JPH022292A - 自動焦点機能付カメラ - 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】 技術分野 本発明はカメラ、とくにその自動焦点機構に関する。

背景技術 自動焦点機能付カメラ　（ＡＦカメラ）、たとえばＣＣ
Ｄなどの撮像素子から得られた映像信号を利用するコン
トラスト検出のＡＦ機構を有する従来のＡＦカメラは、
映像信号の高周波成分を所定の画像領域でサンプリング
して、所定の期間積分し、その積分イ１ＱＣＡＦ評価デ
ータ）とその前のＡＦ評価データとを比較して、たとえ
ば山登り制御法によりＡＦ評価データが常に最高になる
ように光学系レンズのフォーカシングレンズを駆動させ
てピントを合わせていた。

このＡ　Ｆ　４ｊ９．構の場合、カメラの電源が入れら
れた時、あるいは被写体にピントが合っている状態から
ピントがずれた時のようにＡ　Ｆ　Ｊｊｌ、構が始動す
る際、比較する前のＡＦ評価データがないため光学系レ
ンズを至近または無限大のどちらに駆動させてよいかを
決定することができなかった。したがって、−旦、フォ
ーカシングレンズを任意の方向に移動させてその時のＡ
Ｆ評価データを算出し、その移動した方向がＡＦ評価デ
ータが増加する方向か否かを判定して焦点を合わせてゆ
く方式になっていた。

しかし１この方式では、ムービー撮影の場合、ＡＦ機構
のレンズの移動方向の判定動作が撮影中に行われること
から、撮影された映像信号の中にもそれによる画像の変
化が含まれてしまうため、画像が不自然になるという問
題が生じていた。

また、映像信号をサンプリングする領域内に遠近の被写
体が混在している場合に、たとえば遠い方の被写体にピ
ントを合せたいにもかかわらず、近い方の被写体にピン
トが合ってしまうという問題があった。

目　　　的 本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、滑らかで
自然な合焦動作が可能で、しかも目的とする被写体に合
焦させることができる自動焦点機能を有するカメラを提
供することを目的とする。

発明の開示 本発明によれば、被写体を撮像する撮像レンズと、撮像
レンズを介して入力した光を映像信号に変換する撮像手
段と、映像信号を所定の期間サンプリングするサンプリ
ング手段と、サンプリングされた映像信号を用いて撮像
レンズの少なくとも焦点調節の方向を算出する演算手段
と、算出の結果に応じて焦点調節に必要なレンズを移動
させる駆動手段とを有する自動焦点機能付カメラが、被
写体がカメラに対してその前方に存在する概略の領域を
検出する簡易測距手段を含み、演算手段は、簡易ａｌｌ
ｌｌ投手段出した概略の領域を参照して撮像レンズの焦
点調節をすべき方向を決定する。

また本発明によれば、上記のカメラの簡易測距手段は、
被写体に向けて赤外線を送出する発光手段と、被写体で
反射した赤外線を受光して概略の領域を示す信号を出力
する受光手段とを有する赤外ユニットを含んでもよい。

。 また本発明によれば、上記のカメラの演算手段は、撮像
レンズの少なくとも焦点調節の方向を出登り制御法で算
出する。

実施例の説明 次に添付図面を参照して本発明による自動焦点機能付カ
メラの実施例を詳細に説明する。

第１図を参照すると、本発明の自動焦点機能付カメラを
ビデオカメラに適用した場合の一例の構成が示されてい
る６本実施例のカメラは、固体撮像素子３０、およびア
クティブ方式の測距システムを構成する赤外線（ＩＲ）
Δ１１距ユニッ）６０を有し、固体撮像素子３０で得ら
れた映像信号を利用してコントラスト検出を行い、　Ｉ
Ｒユニット８０から得られる距離情報を参照して光学系
レンズ５０の所定のレンズ群を制御するものである。

