度等を制御し、当該モータ２０の駆動力は、
駆動ギヤ２２を介して減速され、レンズ系１８の合焦用
レンズ１８ａ位置調節に利用される。
４で処理され、記録再生糸１６で記録媒体（図示せず）
に記録される。撮像素子１２のよる映像信号からは、そ
の高周波成分の振幅の大小によりレンズ系１８の合焦状
態を判定できる。即ち被写体像の映像信号の高周波成分
の振幅が最大のときをもって合焦状態と判断でき、ＣＰ
ｔＪｌｏは、その高周波成分最大振幅値（焦合信号）に
従い、ステッピング・モータ２０の回転／停止、回転方
向、回転速度等を制御し、当該モータ２０の駆動力は、
駆動ギヤ２２を介して減速され、レンズ系１８の合焦用
レンズ１８ａ位置調節に利用される。
２４は、ＣＣＤ撮像素子１２の受光面をレンズ系１８の
光軸に垂直な方向に保った状態でレンズ光軸方向に微小
移動させる移動機構であり、例えば圧電素子を使った機
構である。ＣＰＵｌ０は、合焦用レンズ１８ａが停止す
べき位置又はその近傍で、移動機構２４によるＣＣＤ１
２の微小移動に切り換える。また、焦合信号によりＣＣ
Ｄ１２の微小移動で間に合う場合にはＣＣＤ移動機構２
４にのみ所要の移動を指示する。
光軸に垂直な方向に保った状態でレンズ光軸方向に微小
移動させる移動機構であり、例えば圧電素子を使った機
構である。ＣＰＵｌ０は、合焦用レンズ１８ａが停止す
べき位置又はその近傍で、移動機構２４によるＣＣＤ１
２の微小移動に切り換える。また、焦合信号によりＣＣ
Ｄ１２の微小移動で間に合う場合にはＣＣＤ移動機構２
４にのみ所要の移動を指示する。
移動機構２４にはＣＣＤ１２及び必要な回路が！！置さ
れるだけであるから、イナーシャは極めて小さくできる
ので、制動時のオーバーシュートを小さくできる。
れるだけであるから、イナーシャは極めて小さくできる
ので、制動時のオーバーシュートを小さくできる。
ＣＣＤ１２とレンズ系１８との間にハーフ・ミラを配し
、そこからの光を受光素子で受け、焦合信号を形成して
もよいが、その場合には、ＣＣＤ移動機構２４によるＣ
ＣＤ１２位置の移動に応じて正確にその受光素子の受光
面を光軸方向に移ｍＪさせなけれなならない。初期にお
けるＣＣＤ１２の撮影面と、ＡＦセンサとしてのこの受
光素子の受光面との光軸方向での位置ズレは、移動機構
２４のオフセット景の設定により容易に調節出来る。
、そこからの光を受光素子で受け、焦合信号を形成して
もよいが、その場合には、ＣＣＤ移動機構２４によるＣ
ＣＤ１２位置の移動に応じて正確にその受光素子の受光
面を光軸方向に移ｍＪさせなけれなならない。初期にお
けるＣＣＤ１２の撮影面と、ＡＦセンサとしてのこの受
光素子の受光面との光軸方向での位置ズレは、移動機構
２４のオフセット景の設定により容易に調節出来る。
次に、第２図を参照して第１図の回路の動作を説明する
。自動合焦動作のスタート後、先ず焦合信号から結像光
学系のデフォーカス量及び合焦点の方向を検出する（Ｓ
ｌ）。この検出ステップＳｌ自体には種々の方式がある
が、本発明はその特定の方式には限定されない。デフォ
ーカス量の大きさを調べ（Ｓ２）、それが所定値より小
さい時には、ＣＣＤ移動機構２４によりＣＣＤ１２を微
小量だけ移動させる（Ｓ３）。デフォーカス量が所定値
より大きい時には、ＣＰＵｌ０がそのデフォーカス量に
応じたレンズ加減速パターンを決定しくＳ４）、モータ
２０によりレンズ１８ａを駆動する（Ｓ５）。オーバー
シュートが生じるときにはステップＳ３に移行して当該
オーバーシュートを打ち消すような移動をＣＣＤ１２に
与える（Ｓ６）。ステップＳ３．Ｓ６の後、合焦点か否
かを調べ（Ｓ７）、合焦点でなければステップＳ１に戻
り、合焦点であれば終了する（Ｓ８）。
。自動合焦動作のスタート後、先ず焦合信号から結像光
学系のデフォーカス量及び合焦点の方向を検出する（Ｓ
ｌ）。この検出ステップＳｌ自体には種々の方式がある
が、本発明はその特定の方式には限定されない。デフォ
ーカス量の大きさを調べ（Ｓ２）、それが所定値より小
さい時には、ＣＣＤ移動機構２４によりＣＣＤ１２を微
小量だけ移動させる（Ｓ３）。デフォーカス量が所定値
より大きい時には、ＣＰＵｌ０がそのデフォーカス量に
応じたレンズ加減速パターンを決定しくＳ４）、モータ
２０によりレンズ１８ａを駆動する（Ｓ５）。オーバー
シュートが生じるときにはステップＳ３に移行して当該
オーバーシュートを打ち消すような移動をＣＣＤ１２に
与える（Ｓ６）。ステップＳ３．Ｓ６の後、合焦点か否
かを調べ（Ｓ７）、合焦点でなければステップＳ１に戻
り、合焦点であれば終了する（Ｓ８）。
本発明では、第４図＋８）の曲線のオーパージニートを
打ち消すように、第５図に示すような逆方向の移動をＣ
ＣＤ１２に与える。勿論、レンズ１８ａの移動加速度の
最大値は、レンズ１８ａのオーバーシュートの最大量δ
がＣＣＤ移動機構２４による補償可能範囲に納まる程度
に、移動機構２４は構成される。このようにして、ピン
ト調節開始から時間Ｔ１で合焦点Ａに実質的に安定する
。
打ち消すように、第５図に示すような逆方向の移動をＣ
ＣＤ１２に与える。勿論、レンズ１８ａの移動加速度の
