JPH0442207A

JPH0442207A - オートフォーカス装置

Info

Publication number: JPH0442207A
Application number: JP2150708A
Authority: JP
Inventors: Hideo Nishi; 西　秀夫
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1990-06-08
Filing date: 1990-06-08
Publication date: 1992-02-12

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）本発明は電子スチルビデオカメラの合焦装置として好適
なオートフォーカス装置、さらに詳しくいえば、フォー
カスレンズの合焦動作において測距時間の短縮化を考慮
したオートフォーカス装置に関する。

（従来の技術）ビデオカメラ、電子スチルカメラ等における合焦動作は
撮影レンズ系より取り込んだ被写体像の映像信号の高周
波成分を抽出し、制御回路により処理してサーホ制御系
によりレンズを駆動する構成が一般的である。

この制御方式で代表的なものに山登りサーボ方式がある
。

山登りサーボ方式とはレンズを駆動してみて無限側か至
近側かいずれの方向かを決定し、決定した方向にレンズ
を移動させることにより合焦位置である山の頂点（輝度
信号の高周波成分の最大値）に向い、−旦山頂を通り越
すことによって山頂を判断し合焦位置にレンズをもたら
すサーボ制御力式である。

（発明が解決しようとする課題）この山登り制御方式は上記動作から明らかなように合焦
位置を検出するまでには輝度信号を複数回処理し、その
処理過程においてレンズを何度も駆動させていた。また
、上述の過程を経るため合焦位置検出終了まで時間がか
かり、誤測距になることもしばしばあった。

電子スチルカメラにおいてはこの山登り方式を適用する
ことが可能であるが、電子スチルカメラは撮影中、常に
合焦状態を要求されるビデオカメラと異なり、撮影時の
みピントが合っていれば良いという特長を有するもので
ある。

したがって、電子スチルカメラは上記山登りサーボ方式
と同様なオートフォーカス装置を採用する必然性はない
。

しかしながら、映像信号の高周波成分のピークを検出し
合焦ポイントを決定するためにはレンズを至近から無限
まで移動させることは必要があり、特開昭６３−２１７
８７９にはそのように構成された電子スチルカメラが開
示されている。

したがって、かかる場合も測距に時間を要するという欠
点があった。

本発明の目的は特に電子スチルカメラのオートフォーカ
スに適するもので、フォーカスレンズを規定位置に予め
もたらしておきレンズアレイを撮影光学系の光路中に挿
入し一つの画面を取り込むことにより合焦位置検出の時
間の短縮化を図ることができるオートフォーカス装置を
提供することにある。

（課題を解決するための手段）前記目的を達成するために本発明に、よるオートフォー
カス装置は小レンズを一平面内に複数個配列してなる小
レンズ群光学系を撮影光学系の光路中に挿入可能とし、
前記各小レンズはフォーカスレンズが規定位置のときフ
ォーカスレンズの無限から至近までの各位置における撮
像面への結像状態とそれぞれ同等になるような異なる焦
点距離であり、かつ、前記小レンズ群光学系は前記小レ
ンズ群光学系を光路中に挿入したとき撮影光学系のみに
よる被写体像の略相似形またはその相似形の部分像を撮
像面に結ぶような光路位置であり、前記小レンズ群光学
系により撮像面に結像させた複数の像により合焦位置を
検出し、撮影時は前記小レンズ群光学系を撮影光学系の
光路から退避させて前記フォーカスレンズを合焦位置ま
で移動させるように構成しである。

（実施例）以下、図面を参照して本発明をさらに詳しく説明する。

第１図は本発明によるオートフォーカス装置の実施例を
示すブロック図である。

撮影レンズ系はレンズ系１および３より構成されている
。この撮影レンズ系の光路中にレンズアレイ　（小レン
ズ群光学系）２が挿入可能に配置されている。図示しな
い被写体の像はＣＣＤ４に結像される。ＣＣＤ４の出力
は映像信号回路５に入力され、映像信号回路５はＣＯＤ
出力を処理し、同期信号等を付加して映像信号を出力す
る。

