JPS62202682A - オ−トフオ−カス機構 - Google Patents

オ−トフオ−カス機構

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JPS62202682A
JPS62202682A JP61107304A JP10730486A JPS62202682A JP S62202682 A JPS62202682 A JP S62202682A JP 61107304 A JP61107304 A JP 61107304A JP 10730486 A JP10730486 A JP 10730486A JP S62202682 A JPS62202682 A JP S62202682A
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JP
Japan
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optical path
path length
circuit
image pickup
focus
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Application number
JP61107304A
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JPH0628404B2 (ja
Inventor
Hiroshi Nakajima
浩士 中島
Haruhiko Murata
治彦 村田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Publication of JPS62202682A publication Critical patent/JPS62202682A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60Control of cameras or camera modules
    • H04N23/67Focus control based on electronic image sensor signals
    • H04N23/673Focus control based on electronic image sensor signals based on contrast or high frequency components of image signals, e.g. hill climbing method

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。

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明は、ビデオカメラのオートフォーカス機構の改良
に関する。
(ロ)従来の技術 ビデオカメラのオートフォーカス装置において、ビデオ
カメラの撮像映像信号自体を焦点制御状急の評価に用い
る方法は、木質的にバララックスが存在せず、また被写
界深度の浅い場合や遠方の被写体に対しても、正確に焦
点が合せられるなど優れた点が多い。実開11857−
195278号公報には、前述の様なオートフォーカス
装置の一例が開示されている。
前記従来技術はフォーカスレンズと撮像素子間4の光路
中にハーフミラ−を配し、このハーフミラ−により分光
された反射先金光電変換素子にて受光して光電変換を為
すと共に、この光電変換素子を光軸方向に振動せしめ乍
ら、その振動の両側に於ける光電変換出力レベA/i比
較して、ピント制御モータの回動方向を決定する様に構
成されている0 (ハ)発明が解決しようとする問題点 前記従来技術によると、撮像素子とけ別にオートフォー
カス専用の光電変換素子を配する必要が生じ、スペース
的に不都合であり、またハーフミラーの取付精度がオー
トフォーカス動作に大きく影響するという欠点を有して
いる。
に)問題点を解決するための手段 本発明は、撮像素子の前面にて光路長変更部材を1フレ
ームまたけ1フイ−pド周期で変位若しくは変形せしめ
撮像素子の受光部に対する光路長を変更する光路長変更
手段と、前記光路長変更手段による光路長変更操作前後
における撮像映像信号レペ/L’変化VC5じて撮像素
子とフォーカスレンズとの距m全制御する距離制御手段
とから成ることを特徴とする。
(判作 用 本発明は上述の如く構成し九ので、光路長変更部材によ
って光路長を変更せしめ、あたかも撮像素子自体が変化
した如く撮像映像信号にレベル変化が生じる。
(へ)実施例 以下、図面に従い本発明の第1実施例について説明する
第1図は本実施例装置の斜視図である。
(1)は!2図及び第3図に示−j如く光束変換部(受
光部)(2)と垂直転送部(3)とが交互に配されたイ
ンターライン方式のCCD(撮像素子)であり、フォー
カスレンズ(4)からの光路上に固定されている。+5
1 r/′i一端がビデオカメラのキャビネットに配さ
れた圧電素子(光路長変更手段>I)vc固着され、他
端が同じくキャビネットに固定された仮バネ(7)に当
接している光透過性が良く、厚み(1)のガラス製スリ
ット板(光路長変更部材)であり、鉛直方向に延在する
複数の貫通孔+8)f8+・・・が配設されている。
尚、前ε光電変換部(2)の幅(水平方向の画素幅)(
al)は垂直伝送部(3)の幅(bl)よりも小さく、
貫通孔(8)の幅に略等しい。
1′f前記圧電素子(6)にはパルス電圧が供給され、
常に1760 s e c (1フィールド)周期(1
フレ一ム同期でも良い)で、(cl)のスライドピッチ
で横方向に第2図に示されるfJ1位置と第3図に示さ
