JP2763428B2 - オートフォーカス装置 - Google Patents
オートフォーカス装置Info
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- JP2763428B2 JP2763428B2 JP3271053A JP27105391A JP2763428B2 JP 2763428 B2 JP2763428 B2 JP 2763428B2 JP 3271053 A JP3271053 A JP 3271053A JP 27105391 A JP27105391 A JP 27105391A JP 2763428 B2 JP2763428 B2 JP 2763428B2
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- Japan
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- focus
- lens
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- tracking
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- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Lens Barrels (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、カメラ一体型VTR
等に使用されるフォーカス調整装置の改良に関するもの
である。
等に使用されるフォーカス調整装置の改良に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】近年、ビデオムービ等に利用されるフォ
ーカス方式として、映像信号の高域成分を用いて画面の
コントラストを検出し、このコントラストが最大となる
ようにフォーカスレンズを駆動制御して合焦点を得る、
いわゆる山登りオートフォーカスが主流である。
ーカス方式として、映像信号の高域成分を用いて画面の
コントラストを検出し、このコントラストが最大となる
ようにフォーカスレンズを駆動制御して合焦点を得る、
いわゆる山登りオートフォーカスが主流である。
【0003】一方、フォーカス装置としては従来の前玉
フォーカスに替わってインナーフォーカス方式が主流に
なりつつある。このインナーフォーカス方式は、レンズ
群の中でリレー系レンズの一部であるマスタレンズを駆
動するもので、前玉方式における合焦至近距離が短く取
れない、径の大きな重いレンズを駆動するために大きな
モータを必要とする等の不利な点が解消され、更に至近
0m〜無限遠∞までフルレンジでの合焦が可能である特
徴を持つ。
フォーカスに替わってインナーフォーカス方式が主流に
なりつつある。このインナーフォーカス方式は、レンズ
群の中でリレー系レンズの一部であるマスタレンズを駆
動するもので、前玉方式における合焦至近距離が短く取
れない、径の大きな重いレンズを駆動するために大きな
モータを必要とする等の不利な点が解消され、更に至近
0m〜無限遠∞までフルレンジでの合焦が可能である特
徴を持つ。
【0004】しかし、反面ズーム時にピント(合焦)ず
れが生じるため、補正しなければならない。このピント
(合焦)ずれの補正量は、焦点距離、また被写体までの
距離によって大きく変化するもので、今だに完全な補正
をなされたものがないのが現状である。ここで述べたイ
ンナーフォーカス方式におけるズーム時にピント(合
焦)補正をすることをズームトラッキングと言う。この
ズームトラッキングを行う一例として、上述した山登り
法をそのまま利用する方法がある。以下、これについて
述べる。
れが生じるため、補正しなければならない。このピント
(合焦)ずれの補正量は、焦点距離、また被写体までの
距離によって大きく変化するもので、今だに完全な補正
をなされたものがないのが現状である。ここで述べたイ