この映像信号回路５からは輝度信号も出力され焦点検出
回路６に入力される。

焦点検出回路６はレンズアレイ２が光路中に挿入されて
いる場合、各小レンズが結像する画面各部分（分割画面
）ごとの輝度信号の高周波成分を取出し、すべての分割
画面に対する高周波成分の出力レベルを比較する。

制御回路７は最大レベルの分割画面に対応するフォーカ
スレンズの位置を合焦位置であると判断する。また、最
大レベルが判定できない場合（フォーカスレンズの至近
から無限までの各位置の間が合焦位置の場合）は補正処
理を行い、フォーカスレンズ位置を算出する。

そして、上記情報に基づき、フォーカスレンズを合焦位
置にもたらすよ・うに制御する。また、レンズアレイ２
の撮影レンズ系への挿入、退避を制御する。

レリーズボタン８のオン情報は制御回路７に入力される
。

第２図はレンズアレイの詳細を示す斜視図である。

この実施例ではレンズアレイ２ば９個の小レンズを配列
して構成されており、フォーカスレンズを規定位置に固
定したときの各小レンズでＣＣＤｄ上に結像される像は
９個であり、フォーカスレンズを無限から至近までの間
の各所定位置にもたらしてできる像と間等の相似形の被
写体像である。

例えば、レンズアレイ２の左上端位置の小レンズ２−１
は撮影時、フォーカスレンズを無限位置に置いた同じ像
（ボケ量か同じ）をＣＣＤｄ上の相当位置へ形成する。

さらに小レンズ２−２は無限端より少し至近よりにフォ
ーカスレンズをもたらしたと間等の像を形成する。

右下端位置の小レンズ２−ｎは至近位置にもたらしたと
同等の像を形成する。

このようにレンズアレイ２は無限位置から至近位置まで
徐々にフォーカス位置の異なる複数の像（ＣＣＤｄ上の
各小レンズに対応の位置）を形成する。

第３図は無限遠相当位置にある山、中距離にある木およ
び、至近位置にいる人物を含む情景に対する像のピント
の程度を示す図である。

無限位置の被写体の像を結ぷＣＣＤの左上エリアには遠
方の山のピン１−の合った像が、中距離の被写体の像を
結ぶＣＯＤの中央部エリアには木のピントの合った像が
、至近位置の被写体の像を結ふＣＣＤの右下エリアには
人物のピントが合った像ができる。

第４図は撮像光学系の詳細を示す図である。

レンズ系１ば変倍レンズ系１２、レンズ系３はマスクレ
ンズ系１０とし、その間にレンズアレイ２が挿入されレ
ンズアレイ２と変倍レンズ系１２の間に絞り９が配置さ
れている。

次に第５図および第６図を参照して第１図の動作を説明
する。

ファインダの視野内の中央部がフォーカスエリアとする
。

撮影時でないときはフォーカスレンズは規定位置にもた
らされており、レンズアレイ２も撮影レンズ系の光路中
に挿入されている。

レリーズボタン８が押されオンすると、撮影レンズ系お
よびレンズアレイ２を通ってＣＣＤ　４　、、ｈに形成
される被写体の像は映像信号回路５に取り込まれる。

焦点検出回路６では９個の小レンズによってそれぞれ結
像される画面の各部分（９個の分割画面）位置に対する
輝度信号がそれぞれ抽出され、それらの高周波成分が取
り出される。そして、各分割画面の輝度信号の高周波成
分の大きさを比較し、比較結果を制御回路７に伝達する
。

例えば、被写体が無限位置から至近までの中間に存在す
る場合、第５図（ａ）に規定した各分割エリアａ　％　
ｉの焦点信号レベルは第５図（ｂ）のような信号であり
、焦点検出回路６はかかる場合は分割エリアｅの焦点信
号レベルが最大であることを示す比較結果を出力する。

制御回路７は焦点検出回路６から焦点信号レベルが最大
であるエリアの情報を得ると、レンズアレイ２を撮影レ
ンズ系の光路中から退避させるとともにそのエリアに対
応するフォーカスレンズ位置まてフォーカスレンズを駆
動する。