最大値は、レンズ１８ａのオーバーシュートの最大量δ
がＣＣＤ移動機構２４による補償可能範囲に納まる程度
に、移動機構２４は構成される。このようにして、ピン
ト調節開始から時間Ｔ１で合焦点Ａに実質的に安定する
。
また、焦合信号により予測されるデフォーカス量が小さ
いものであるいときには、ＣＣＤ移動機構２４のみによ
り合焦状態に調節する。ＣＣＤ移動機構２４は、レンズ
駆動系よりもイナーシャを小さくできるので、この場合
には、レンズの位置調節によるのに比較して、より高速
且つ安定にピト調節を達成できる。
いものであるいときには、ＣＣＤ移動機構２４のみによ
り合焦状態に調節する。ＣＣＤ移動機構２４は、レンズ
駆動系よりもイナーシャを小さくできるので、この場合
には、レンズの位置調節によるのに比較して、より高速
且つ安定にピト調節を達成できる。
所謂山登り方式による自動合焦システムでは、焦合信号
が最大値を示す点が合焦点であるので、焦合信号自体か
らはデフォーカス量を知ることができず、最適加速度パ
ターンの設定もできない。
が最大値を示す点が合焦点であるので、焦合信号自体か
らはデフォーカス量を知ることができず、最適加速度パ
ターンの設定もできない。
しかし、このようなシステムに対しては、焦合信号が最
大値を示した直後で撮像素子の位置移動による合焦調節
に切り換えて、同様に、オーパージニートを打ち消すよ
うな移動動作をこの切換時にＣＣＤ移動機構に与えれば
よい。
大値を示した直後で撮像素子の位置移動による合焦調節
に切り換えて、同様に、オーパージニートを打ち消すよ
うな移動動作をこの切換時にＣＣＤ移動機構に与えれば
よい。
ＣＣＤ移動機構により、レンズ交換タイプのカメラでは
、レンズ・マウント部分等による結像面位五の機械的誤
差を電気制御で吸収することができる。
、レンズ・マウント部分等による結像面位五の機械的誤
差を電気制御で吸収することができる。
本実施例においては、ＣＣＤ１２の出力の高周波成分を
用いて焦点調節を行ったが、ＣＣＤの出力を用いずに、
例えば一般にアクティブ・タイプの焦点検出承知と言わ
れるような装置を用いるようにしてもよい。また、本実
施例においては撮像手段としてＣＣＤ１２を用いたが、
これに限らず、銀塩フィルムを用いた場合であっても、
かかるフィルムを光軸方向に動かす移動機構を設ければ
、本発明を適用出来るのは勿論である。またレンズ系を
移動させずに合焦状態に制？’［ｌＩできるレンズ、例
えば屈折率可変のレンズに本発明を通用出来るのは明ら
かである。
用いて焦点調節を行ったが、ＣＣＤの出力を用いずに、
例えば一般にアクティブ・タイプの焦点検出承知と言わ
れるような装置を用いるようにしてもよい。また、本実
施例においては撮像手段としてＣＣＤ１２を用いたが、
これに限らず、銀塩フィルムを用いた場合であっても、
かかるフィルムを光軸方向に動かす移動機構を設ければ
、本発明を適用出来るのは勿論である。またレンズ系を
移動させずに合焦状態に制？’［ｌＩできるレンズ、例
えば屈折率可変のレンズに本発明を通用出来るのは明ら
かである。
以上の説明から容易に理解できるように、本発明によれ
ば、極めて短い時間で、且つ収束の速いピント調節を達
成できる。
ば、極めて短い時間で、且つ収束の速いピント調節を達
成できる。
第１図は本発明に係る自動合焦装置の一実施例の回路プ
ロ・ツク図、第２図は合焦調節の動作を示すフローチャ
ート、第３図はレンズ駆動系の駆動速度と合焦点との関
係を示す図、第４図はオーバーシュートの様子を説明す
る図、第５図は、本発明のＣＯＤ駆動機構によりレンズ
駆動系のオーバーシュートをを補償する動作の説明図で
ある。 １０・・・ＣＰＵ １２−４最像素子（ＣＣＤ）
１４＝・・信号処理系 １６−記録再生系 １８−・
レンズ系 ２０−ステ・ノピング、モータ ２２−％［
Ｋ動ギア ２４・−ＣＣＤ移動機構
ロ・ツク図、第２図は合焦調節の動作を示すフローチャ
ート、第３図はレンズ駆動系の駆動速度と合焦点との関
係を示す図、第４図はオーバーシュートの様子を説明す
る図、第５図は、本発明のＣＯＤ駆動機構によりレンズ
駆動系のオーバーシュートをを補償する動作の説明図で
ある。 １０・・・ＣＰＵ １２−４最像素子（ＣＣＤ）
１４＝・・信号処理系 １６−記録再生系 １８−・
レンズ系 ２０−ステ・ノピング、モータ ２２−％［
Ｋ動ギア ２４・−ＣＣＤ移動機構
Claims (1)
- 合焦度を示す焦合信号に基づきレンズ系により形成され
た撮像手段の撮像面の映像を合焦状態に自動制御する自
動合焦装置であって、前記レンズ系を合焦調節すべく駆
動させるレンズ移動機構と、前記撮像面を光軸方向に移
動させる撮像手段移動機構と、当該レンズ移動機構とを
組み合わせて制御する制御手段とを有することを特徴と