ンナーフォーカス方式におけるズーム時にピント(合
焦)補正をすることをズームトラッキングと言う。この
ズームトラッキングを行う一例として、上述した山登り
法をそのまま利用する方法がある。以下、これについて
述べる。
【0005】図6にインナーフォーカス方式のレンズ群
と、その出力である映像信号を利用した、従来のコント
ラスト法の処理の構成を示す。図において、1はインナ
ーフォーカス方式のレンズ鏡筒を表しており、101は
固定集光用前玉レンズ、102はズーム、即ち変倍用の
バリエータ、103はバリエータ102の移動に伴う像
面の補正を行うコンペンセータ、104はリレー系レン
ズの一部であってフォーカス用に使用するマスタレンズ
である。これらのレンズは一般に複数枚のレンズ群とな
っているが、本件では便宜上1枚のレンズとして表現す
る。
と、その出力である映像信号を利用した、従来のコント
ラスト法の処理の構成を示す。図において、1はインナ
ーフォーカス方式のレンズ鏡筒を表しており、101は
固定集光用前玉レンズ、102はズーム、即ち変倍用の
バリエータ、103はバリエータ102の移動に伴う像
面の補正を行うコンペンセータ、104はリレー系レン
ズの一部であってフォーカス用に使用するマスタレンズ
である。これらのレンズは一般に複数枚のレンズ群とな
っているが、本件では便宜上1枚のレンズとして表現す
る。
【0006】2はCCDで、レンズ鏡筒1への外部から
の入射光を電気信号に変換し、その電気信号はカメラ信
号処理回路3に送られ、映像信号A,輝度信号aがそれ
ぞれ取り出される。次に401はHPF(ハイパスフィ
ルター)で、輝度信号aのある周波数以上の信号が通過
し増幅器404で増幅され、LPF(ローパスフィルタ
ー)405にて不要な高域成分がカットされる。このL
PF405の出力は検波器406に送られ波形としてな
だらかになり、A/Dコンバータ407にてデジタル信
号に変換され、加算器408でデジタル的に加算され
る。このデジタル加算出力Yは焦点評価値(合焦の状態
を表す指標)となって制御回路5に送られる。ここでH
PF401〜加算器408により焦点検出回路4が構成
される。
の入射光を電気信号に変換し、その電気信号はカメラ信
号処理回路3に送られ、映像信号A,輝度信号aがそれ
ぞれ取り出される。次に401はHPF(ハイパスフィ
ルター)で、輝度信号aのある周波数以上の信号が通過
し増幅器404で増幅され、LPF(ローパスフィルタ
ー)405にて不要な高域成分がカットされる。このL
PF405の出力は検波器406に送られ波形としてな
だらかになり、A/Dコンバータ407にてデジタル信
号に変換され、加算器408でデジタル的に加算され
る。このデジタル加算出力Yは焦点評価値(合焦の状態
を表す指標)となって制御回路5に送られる。ここでH
PF401〜加算器408により焦点検出回路4が構成
される。
【0007】また、6はモータドライバで、制御回路5
からのズーム指令に基づきズームモータ7を駆動し、バ
リエータ102を移動させる。同様に、9はステッピン
グモータドライバで、制御回路5よりのフォーカス指令
に基づいて駆動され、フォーカス用のマスタレンズ10
4を移動させるステッピングモータ10を駆動する。ま
た、8はバリエータ102の位置、つまり焦点距離を検
出するポテンショメータで、レンズ位置と1対1に対応
した電位で読み取られる。11はマスタレンズ104の
可動範囲の端点を検知する検知スイッチで、マスタレン
ズ104が無限遠の被写体に合焦している点でONにな
るもので、この点を基準としてマスタレンズの移動量が
表される。
からのズーム指令に基づきズームモータ7を駆動し、バ
リエータ102を移動させる。同様に、9はステッピン
グモータドライバで、制御回路5よりのフォーカス指令
に基づいて駆動され、フォーカス用のマスタレンズ10
4を移動させるステッピングモータ10を駆動する。ま
た、8はバリエータ102の位置、つまり焦点距離を検
出するポテンショメータで、レンズ位置と1対1に対応
した電位で読み取られる。11はマスタレンズ104の