カメラａ１１１０は、たとえば複数の撮像セルが配列さ
れた撮像セルアレイ３２を含むＣＣＤなどの電荷伝送デ
バイスからなる固体撮像素子３０、およびたとえば４群
のズームレンズを構成する光学系レンズ５０を有し、光
学系レンズ５０を通った被写体からの入射光を映像信号
に変換する。変換された映像信号は、輝度信号と複合同
期信号とに分離される。分離後の輝度信号は出力１０２
にから映像信号処理回路１２に出力され、また複合同期
信号は出力１０８にから同期信号処理部１６に出力され
る。なお１分離された輝度信号は、本発明に関するＡＦ
機構に出力されるとともに、出力１３０から記録系など
他の回路にも出力される。

カメラ部ｌＯはまた。光学系レンズ５０のズームレンズ
系およびフォーカシングレンズ系を移動させるズームモ
ータ３４およびフォーカスモータ３８を有し、各モータ
はモータ制御回路２６の出力＋２４および出力１２８か
ら入力される制御信号に従って駆動する。

映像信号処理回路１２は、バンドパスフィルタおよびク
ランプ回路を有している。映像信号処理回路１２は、カ
メラ部ｌＯの出力１０２から入力された輝度信号ののう
ち高周波成分を取り出し、取り出した高周波成分の信号
をクランプした後に出力１０４からＡ／Ｄ変換部１４に
出力する。

Ａ／Ｄ変換部１４は、映像信号処理回路１２の出力１０
４から入力された高周波成分のアナログ信号をデジタル
に変換してゲート回路２０に出力する。

一方、同期信号処理部１６は、カメラ部ｌＯの出力１０
日から入力された複合同期信号を垂直同期信号（Ｖｓｙ
ｎｃ）と水平同期信号（Ｈｓｙｎｃ）に分離する。

分ａ後の各信号は、出力１１０からゲート信号作成回路
１日に出力される。なお、これらの同期信号Ｖｓｙｎｃ
とＨｓｙｎｃは、例えばカメラ部１０に同期分離器が搭
載されている場合にはカメラ部ｌＯから直接取り出すこ
とができる。

ゲート信号作成回路１８は、ゲート回路２０においてサ
ンプリングすべき、たとえば第３図に示した画像領域工
の水平方向および垂直方向の設定値が設定され、これと
、同期信号処理部１６から入力されるＶｓｙｎｃおよび
Ｈｓｙｎｃによる画面の走査線の走査状況とを比較する
。比較した結果により、ゲート回路２０におけるサンプ
リングのタイミングを制御する制御信号が出力１１２に
出力される。

ゲート回路２０は１図示しないアンドゲート回路を有し
、Ａ／Ｄ変換部１４の出力１０Ｂから入力されるＡ／Ｄ
変換後の輝度信号をゲート信号作成回路１８の出力１１
２から入力される制御信号に従って、所定の期間サンプ
リングする。サンプリング後の信号は、出力１１４から
演算回路２２に出力される。

演算回路２２は、ゲート回路２０の出力１１４から入力
されたサンプリング後の信号を所定の期間積分する。積
分後のデータ（ＡＦ評価データ）は、出力１１８からＭ
ＰＵ　２４に出力される。

簡易ＩＲ−Ｌ　ニー／　トロ０（ｔ、近赤外！ＩａＬＥ
Ｄ　８２、発光レンズ６４、受光レンズ６６、および本
実施例では８ブロツクに分割された半導体装置検出素子
（ＰＳＤ）１３８を有している。ブロックの分割数はこ
れに限定されず、複数であればよい、近赤外光が、近赤
外線ＬＥ［］　８２から発光レンズ６４を通して被写体
に投光され、受光レンズ６６を通して入力する被写体か
らの反射光をＰＳＤ　１３８が受光する。　ＰＳＤ　６
８は、反射された近赤外線がＰＳロ６８のどのブロック
で受光されたかを示す信号が、出力ＩＥＩＯからＭＰＵ
　２４に出力される。この信号は、被写体までの距離を
判定するためのもので、その距離はＭＰＵ　２４にあら
かじめ記憶されているＰＳＤ　８８の各ブロックと距離
との換算値によりＭＰＵ　２４で算出される。

なお、簡易ＩＲユニット６０は、たとえば第３図の画面
３００のほぼ中央の領域■内に存在する被写体を測距の
対象にするように設定されている。また、近赤外線ＬＥ
Ｄ　８２における近赤外線は、周期的にパルス発光され
る。