する自動合焦装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61239783A JPS6393277A (ja) | 1986-10-08 | 1986-10-08 | 自動合焦装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61239783A JPS6393277A (ja) | 1986-10-08 | 1986-10-08 | 自動合焦装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6393277A true JPS6393277A (ja) | 1988-04-23 |
Family
ID=17049822
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61239783A Pending JPS6393277A (ja) | 1986-10-08 | 1986-10-08 | 自動合焦装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6393277A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019058974A1 (ja) * | 2017-09-20 | 2019-03-28 | 富士フイルム株式会社 | 撮像装置、撮像装置本体及び撮像装置の合焦制御方法 |
| WO2019058973A1 (ja) * | 2017-09-20 | 2019-03-28 | 富士フイルム株式会社 | 撮像装置、撮像装置本体及び撮像装置の合焦制御方法 |
| US10785402B2 (en) | 2017-09-20 | 2020-09-22 | Fujifilm Corporation | Imaging device and focusing control method of imaging device |
| CN111868597A (zh) * | 2018-02-27 | 2020-10-30 | 富士胶片株式会社 | 摄像装置、其对焦辅助方法及其对焦辅助程序 |
-
1986
- 1986-10-08 JP JP61239783A patent/JPS6393277A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019058974A1 (ja) * | 2017-09-20 | 2019-03-28 | 富士フイルム株式会社 | 撮像装置、撮像装置本体及び撮像装置の合焦制御方法 |
| WO2019058973A1 (ja) * | 2017-09-20 | 2019-03-28 | 富士フイルム株式会社 | 撮像装置、撮像装置本体及び撮像装置の合焦制御方法 |
| US10764488B2 (en) | 2017-09-20 | 2020-09-01 | Fujifilm Corporation | Imaging device, imaging device main body, and focusing control method of imaging device |
| US10785402B2 (en) | 2017-09-20 | 2020-09-22 | Fujifilm Corporation | Imaging device and focusing control method of imaging device |
| JPWO2019058973A1 (ja) * | 2017-09-20 | 2020-11-05 | 富士フイルム株式会社 | 撮像装置、撮像装置本体及び撮像装置の合焦制御方法 |
| JPWO2019058972A1 (ja) * | 2017-09-20 | 2020-11-05 | 富士フイルム株式会社 | 撮像装置及び撮像装置の合焦制御方法 |
| JPWO2019058974A1 (ja) * | 2017-09-20 | 2020-11-05 | 富士フイルム株式会社 | 撮像装置、撮像装置本体及び撮像装置の合焦制御方法 |
| US10931865B2 (en) | 2017-09-20 | 2021-02-23 | Fujifilm Corporation | Focus adjustment function of imaging device, focus adjustment function of imaging device main body, and focus adjustment method of imaging device |
| CN111868597A (zh) * | 2018-02-27 | 2020-10-30 | 富士胶片株式会社 | 摄像装置、其对焦辅助方法及其对焦辅助程序 |
| JPWO2019167482A1 (ja) * | 2018-02-27 | 2020-12-17 | 富士フイルム株式会社 | 撮像装置、その焦点合わせ補助方法、及び、その焦点合わせ補助プログラム |
| CN111868597B (zh) * | 2018-02-27 | 2022-02-08 | 富士胶片株式会社 | 摄像装置、其对焦辅助方法及记录介质 |
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