可動範囲の端点を検知する検知スイッチで、マスタレン
ズ104が無限遠の被写体に合焦している点でONにな
るもので、この点を基準としてマスタレンズの移動量が
表される。
【0008】次に動作について図6ないし図11を用い
て説明する。最初に基本となる山登り法について説明す
る。レンズ鏡筒1を通して、入射された被写体光は、C
CD2によって電気信号に変換され、カメラ信号処理回
路3を経て映像信号Aとなる。そのうちの輝度信号成分
(図7(a))は焦点検出回路4に導かれ、まずHPF
401において所定高域周波数成分のみが抽出される
(図7(b))。次に増幅器404で増幅された後、L
PF405で帯域制限され(図7(c))、検波器40
6で検波される。(図7(d))。更に、A/Dコンバ
ータ407にてデジタル値に変換され、加算器408で
図10の(チ)で示される1画面中の所定領域図10
(リ)の値が加算され、焦点評価値Yとして出力され
る。つまり焦点評価値Yは高域周波数成分の積分値であ
る。また、上記高域周波数成分は画面のコントラストと
対応しているので、コントラスト最大、即ちフォーカス
レンズとしてのマスタレンズ104が合焦点にある時最
大となり、合焦点からずれるに従って低下する。故に焦
点評価値Yはマスタレンズ104の移動に伴い、図8に
示すような山の形の特性を示す。制御回路5は焦点評価
値Yが常に最大となるようにステッピングモータ10を
コントロールして、マスタレンズ104を合焦点に駆動
する。
て説明する。最初に基本となる山登り法について説明す
る。レンズ鏡筒1を通して、入射された被写体光は、C
CD2によって電気信号に変換され、カメラ信号処理回
路3を経て映像信号Aとなる。そのうちの輝度信号成分
(図7(a))は焦点検出回路4に導かれ、まずHPF
401において所定高域周波数成分のみが抽出される
(図7(b))。次に増幅器404で増幅された後、L
PF405で帯域制限され(図7(c))、検波器40
6で検波される。(図7(d))。更に、A/Dコンバ
ータ407にてデジタル値に変換され、加算器408で
図10の(チ)で示される1画面中の所定領域図10
(リ)の値が加算され、焦点評価値Yとして出力され
る。つまり焦点評価値Yは高域周波数成分の積分値であ
る。また、上記高域周波数成分は画面のコントラストと
対応しているので、コントラスト最大、即ちフォーカス
レンズとしてのマスタレンズ104が合焦点にある時最
大となり、合焦点からずれるに従って低下する。故に焦
点評価値Yはマスタレンズ104の移動に伴い、図8に
示すような山の形の特性を示す。制御回路5は焦点評価
値Yが常に最大となるようにステッピングモータ10を
コントロールして、マスタレンズ104を合焦点に駆動
する。
【0009】なお、図8のy1 とy2 の違いは、HPF
401のカットオフ周波数の違いで決まり、この図8で
はy1 <y2 となるようにカットオフ周波数が選ばれて
いる。このようにして山登りオートフォーカス動作が達
成される。
401のカットオフ周波数の違いで決まり、この図8で
はy1 <y2 となるようにカットオフ周波数が選ばれて
いる。このようにして山登りオートフォーカス動作が達
成される。
【0010】次に,ズーム時の動作について説明する。
制御回路5よりモータドライバ6にズーム信号が送られ
ズームモータ7を駆動する。このズームモータの駆動に
従いバリエータ102は光軸上を移動し、変倍作用を行
う。この時、バリエータ102の移動に伴い焦点の移動
が発生するが、カム等を介して機構的に連結されたコン
ペンセータ103が同時に光軸上を移動し、焦点移動を
補正するように移動する。
制御回路5よりモータドライバ6にズーム信号が送られ
ズームモータ7を駆動する。このズームモータの駆動に
従いバリエータ102は光軸上を移動し、変倍作用を行
う。この時、バリエータ102の移動に伴い焦点の移動
が発生するが、カム等を介して機構的に連結されたコン
ペンセータ103が同時に光軸上を移動し、焦点移動を
補正するように移動する。
【0011】しかし、このコンペンセータ103のみの