ＭＰＵ　２４には、カメラ部１０の出力１１Ｂからは撮
像レンズ５０のフォーカシングレンズ系の位置情報が常
時入力され、これは、フォーカス位置情報テーブル２４
ａに格納される。ＭＰＵ　２４は、これと簡易ユニット
６０の出力１８０から入力されるエリア情報とを照合し
て、フォーカシングレンズ系の移動方向を決定する。

ＭＰＵ　２４はまた、演算回路２２の出力１１１３から
入力されるＡＦ評価データを用いて、いわゆる山登りサ
ーボ法による時系列の比較演算を行う。山登りサーボ法
における比較演算の結果に従い、上述したテーブル２４
ａを参照してフォーカシングレンズ系を駆動させるフォ
ーカスモータ３６の回転方向および駆動時間（フォーカ
シングレンズ系の移動止Ｉｔ）を決定する０回転方向お
よび駆動時間が決定すると、フォーカスモータ３Ｂを制
御する制御信号が出力１２Ｅｌからモータ制御回路２Ｂ
に出力される。

モータ制御回路２６は、ＭＰＵ　２４とカメラ部１０に
接続され、ＭＰＵ　２４の出力１２Ｂから入力される制
御信υに従い、フォーカスモータドライブ信号を出力１
２８に出力する。

ここで、第２図のフローチャートを参照して第１図に示
したカメラのＡＦ動作の開始時におけるＭＰＵ　２４の
動作について説明する。

カメラの主電源が入れられ、簡易ＩＲユニッ）８０から
前述した被写体のエリア情報が入力されると、ＭＰＵ　
２４はフォーカス位置情報テーブル２４ａに格納された
フォーカシングレンズ系の位置情報と、そのエリア情報
とを比較する（２０２）。フォーカシングレンズ系の合
焦位置がエリア情報の示す被写体のエリアに対応してし
・る場合は、演算回路２２から入力されるＡＦ評価デー
タを用いて、山登りサーボ法による合焦制御が行われる
（２０Ｂ）　。

ステップ２０２において、両者が対応していない７１に
は、フォーカシングレンズ系の合焦位置が被写体のエリ
アに対応する方向にフォーカスモータ３６を駆動させて
（２０４）　、　　ステップ２０６に移り、山登りサー
ボ法による合焦制御を行う。

このように本実施例によれば、ＡＦ動作の開始時にフォ
ーカシングレンズ系がピントのずれている位置にある場
合、簡易！Ｒユニット６０から入力された被写体のエリ
ア情報を用いることによって、山登りサーボ法による合
焦制御の前にフォーカシングレンズ系をほぼ合焦する位
置に向って移動させることができる。したがって、山登
リサーボ法による合焦制御の開始時にフォーカシングレ
ンズ系の駆動方向の判定動作をする必要がないため、滑
らかで自然な合焦動作を行うことができる。なお、これ
らの動作は、カメ゛うの主電源の投入時に限らず、撮影
途中において、被写体の移動などによりフォーカシング
レンズ系が合焦状態から非合焦状態になった場合のＡＦ
動作の開始時にも行われる。

また、本実施例のカメラは、映像信号をサンプリングす
る領域Ｉ内に遠近の被写体が混在している場合にも有利
に使用できる。たとえば、第３図には、画面３００のＡ
Ｆ動作に使用するサンプリング領域１内に撮影の目標で
ある遠方の被写体Ａと、近距離の被写体Ｂとが混在した
場合の例が示されている。

従来のコントラストＡＦカメラは、目標の被写体Ａにつ
いてＡＦ動作をしている時に第３図のように近距離の被
写体Ｂが混在した場合、たとえばサンプリング領域１内
における被写体Ｂの占める面積の割合が被写体Ａのそれ
よりも小さいにもかかわらず、被写体Ｂのコントラスト
の状態によっては、ＡＦ動作による合焦位置が被写体Ｂ
に移ってしまうことがあった。しかし１本実施例のカメ
ラでは１画面３００のほぼ中心に設定された簡易！Ｒユ
ニット６０の測距領域ＩＩ内にある被写体のＡＦ動作が
優先されるため、近距離の被写体Ｂの影響を受けること
なく［」的の被写体Ａについてｅ　Ａ　Ｆ動作が実行さ
れる。ただし、被写体Ｂが測距領域ＩＩ内に入った場合
は、ＡＦ動作の対象が被写体Ａから被写体Ｂに移ること
は言うまでもない。