このようにして合焦動作が行われる。

合焦がなされた後、映像信号回路５より出力される映像
信号が図示しない記憶媒体に蓄積される。

撮影が完了すると、制御回路７はレンズアレイ２を光路
に挿入するとともにフォーカスレンズを規定位置にもた
らす制御を行う。

なお、レンズアレイ２は通常は光路より退避させておき
、例えば、レリーズボタンが半押しされた状態で光路に
挿入されるように構成することもできる。

第６図は、被写体が各分割エリアに対応づけたフォーカ
スレンズ位置の間に存在する場合の焦点信号レベルの例
である。

各分割エリアの焦点信号レベルを結んでできる山の頂点
が特定のエリアの焦点信号レベルと一致していない場合
、すなわち山の頂点の前後にある分割エリア対応の焦点
信号レベルに殆ど差異がない場合、制御回路７はその差
異の程度に応じた補正を行う。

所定値以上の差異があれば（焦点検出回路の比較出力か
ら判別）、上述のようにそのエリア相当の焦点信号レベ
ルは山の頂点と一致すると判定できるが、所定値以下の
場合はその差異の情報を元に山頂までの補正距離を計算
する。

したがって、例えば第６図の場合は分割エリアｄに対応
するフォーカスレンズ位置に補正値を加えたフォーカス
レンズ位置（分割エリアｄとｅの間の実際には設定され
ていないエリアｄ“に対応する）にフォーカスレンズが
もたらされることになる。

なお、小レンズの境界付近で明瞭に各分割エリアに分け
て結像させることが困難な場合も想定されるので、かか
る場合は各分割エリアの必要なエリア部分だけ焦点信号
データを取り出すようにしてもよい。

（発明の効果）以上、説明したように本発明はフォーカスレンズを規定
位置にもたらした状態で小レンズ群光学系を撮影光学系
の光路中に挿入し、各小レンズは被写体が無限遠から至
近までの各位置にあるときそれぞれピントが合うような
焦点距離に設定してあり、各小レンズが結像する画面部
分の映像信号の高周波成分を比較することにより被写体
が無限遠から至近までの各位置にあるときもたらされる
べきフォーカスレンズ位置を検出するように構成したも
のである。

したがって、本発明によれば、一画面の取込みだけで合
焦位置を検出できるので、測距にかける時間を短縮でき
る。

また、撮影レンズ系に小レンズ群光学系を挿入し、その
まま撮影レンズ系の撮像素子を使用する構成であるので
、測距用の他の撮像素子等が不用になるという利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるオートフォーカス装置の実施例を
示す概略ブロック図、第２図はレンズアレイの詳細を示
す斜視図、第３図はファインダに結像される像の一例を
示す図、第４図は撮影光学系の詳細を説明するための略
図、第５図は被写体が無限位置から至近までの中間に存
在する場合の各分割画面より抽出される高周波成分の信
号レベルを示す図、第６図は被写体の位置が各エリアに
対応する位置の間に存在する場合の補正例を示す図であ
る。１．３・・・レンズ系２・・・レンズアレイ　（小レンズ群光学系）４・・・
撮像素子（ＣＣＤ）５・・・映像信号回路６・・・焦点検出回路７・・・制御回路８・・・レリーズボタン９・・・絞り１０・・・マスクレンズ系１１・・・レンズアレイ１２・・・変倍レンズ系１４・・・被写体特許出願人　　京　セ　ラ　株　式　会　社代理人　弁
理士　　　井　ノ　ロ　　　壽第 ■ 図第図第図第図２（し）ス゛７レイ）第第（ｂ）

Claims

【特許請求の範囲】

小レンズを一平面内に複数個配列してなる小レンズ群光
学系を撮影光学系の光路中に挿入可能とし、前記各小レ
ンズはフォーカスレンズが規定位置のときフォーカスレ
ンズの無限から至近までの各位置における撮像面への結
像状態とそれぞれ同等になるような異なる焦点距離であ
り、かつ、前記小レンズ群光学系は前記小レンズ群光学
系を光路中に挿入したとき撮影光学系のみによる被写体
像の略相似形またはその相似形の部分像を撮像面に結ぶ
ような光路位置であり、前記小レンズ群光学系により撮
像面に結像させた複数の像により合焦位置を検出し、撮
影時は前記小レンズ群光学系を撮影光学系の光路から退
避させて前記フォーカスレンズを合焦位置まで移動させ
るように構成したオートフォーカス装置。