補正ではすべての補正が出来ず、結果として、図9に示
すように被写体までの距離毎にバリエータ102の移動
に応じて、つまり焦点距離に応じてマスタレンズ104
を移動させなければ合焦に至らない。従ってズーム中に
合焦させるためには、図9に示すいわゆるトラッキング
曲線に沿ってマスタレンズ104を移動すれば良い。
補正ではすべての補正が出来ず、結果として、図9に示
すように被写体までの距離毎にバリエータ102の移動
に応じて、つまり焦点距離に応じてマスタレンズ104
を移動させなければ合焦に至らない。従ってズーム中に
合焦させるためには、図9に示すいわゆるトラッキング
曲線に沿ってマスタレンズ104を移動すれば良い。
【0012】これを行う方法の一例として、少々ズーム
時間を長めにとり、上述した山登り法が利用される。つ
まり、今、被写体までの距離が1mの場合を例にとる。
図11に示す被写体までの距離1mの理論トラッキング
曲線クを仮想し、実際には曲線カで示すように山登り法
を利用してトラッキングをとっていく、即ち、広角側よ
り望遠側に移動することを考えると、ズームスタート時
には被写体までの距離は解らない。従って上述の山登り
法を利用すると、合焦状態を判定する焦点評価値が大き
くなる所を追いかけて行くことになるので、結果的に被
写体までの距離が解らずとも、あたかも指標となるトラ
ッキング曲線が存在するかのようにトラッキング曲線を
仮想してトラッキングを取っていき、ズーム時の合焦状
態を維持することになる。
時間を長めにとり、上述した山登り法が利用される。つ
まり、今、被写体までの距離が1mの場合を例にとる。
図11に示す被写体までの距離1mの理論トラッキング
曲線クを仮想し、実際には曲線カで示すように山登り法
を利用してトラッキングをとっていく、即ち、広角側よ
り望遠側に移動することを考えると、ズームスタート時
には被写体までの距離は解らない。従って上述の山登り
法を利用すると、合焦状態を判定する焦点評価値が大き
くなる所を追いかけて行くことになるので、結果的に被
写体までの距離が解らずとも、あたかも指標となるトラ
ッキング曲線が存在するかのようにトラッキング曲線を
仮想してトラッキングを取っていき、ズーム時の合焦状
態を維持することになる。
【0013】このように後玉またはインナーフォーカス
方式といわれるレンズの焦点調節方法については上記従
来例を含め多数の発明が出願されている。しかしなが
ら、これらの先行発明に共通して言えることは、広角端
から望遠側にズームを行った場合、一体どのようにした
ら合焦状態を保ちながらズームが出来るのかという点が
明らかにされていない。
方式といわれるレンズの焦点調節方法については上記従
来例を含め多数の発明が出願されている。しかしなが
ら、これらの先行発明に共通して言えることは、広角端
から望遠側にズームを行った場合、一体どのようにした
ら合焦状態を保ちながらズームが出来るのかという点が
明らかにされていない。
【0014】つまり、ズームの途中から再度ズームを行
う場合や望遠側から広角側にズームをする場合だけを対
象として作用の説明がなされている。これは簡単に被写
体距離が把握出来、トラッキングは極めて容易である。
このことをもう少し端的に言えば、例えば図9に示すト
ラッキング曲線の広角端付近はかなりトラッキング曲線
が接近している(例えば被写体距離1mのトラッキング
曲線と、2mのトラッキング曲線は極めて近接してい
る)ため、フォーカス用のマスタレンズの微小移動で容
易に隣の曲線に移ってしまうこと、および加えて被写界
深度が深い為に、まずは被写体距離に対応したトラッキ
ング曲線を選ぶことは不可能である。このような状態か
ら望遠側へズームを行った時、いかに最適なトラッキン
グを行うか、または、いかに被写体までの距離を把握す
るのかが先行発明では明らかにされていないのが現状で
ある。
う場合や望遠側から広角側にズームをする場合だけを対
象として作用の説明がなされている。これは簡単に被写
体距離が把握出来、トラッキングは極めて容易である。
このことをもう少し端的に言えば、例えば図9に示すト