なお、本実施例では、ＡＦ動作について説明したが、い
わゆるズーム動作の場合は通常のズームレンズと同様の
動作が行われる。この場合、ＭＰＵ　２４はカメラ部１
０から入力されるズームレンズ系の位置情報と、フォー
カシングレンズ系の位置情報とを対照して、それぞれの
レンズ系を駆動させるための制御信号を出力１２２およ
び出力１２Ｂからモータ制御回路２Ｂに出力する。モー
タ制御回路２６は出力１２４および出力１２８からズー
ムモータドライブ信号およびフォーカスモータドライブ
信号がカメラ部１０に送出し、ズームモータ３４および
フォーカスモータ３６を駆動させる。このような動作に
より光学系レンズ５０のズーム動作が実現される。

本実施例は、本発明の自動焦点機能付カメラをビデオカ
メラに適用したが、ビデオカメラ以外のたとえば固体撮
像デバイスを有する電子スチルカメラなどの他のカメラ
に適用することも可能である。

また１本実施例では、簡易測距手段として赤外線方式を
用いたが、赤外線方式以外のたとえば超音波方式など他
の方式を使用することができる。

効　　果 本発明によれば、映像信号の高周波成分を利用して自動
焦点調節の動作を行うコントラスト検出ＡＦカメラに、
アクティブ方式の３１１１距システムを構成する赤外線
ユニットが搭載されているため、　ＡＦ切動作開始時に
フォーカシングレンズ系の移動方向の判定動作をする必
要がなくなり、滑らかで自然な合焦動作を行うことがで
きる。

また、画面のコントラスト検出を行う領域内に遠近の被
写体が混在している場合でも、画面のほぼ中央に設定さ
れた領域で測距する赤外線ユニットからのデータを優先
させるため、他の被写体の影響を受けずに目標の被写体
についてＡＦ切動作実行させることができる。

第３図は第１図のカメラのコントラスト検出を行う領域
内に遠近の被写体が混在した場合の画像の一例を示す図
である。

１０゜ ２２゜ ２４゜ ２６　。

３８゜ ５０゜ ６０゜ ６２゜ ６８゜ 主要部分の符号の説明 、カメラ部 、演算回路 、　ＭＰＵ 、モータ制御回路 、フォーカスモータ 、光学系レンズ 、簡易ＩＲユニット 、近赤外線ＬＥＤ 、半導体装置検出素子

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による自動焦点機能付カメラの一実施例
を示す機能ブロック図、 第２図は第１図のカメラのＭＰＵの動作例を示すフロー
チャート、 特許出願人　富士写真フィルム株式会社代　理　人　香
取　老雄 丸山　隆夫 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被写体を撮像する撮像レンズと、 該撮像レンズを介して入力した光を映像信号に変換する
   撮像手段と、 該映像信号を所定の期間サンプリングするサンプリング
   手段と、 該サンプリングされた映像信号を用いて前記撮像レンズ
   の少なくとも焦点調節の方向を算出する演算手段と、 該算出の結果に応じて前記焦点調節に必要なレンズを移
   動させる駆動手段とを有する自動焦点機能付カメラにお
   いて、該カメラは、 前記被写体が該カメラに対してその前方に存在する概略
   の領域を検出する簡易測距手段を含み、前記演算手段は
   、該簡易測距手段で検出した概略の領域を参照して前記
   撮像レンズの焦点調節をすべき方向を決定することを特
   徴とする自動焦点機能付カメラ。 ２、請求項１に記載のカメラにおいて、前記簡易測距手
   段は、前記被写体に向けて赤外線を送出する発光手段と
   、前記被写体で反射した前記赤外線を受光して前記概略
   の領域を示す信号を出力する受光手段とを有する赤外ユ
   ニットを含むことを特徴とする自動焦点機能付カメラ。 ３、請求項１または２に記載のカメラにおいて、前記演
   算手段は、前記撮像レンズの少なくとも焦点調節の方向
   を山登り制御法で算出することを特徴とする自動焦点機
   能付カメラ。