れる第2位置間で往復連動(スウィング動作)t−為す
。この第1位置では貫通孔+81 +81・・・は光電
変換部(21(2)・・・に対向し、第4図の如く光電
変換部(2)上には、適寸の光路を経て得られる光によ
り結像が為される。また、第2位置では貫通孔(81(
81・・・は垂直転送部(3)・・・に対回し、第5図
の如く光電変換部(2)に達する光はスリット板(5)
を通過するためその光路長は△Xだけ変化する。
この光路長の変化について第6図を参照し^詳述する。
スキルの法則によると、 1tsinθ1=n2sinθ2・・・・・・■が成り
立つ。(nl、n2は夫々物体工、物体■における光の
屈折率、θ1.02は入射角を示す)■式より となる。ここでnlを真空中(大気中でも)の屈折率、
n2(=n)をスリット板中での屈折率とすると、@6
図におけるθ1、θ2の関係は次式%式% 次に第6図のスリット板(6)の部分を拡大し次第7図
を参照電光路長の変化分Δχを算出する。入射点を通る
法線e11)とスリット板(5)を出る点との距@をa
とすると ■■より tanθIX(を−△x)=tanθ2Xtが成り立つ
ここでフォーカスレンズ(4)とCCDftlmのlf
f1M’が十分に大きい、即ちθ1、θ2共に微小角で
あるとすると、 となる。
0式よりスリット板(6)にガラス系の材質を用い之場
合、n=1.48〜1.5であるため、ΔXを100μ
mK振らせ念い場合、スリット板の厚みt;300μm
となる。つまり薄板によって光路長変更が可能となるこ
とがわかる。尚、第6図・第7図の実線はスリット板(
5)挿入時の光路を、点線は未挿入時の光!を示す。
第8図にはフォーカスレンズ(4)位置とCCD fi
+から得られる撮像映像信号中の輝度信号のフォーカス
エリアにおける1フイ一ルド分のBPF出力、即ち高域
成分との関係を示した特性図であり、lフィールド分の
高jjj、成分出力(評価値)が最大値(頂点)となる
位置が合焦点位置となる。この特性図とスリット板15
)のスウィング動作との関係について説明すると、例え
ば、フォーカスレンズ(4)位置がAである場合に、縦
方向の正弦波で示す様にスリット板(5)にスウィング
動作を行わせる七、B P F [101出力にNAで
示される様に位相振幅のレベ/L’変幼が見られる。ま
た、フォーカスレンズ(4)がB位置にある、即ちA位
置にある場合と同一のPPF出力レペしL’にある時に
、上述と同様に入りット板(5)にスウィング動作を行
わせるさ、BPF(lO)出力にMAで示される様にN
Aと振幅が同じで位相が逆になっ念しベ/L’変幼が生
じる。
B P F f+01は、CCD(1)にて得られた映
像M最中の輝度信号の、予め画面中央に設定され念フォ
ーカスエリアに対応する部分のみを抽出するサンプリン
グ回路(川からの出力の高域成分のみを分離している。
尚、前記フォーカスエリアの設定には、同期分離回路0
りにて分離され念同期信号が利用されている。前記BP
F(lα出力は検波回路01にて振幅検波され念後、積
分回路−においてフィールド毎に積分される。この積分
出力は遅延回路(15)において1フイールド遅延され
る。比較回路賭け、積分出力と遅延積分出力とのVべ/
L/全比較し、比較出力をフォーカスモータ制御回路0
7)に入力している。従って1フイールド前て比べてN
Aに示す様なレベル変動が生じる場合には、フォーカス
モータ(フォーカスレンズ変位手段)賭け、フォーカス
レンズ(4)がCCD(11より1ift間する方向に
移動する様に回転し、MAに示す様に逆位相のレベ/I
/変助が生じる場合には、フォーカスレンズ(4)がC
CD tliに接近する方向に移動する様にフォーカス
レンズ(4)を支持するフォーカスレングaカを回転せ
しめるべくrlA切する。第8図の頂点(P)に示す様
にスウィング動作による振幅が最小となるまで、即ちこ
うして、積分回路(1褐出力が最大値となるまで一連の
妨作が繰り返される。
次に本発明の@2実実施について第9図、第10図を参
照にして説明する。四は光透過性がよく屈折率n1厚さ
tのフィルム帯(光路長変更部材)であり、両端に巻取
り片(20a)(20a)(20a)(20a)が、中
央左側にCCDft)の面積よりも大きな貫通孔防)が
設けられている。このフィルム帯■の巻取り片(20a
)(20a)(20a)(20a)の先端は、lIKm
軸(22a)(22b)K固着され、ローラ1四囁を介
してフィノンム帯嶽がCCDII!の前面に配置される
。駆切軸(22a)はギア・剥!(至)を介して駆動モ
ータ翰に連幼し、駆mJ袖(22’l))はプーリー−
・ベルト(ロ)・プーリ四・ギア′譲側全介して駆動モ
ータ(光路長変更手段)媚で駆動される。駆動モータ例
け1 / 6 Q s e c、毎に反転する友め、フ
ィルム帯−も1/60 s e c、 4eに’UVI
J%i(22a ) (22b )に交互に巻き取られ
、貫通孔211も1/60 s e c、毎に左右方向
に移動し、I T−CCDfl!ll1l/60sec
、周期でシャッタリングされることになる。従って、C
CD(11がフィ7レム帯翰により遮蔽されている場合
には、光路fJcは△Xだけ変化し、貫通孔2υが対問
する場合には通常の光路長となる。即ち、1/60Sa
C,毎に光路長が変化することになる。以下のフォーカ
ス動作についてはts1実施例と同一である。
また、フィルム帯に変えて、厚みtなるガラス板を用い
前記貫通孔、2υに対応する部分のみをlみt−△tと
することによっても同様の効果が得られる。尚、前記実
施例において、スリット板、5)のスウィング動作及び
フィルム帯例のシャッタリング動作は垂直同期信号に同
期して為される。
次に本発明の第3実施例について第11図乃至第13図