ラッキング曲線の広角端付近はかなりトラッキング曲線
が接近している(例えば被写体距離1mのトラッキング
曲線と、2mのトラッキング曲線は極めて近接してい
る)ため、フォーカス用のマスタレンズの微小移動で容
易に隣の曲線に移ってしまうこと、および加えて被写界
深度が深い為に、まずは被写体距離に対応したトラッキ
ング曲線を選ぶことは不可能である。このような状態か
ら望遠側へズームを行った時、いかに最適なトラッキン
グを行うか、または、いかに被写体までの距離を把握す
るのかが先行発明では明らかにされていないのが現状で
ある。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】従来のフォーカス調整
装置は以上のように構成されているので、ズーム時の画
角の変動により被写体内容が変わった場合の合焦評価値
が常時合焦状況を反映しているとはいいがたかった。従
って、誤って合焦していると判断する時もあり、精度良
く補正することは難しいといった問題点があった。
装置は以上のように構成されているので、ズーム時の画
角の変動により被写体内容が変わった場合の合焦評価値
が常時合焦状況を反映しているとはいいがたかった。従
って、誤って合焦していると判断する時もあり、精度良
く補正することは難しいといった問題点があった。
【0016】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、広角側から望遠側へズームを行
う場合に合焦誤りの少ない極めて精度の良いズームトラ
ッキングをとることが出来るフォーカス調整装置を得る
ことを目的とする。
ためになされたもので、広角側から望遠側へズームを行
う場合に合焦誤りの少ない極めて精度の良いズームトラ
ッキングをとることが出来るフォーカス調整装置を得る
ことを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】この発明に係るフォーカ
ス装置は、ズームレンズ及びフォーカス用のマスタレン
ズを有するインナーフォーカス方式のレンズ装置と、上
記レンズ装置に入射する被写体光を映像信号に変換する
変換手段と、上記映像信号の輝度信号成分を画面の所定
領域について積算し、焦点評価値を発生する焦点検出手
段と、上記焦点評価値を所定の基準値と比較する比較装
置と、この比較装置の比較結果にもとづいて上記マスタ
レンズを移動させる手段と、被写体までの距離に対応す
る複数のトラッキング曲線を記憶する記憶手段とを備
え、上記ズームレンズの駆動時に、焦点深度の深い範囲
では、所定の焦点距離に至るまで上記マスタレンズをウ
ォブリング動作させ、その繰り出し、戻り毎に上記焦点
評価値による合焦点検出を行いながら駆動し、上記所定
の焦点距離において上記マスタレンズと至近関係にある
トラッキング曲線を上記記憶手段から選別すると共に、
選別されたトラッキング曲線に対応して上記マスタレン
ズを駆動するようにしたものである。
ス装置は、ズームレンズ及びフォーカス用のマスタレン
ズを有するインナーフォーカス方式のレンズ装置と、上
記レンズ装置に入射する被写体光を映像信号に変換する
変換手段と、上記映像信号の輝度信号成分を画面の所定
領域について積算し、焦点評価値を発生する焦点検出手
段と、上記焦点評価値を所定の基準値と比較する比較装
置と、この比較装置の比較結果にもとづいて上記マスタ
レンズを移動させる手段と、被写体までの距離に対応す
る複数のトラッキング曲線を記憶する記憶手段とを備
え、上記ズームレンズの駆動時に、焦点深度の深い範囲
では、所定の焦点距離に至るまで上記マスタレンズをウ
ォブリング動作させ、その繰り出し、戻り毎に上記焦点
評価値による合焦点検出を行いながら駆動し、上記所定
の焦点距離において上記マスタレンズと至近関係にある
トラッキング曲線を上記記憶手段から選別すると共に、
選別されたトラッキング曲線に対応して上記マスタレン
ズを駆動するようにしたものである。
【0018】
【作用】この発明においては、焦点深度の深い範囲で
