JPH0756529B2 - 自動焦点調節装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、自動焦点調節装置、詳しくは、三角距離の
原理に基づく赤外光アクティブ方式の自動焦点調節装置
に関する。

〔従来の技術〕

ビデオカメラ等に用いられる自動焦点調節装置は従来、
種々の方式のものが考えられてきた。例えば、特公昭46
−28500号公報には、いわゆる三角測距の原理に基づく
赤外光アクティブ方式の自動焦点調節の技術が開示され
ており、これは被写体に向けて光を投射し、その反射光
を受光し、その投射位置と受光位置とから三角測量的に
被写体までの距離を測定し、撮影レンズの自動焦点調節
を行うものである。また、例えば、像の精細度に関係し
た、映像信号に含まれる高周波成分を抽出し、その抽出
した信号により焦点調節を行うという技術も、NKK技術
研究報告昭和40年第17巻第１号通巻第86号21頁に石田他
著「山登りサーボ方式によるテレビカメラの自動焦点調
整」として開示されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、上記の赤外光アクティブ方式のものでは、被
写体までの距離が遠くなると受光できる被写体からの反
射光の光量が微弱なものとなり、正確かつ安定な動作が
困難になるという欠点があつた。また、像の精細度を映
像信号より得て焦点調節を行う方式では、距離に関係な
く合焦動作が行われるものの、低照度下や被写体のコン
トラストが低い場合などに合焦が不可能でハンチングを
起すという欠点があり、また、精細度からのみでは、前
ピン，後ピン状態を知ることができずモータの駆動すべ
き方向が決定できないことや、合焦位置でスムーズに停
止せずオーバランするという欠点があった。

この発明は、叙上の点に鑑みてなされたものであり、徒
に構成を複雑化することなく、上記両方式を相補的に適
用することで種々の条件下でも安定に動作することがで
きると共に、特に、構成が簡単で低コストで実現可能
な、この種の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および作用〕

この自動焦点調節装置は、発光手段により被写体に特定
の光を投射して、この投射された特定の光の被写体によ
る反射光を２つの受光器により受光し、該２つの受光器
の出力の差に基づいて合焦判定動作を行ない第１の合焦
調節信号を出力する第１の合焦判定手段と、撮像手段よ
りの映像信号から、その高周波成分を抽出して、この抽
出された高周波成分のレベルの合焦調節状態に応じた変
化に基づいて第２の合焦調節信号を出力する第２の合焦
判定手段と、所定の条件に応じて上記双方の合焦判定手
段のうちの一つものによる合焦調節信号を選択的に合焦
調節動作に適用するための選択手段と、を備えた自動焦
点調節装置において、 上記選択手段は、上記２つの受光器の出力の和のレベル
に応じて選択信号を得、該選択信号に応動して上記第１
の合焦調節信号又は上記第２の合焦調節信号を選択的に
通過させるように構成したことを特徴とする。

〔実施例〕

以下、この発明を図示の実施例によって説明する。

図は、この発明の一実施例を示す自動焦点調節装置の電
気回路のブロック図である。図において、ビデオカメ
ラ，電子スチルカメラなどのカメラ回路１は映像信号出
力端子２を介してハイパスフィルタ（以下、HPFと略記
する）３に接続されている。HPF3の出力端子は検波回路
４に接続され、同検波回路４の出力端子は差分ホールド
回路５に接続されている。上記のカメラ回路１から差分
ホールド回路５までの構成は、前述した周知の像の精細
度を利用したいわゆる山登り制御方式の自動焦点調節装
置の一部であって、上記差分ホールド回路５の出力端子
に距離環を駆動するためのモータ駆動回路が接続される
ことによって独立した自動焦点調節装置を構成してい
た。

一方、パルス発生回路11の出力端子は赤外光を発する発
光素子10に接続されている。この赤外光が被写体16に投
射されたとき、この赤外光の被写体16からの反射光を受
光する第1,第２の２つの受光センサ6a,6bは、信号処理
回路７に接続されている。信号処理回路７の出力端子は
判定回路８に接続されている。上記のパルス発生回路1
1,発光素子10,第1,第２の受光センサ6a,6b,信号処理回
路７および判定回路８からなる回路構成は、前述した、
周知の三角測距の原理に基づくいわゆる赤外光アクティ
ブ方式の自動焦点調節装置の一部であって、判定回路８
の出力端子にモータ駆動回路が接続されることによって
独立した装置を構成していた。

この実施例においては、差分ホールド回路５の出力端子
と判定回路８の出力端子が切換回路12の入力端子に接続
され、同切換回路12の出力端子がモータ駆動回路13に接
続されている。モータ駆動回路13の出力端子はモータ14
に接続され、同モータ14は撮像レンズの距離環15と機械
的に接続されている。また、上記信号処理回路７は上記
２つの受光センサ6a,6bの出力の和の信号を送出する端
子7aを有しており、同端子7aは受光レベル検知回路９に
接続されている。この受光レベル検知回路９の出力端子
は上記切換回路12の切換制御端子12aに接続されてい
る。また、上記モータ駆動回路13はモータ14の現在の回
転方向を表わす信号を送出する端子13aを有しており、
同端子13aは差分ホールド回路５に接続されている。

次に、上記のように構成された自動焦点調節装置の動作
を説明する。

パルス発生回路11がパルス信号を発生すると、そのパル
ス信号は発光素子10によって赤外光に変換され被写体16
に向けて投射される。この赤外光の被写体16からの反射
光は第1,第２の受光センサ6a,6bにより受光され電気信
号に変換されるが、この受光センサ6a,6bの出力は両出
力が等しいとき撮像レンズが被写体に合焦しているとみ
なされ、また、両出力の大小関係により前ピン，後ピン
の判断が可能となるものである。これらの受光センサ6
a,6bの出力は信号処理回路７によって処理され、同信号
処理回路７は被写体16までの距離と現在撮像レンズが合
焦している距離との偏差を表わす偏差信号を出力する。
この偏差信号が判定回路８に入力されると、同判定回路
８はモータ14の正回転，逆回転，停止を制御するための
制御信号を切換回路12に向けて出力する。