を参照にして説明する。第11図において(ト)はビデ
オカメラのキャビネットに取付けられ之圧電素子(光路
長変更手段)←11(41)によって上下両端がはさま
れている弾性を備えるプラスチツタ板(光路長変更部材
)で、フォーカスレンズ(4)とCCDfllの前方に
配された結像レンズ(ロ)との間に位置する。前記圧電
素子(40列は垂直同期信号に同期したパルス電圧が印
加され、1フイー〃ド(又fllフレーム)同期で伸J
@を繰り返す。このため、前記プラスチック板(ト)は
第12図(a)に示される第1の状態と第12図(bl
に示される第2の状態間で往復運#(屈曲運動)する。
この第1の状態では第13図(a)に示されるようにフ
ォーカスレンズ(4)からの光路(ハ)はプラスチック
板部によって屈折した後、結像レンズ(2の法線t41
との角度が正の入射角(θ8)となって結像レンズ62
に入射し、5点に結像する。ま之、第2の状態では第1
3図(b)に示されるように光路(43はプラスチック
板部の@10曲線(40a)によって屈折した後、第2
の曲面(40b)によって発散し、その発散光X441
I/′i結塚レンズ142の法線との角度の入射角(θ
4)七なって結像レンズ44に入射し、5点より後方の
T点に結像する。このように前記プラスチック板−を屈
曲運動させることによって、光路長を変化させる。
尚、以下のフォーカス前作については第1実施例と同一
である、 (ト)  発明の効果 上述の如く本発明によれば、撮像素子とは別に光′I%
!変換素子を設けたり、あるいI/′i実際に撮像素子
を幼かすことなく、撮像素子の位置’t−9,位させる
のと同等の効果が得られ、フォーカスレンズを移動させ
るべき方向が簡単に検知でき有用である。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第8図は本発明の第1実施例に係り、第1図
は装置の斜視図、第2図及び第3図はスリット板のスウ
ィング動作の説明図、第4図は第2図の場合の光路の説
明図、第5図は第3図の場合の光路の説明図、第6図及
び第7図はスリット板による光路長の変化を説明する図
、第8図はフォーカスレンズ位置と評価値の特性図、第
9図は第2実施例のフィμム素の正面図、$10図は第
2実施例の斜視図、第11図は第3実施例の配置の説明
図、第12図(a)(b)は1@3実施例のプラスチッ
ク板の屈曲運動の説明図、第13図(a)(b)は第3
実施例の光路の説明図である。 +tH・・・IT−CCD(撮像素子)、 (2)・・
・光電変換部(受光部)、f4)・・・フォーカスレン
ズ、(5)・・・スリット板(光路長変更部材)、!6
1f4υ・・・圧電素子(光路長変更手段)、(I81
・・・フォーカスモータ(フォーカスレンズ変位手段)
、 m用フィルム帯(光路長変更部材)、 叫・・・プ
ラスチックdi(光路長変更部材)。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)撮像素子から得られる撮像映像信号中の輝度信号
    の高域成分が最大値となる様に前記撮像素子とフォーカ
    スレンズとの距離を変更せしめるオートフォーカス機構
    において、前記撮像素子の前面にて光路長変更部材を1
    フレームまたは1フィールド周期で変位若しくは変形せ
    しめ前記撮像素子の受光部に対する光路長を変更する光
    路長変更手段と、前記光路長変更手段による光路長変更
    操作前後における撮像映像信号レベル変化に応じて前記
    フォーカスレンズを変位せしめるフォーカスレンズ変位
    手段とから成るオートフォーカス機構。
JP61107304A 1985-11-20 1986-05-09 オ−トフオ−カス機構 Expired - Lifetime JPH0628404B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60-260405 1985-11-20
JP26040585 1985-11-20

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS62202682A true JPS62202682A (ja) 1987-09-07
JPH0628404B2 JPH0628404B2 (ja) 1994-04-13

Family

ID=17347457

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61107304A Expired - Lifetime JPH0628404B2 (ja) 1985-11-20 1986-05-09 オ−トフオ−カス機構

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JP (1) JPH0628404B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02307157A (ja) * 1989-05-22 1990-12-20 Nec Corp 日本語文書処理装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58188965A (ja) * 1982-04-28 1983-11-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd 自動焦点整合装置
JPS60117208A (ja) * 1983-11-07 1985-06-24 ハネウエル・インコーポレーテッド 自動焦点装置

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