は、所定の焦点距離に至るまで上記マスタレンズをウォ
ブリング動作させ、その繰り出し、戻り毎に上記焦点評
価値による合焦点検出を行いながら駆動し、上記所定の
焦点距離において上記マスタレンズと至近関係にあるト
ラッキング曲線を上記記憶手段から選別すると共に、選
別されたトラッキング曲線に対応して上記マスタレンズ
を駆動するようにしているため、特別な手段を用いなく
ともあらかじめ用意された最適なトラッキング曲線が選
べるので、ズーム時の合焦精度が向上する。
は、所定の焦点距離に至るまで上記マスタレンズをウォ
ブリング動作させ、その繰り出し、戻り毎に上記焦点評
価値による合焦点検出を行いながら駆動し、上記所定の
焦点距離において上記マスタレンズと至近関係にあるト
ラッキング曲線を上記記憶手段から選別すると共に、選
別されたトラッキング曲線に対応して上記マスタレンズ
を駆動するようにしているため、特別な手段を用いなく
ともあらかじめ用意された最適なトラッキング曲線が選
べるので、ズーム時の合焦精度が向上する。
【0019】
実施例1.以下、この発明を図に基づいて説明する。図
1はこの発明の一実施例によるフォーカス調整装置を示
し、図において、14は焦点検出回路4から得られた焦
点評価値の比較を行う比較回路であり、また、記憶手段
としてのデータメモリであるROM(リードオンリーメ
モリ)51が制御回路5に接続されている。
1はこの発明の一実施例によるフォーカス調整装置を示
し、図において、14は焦点検出回路4から得られた焦
点評価値の比較を行う比較回路であり、また、記憶手段
としてのデータメモリであるROM(リードオンリーメ
モリ)51が制御回路5に接続されている。
【0020】次に動作の説明を図1ないし図5を用いて
行う。今、図2のトラッキング曲線に沿って広角側から
望遠側にズームトラッキングを行うものとする。この時
被写体までの距離を仮に2mとすれば、2mのトラッキ
ング曲線Zに沿ってマスタレンズ104を移動すれば良
い。しかし、実際には焦点距離f0〜fn1の範囲では焦
点深度が深く被写体までの距離の判定が出来ないので、
あらかじめ距離毎にトラッキング曲線が用意されていて
も、どの曲線を使用したら良いか解らない。そこで、こ
の焦点深度の深い焦点距離f0 〜fn1の範囲では、画角
も被写体内容もあまり変わらないのでこの部分ではウォ
ブリングによる評価値判断でトラッキングを行う。
行う。今、図2のトラッキング曲線に沿って広角側から
望遠側にズームトラッキングを行うものとする。この時
被写体までの距離を仮に2mとすれば、2mのトラッキ
ング曲線Zに沿ってマスタレンズ104を移動すれば良
い。しかし、実際には焦点距離f0〜fn1の範囲では焦
点深度が深く被写体までの距離の判定が出来ないので、
あらかじめ距離毎にトラッキング曲線が用意されていて
も、どの曲線を使用したら良いか解らない。そこで、こ
の焦点深度の深い焦点距離f0 〜fn1の範囲では、画角
も被写体内容もあまり変わらないのでこの部分ではウォ
ブリングによる評価値判断でトラッキングを行う。
【0021】即ち図4に示すウォブリング動作によりマ
スタレンズ104を移動させ、本来の合焦点の前後で得
られる焦点評価値Yの大小判定の結果によりマスタレン
ズ104は移動方向を修正しながら移動する。そして焦
点距離がf0 から始まりfn1になった時点で、その点に
おけるマスタレンズ104の位置よりもっとも近傍で出
発しているトラッキング曲線をROM51より選び出
し、以後はこの選ばれたトラッキング曲線に沿ってマス
タレンズ104を移動させる。この様子を図3に示す。
スタレンズ104を移動させ、本来の合焦点の前後で得
られる焦点評価値Yの大小判定の結果によりマスタレン
ズ104は移動方向を修正しながら移動する。そして焦
点距離がf0 から始まりfn1になった時点で、その点に
おけるマスタレンズ104の位置よりもっとも近傍で出
発しているトラッキング曲線をROM51より選び出
し、以後はこの選ばれたトラッキング曲線に沿ってマス
タレンズ104を移動させる。この様子を図3に示す。