また、撮像光がカメラ回路11で電気信号に変換され端子
２より映像信号として出力されると、この映像信号の高
周波成分がHPF3により抽出され検波回路４によりその高
周波成分の信号が検波される。この検波回路４の出力が
差分ホールド回路５に入力されると、この差分ホールド
回路５は検波回路４の出力を一定時間毎にサンプリング
ホールドし、検波出力が時間経過に対して増加する方向
であれば、モータ駆動回路13の端子13aより得られる現
在のモータ14の回転方向と同じ方向にモータ14を駆動さ
せる制御信号を出力し、また、検波出力が時間経過に対
して減少する方向であれば、現在のモータ14の回転方向
と逆の方向にモータ14を回転させる制御信号を出力す
る。また、信号処理回路７は端子7aに第1,第２の受光セ
ンサ6a,6bが受光した光量の和を出力するが、受光レベ
ル検知回路９は、この和の出力によって例えば、被写体
が5m程度に位置するときの受光量に対応する信号レベル
をしきい値として被写体16までの距離の遠近を検知し、
その検知結果の出力が切換回路12の切換制御端子12aに
導かれると切換回路12は上記２つの合焦調節用制御信号
のうちのいずれか一方がモータ駆動回路13に送出される
べく切換えられる。すなわち、被写体までの距離が例え
ば5mより近いときは第１の合焦調節用制御信号である判
定回路８の出力のみがモータ駆動回路13に伝達され、被
写体までの距離が例えば5mより遠いときは第２の合焦調
節用制御信号である差分ホールド回路５の出力のみがモ
ータ駆動回路13に伝達されることになる。

モータ駆動回路13が上記のように切換回路12を通じて差
分ホールド回路５或いは判定回路８の出力のいずれかを
被写体16までの距離の遠近に応じて受けとると、この差
分ホールド回路５或いは判定回路８からの制御信号に応
じてモータ14に電流が供給され、モータ14はこの供給さ
れた電流によって距離環15をしかるべき方向に回転させ
或いは停止させる。

このように、上記自動焦点調節装置においては、被写体
16に投射した赤外光の被写体16からの反射光の大小によ
り被写体16までの遠近を検知し、被写体までの距離が例
えば5mより近ければ、いわゆる赤外光アクティブ方式の
焦点調節が行われ被写体の低照度、低コントラストとは
関係なく安定した制御が行われる。また、被写体までの
距離が例えば5mより遠ければ、被写体を撮像したカメラ
のカメラ回路１から出力される映像信号により像の精細
度によるいわゆる山登り制御方式の焦点調節が行われる
が、被写体までの距離が遠いので撮像画面が全面に亘っ
て低コントラストであるということは稀であり、やはり
安定した制御を行うことができる。また、赤外光アクテ
ィブ方式の焦点調節を行う装置の部分は被写体からの反
射光の受光量が充分大きい近距離のみの制御を行うだけ
であるので、微弱な信号を扱うための精密な構成や複雑
なノイズ抑圧のための回路を設ける必要はなく装置の構
成は大幅に簡略化できる。

〔発明の効果〕

以上述べたようにこの発明によれば被写体距離が比較的
近いときには三角測距の原理に基づくいわゆる赤外光ア
クティブ方式の第１の合焦調節信号が選択され、被写体
が比較的遠いときには像の精細度によるいわゆる山登り
制御方式の第２の合焦調節信号が選択され、この選択さ
れた信号に基づいて合焦動作が行なわれるので、両方式
の欠点を相互に補って種々の条件下にあっても近距離か
ら遠距離まで全域に亘って安定した良好な合焦特性を得
ることができる。

また特に、上記双方の合焦調節信号の適用を選択するに
ついて、第１の合焦調節信号を得るために備えられた上
記２つの受光器の出力を利用し、それらの出力の和のレ
ベルに応じた選択信号により、この選択を行うというこ
とで極めて簡単な構成でコストな、この種の自動焦点調
節装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

図は、この発明の一実施例を示す自動焦点調節装置の電
気回路のブロック図である。 １……カメラ回路（撮像手段） ５……差分ホールド回路（第２の合焦判定回路） 6a……第１の受光センサ（受光器） 6b……第２の受光センサ（ 〃 ） ８……判定回路（第１の合焦判定回路） ９……受光レベル検知回路（選択回路） 10……発光素子（発光手段） 11……パルス発生回路（発光手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】発光手段により被写体に特定の光を投射し
   て、この投射された特定の光の被写体による反射光を２
   つの受光器により受光し、該２つの受光器の出力の差に
   基づいて合焦判定動作を行ない第１の合焦調節信号を出
   力する第１の合焦判定手段と、撮像手段よりの映像信号
   から、その高周波成分を抽出して、この抽出された高周
   波成分のレベルの合焦調節状態に応じた変化に基づいて
   第２の合焦調節信号を出力する第２の合焦判定手段と、
   所定の条件に応じて上記双方の合焦判定手段のうちの一
   つのものによる合焦調節信号を選択的に合焦調節動作に
   適用するための選択手段と、を備えた自動焦点調節装置
   において、 上記選択手段は、上記２つの受光器の出力の和のレベル
   に応じて選択信号を得、該選択信号に応動して上記第１
   の合焦調節信号又は上記第２の合焦調節信号を選択的に
   通過させるように構成されてなるものであることを特徴
   とする自動焦点調節装置。