【0022】ここでウォブリングの動作について図4で
説明する。Lは基準理想線を示しており、これは図2で
示すトラッキング曲線の望遠側でマスタレンズ104の
繰り出し量の最小(無限大。10m以上)と最大(1
m)の中間である被写体距離3mを想定している。h、
i、j、kはそれぞれ1フィールド期間の動作を示して
おりすべての動作が1フィールド基準で行われ4フィー
ルドでウォブリングの1周期を構成する。
説明する。Lは基準理想線を示しており、これは図2で
示すトラッキング曲線の望遠側でマスタレンズ104の
繰り出し量の最小(無限大。10m以上)と最大(1
m)の中間である被写体距離3mを想定している。h、
i、j、kはそれぞれ1フィールド期間の動作を示して
おりすべての動作が1フィールド基準で行われ4フィー
ルドでウォブリングの1周期を構成する。
【0023】ここでhとjのフィールドはマスタレンズ
104の移動の期間でhのフィールドは基準理想線Lに
対し、前側、つまりマスタレンズ104を繰り出す方
向、反対にjのフィールドは後側、つまりマスタレンズ
104を戻す方向へ移動させる。i、kのフィールドは
測定期間で該当するフィールドの焦点評価値Yを図1の
焦点検出回路4から得る。つまり図4の基準理想線Lが
合焦点だとすればi、kのフィールドの焦点評価値Yを
比較することにより前ピン(合焦)、後ピン(合焦)が
解り、同時に焦点はずれ量も判定出来る。
104の移動の期間でhのフィールドは基準理想線Lに
対し、前側、つまりマスタレンズ104を繰り出す方
向、反対にjのフィールドは後側、つまりマスタレンズ
104を戻す方向へ移動させる。i、kのフィールドは
測定期間で該当するフィールドの焦点評価値Yを図1の
焦点検出回路4から得る。つまり図4の基準理想線Lが
合焦点だとすればi、kのフィールドの焦点評価値Yを
比較することにより前ピン(合焦)、後ピン(合焦)が
解り、同時に焦点はずれ量も判定出来る。
【0024】今、図1の制御回路5よりモータドライバ
6にズーム信号が送られモータドライバ6がズームモー
タ7を駆動し、バリエータ102を移動して望遠側に変
倍動作を開始すると制御回路5は図4のh、i、j、k
に示すように1フィールド毎にフォーカス指令によりス
テッピングモータドライバ9を介してステッピングモー
タ10を駆動する。これによりマスタレンズ104の移
動→焦点検出回路4からの出力の焦点評価値Yの測定を
繰り返す。この時、測定のフィールドではマスタレンズ
104は停止している。そして1フィールドおきに得ら
れた焦点評価値Yは比較回路14で大小判定される。
6にズーム信号が送られモータドライバ6がズームモー
タ7を駆動し、バリエータ102を移動して望遠側に変
倍動作を開始すると制御回路5は図4のh、i、j、k
に示すように1フィールド毎にフォーカス指令によりス
テッピングモータドライバ9を介してステッピングモー
タ10を駆動する。これによりマスタレンズ104の移
動→焦点検出回路4からの出力の焦点評価値Yの測定を
繰り返す。この時、測定のフィールドではマスタレンズ
104は停止している。そして1フィールドおきに得ら
れた焦点評価値Yは比較回路14で大小判定される。
【0025】ここでi、kの各フィールドで得られた焦
点評価値YをそれぞれI,Kとすると、上記判定結果の
焦点評価値Yが、(1) I〜Kならばほぼ現在のマスタレ
ンズ104の位置が合焦点、(2) I>Kならば合焦点は
更にマスタレンズ104を繰り出した所、(3) I<Kな
らば合焦点は現在位置より更にマスタレンズ104を戻
した所となり、この条件に従って動作する。
点評価値YをそれぞれI,Kとすると、上記判定結果の
焦点評価値Yが、(1) I〜Kならばほぼ現在のマスタレ
ンズ104の位置が合焦点、(2) I>Kならば合焦点は
更にマスタレンズ104を繰り出した所、(3) I<Kな
らば合焦点は現在位置より更にマスタレンズ104を戻
した所となり、この条件に従って動作する。
【0026】これは図5の焦点評価値で示すことが出
来、本来の合焦点(山の頂上)から見た焦点ずれ量が
i″,k″で表される。なお、図5は上記(2) の場合を
表している。この図5から解るようにi,kのフィール
ドでの焦点評価値Yは均等がとれるのが良く、つまり
i″=k″でI=Kの条件、従って結果として上記(2)
のI>Kならば、図5でいえばi″<k″の場合で、図
4において次なるフィールドのh′の期間でマスタレン
ズ104の移動量(例えばステッピングモータのステッ
プ幅で数ステップ等)を増加させ更に繰り出しかつ、
J′のフィールドで戻り量を減らせば合焦点への補正が
出来ることになる。この様子を図4のmで示す。またこ
れにより修正された基準理論線をL’として示す。
来、本来の合焦点(山の頂上)から見た焦点ずれ量が
i″,k″で表される。なお、図5は上記(2) の場合を
表している。この図5から解るようにi,kのフィール
ドでの焦点評価値Yは均等がとれるのが良く、つまり
i″=k″でI=Kの条件、従って結果として上記(2)
のI>Kならば、図5でいえばi″<k″の場合で、図
4において次なるフィールドのh′の期間でマスタレン
ズ104の移動量(例えばステッピングモータのステッ
プ幅で数ステップ等)を増加させ更に繰り出しかつ、
J′のフィールドで戻り量を減らせば合焦点への補正が
出来ることになる。この様子を図4のmで示す。またこ
れにより修正された基準理論線をL’として示す。
【0027】なお、図4のフォーカスレンズ位置はステ
ッピングモータ10のステップ数で表されており、1、
2、3、…は1ステップ目、2ステップ目、3ステップ
目の意味である。
ッピングモータ10のステップ数で表されており、1、
2、3、…は1ステップ目、2ステップ目、3ステップ
目の意味である。
【0028】以上の様子をマスタレンズ104の移動軌
跡として図3に示す。このようにすると被写体の距離に
関係なく、また倍率の変化による焦点評価値の変化にも
影響されにくい焦点補正動作が得られるから好都合であ
る。
跡として図3に示す。このようにすると被写体の距離に
関係なく、また倍率の変化による焦点評価値の変化にも
影響されにくい焦点補正動作が得られるから好都合であ
る。
【0029】ここでROM51にあらかじめ用意記憶さ
れているトラッキング曲線のデータ形式はマスタレンズ
104の駆動用ステッピングモータ10の移動量で表さ
れる。つまり、マスタレンズ104の単位移動量をステ
ッピングモータ10の1ステップで表す。よって、ステ
ッピングモータ10で駆動されたステッピング数がマス
タレンズ104の絶対位置となる。ROM51では、以
上のデータ形式を取りながら、被写体の距離毎にトラッ
キング曲線を持ち、且つ各々のトラッキング曲線に対し
所定の距離毎に、つまり図2にfn1,fn2、…で示され
るごとく、マスタレンズ104の移動量をステッピング
モータ10のステップ数で記憶しておく。
れているトラッキング曲線のデータ形式はマスタレンズ
104の駆動用ステッピングモータ10の移動量で表さ
れる。つまり、マスタレンズ104の単位移動量をステ
ッピングモータ10の1ステップで表す。よって、ステ
ッピングモータ10で駆動されたステッピング数がマス
タレンズ104の絶対位置となる。ROM51では、以
上のデータ形式を取りながら、被写体の距離毎にトラッ
キング曲線を持ち、且つ各々のトラッキング曲線に対し
所定の距離毎に、つまり図2にfn1,fn2、…で示され
るごとく、マスタレンズ104の移動量をステッピング
モータ10のステップ数で記憶しておく。
【0030】図3において、マスタレンズ104の絶対
位置はステッピングモータ10のステップ数で表され、
焦点距離はポテンションメータ8の電位より1:1に対
応し読み取られ表される。
位置はステッピングモータ10のステップ数で表され、
焦点距離はポテンションメータ8の電位より1:1に対
応し読み取られ表される。
【0031】また、図3において、破線xで示す線は、
広角側の焦点距離f0 mmでステップモータ10の絶対位
置が「2」の所から望遠側にズームを行った時、ウォブ
リングにて合焦点を検出しながら焦点距離fn1のところ
まで行き、その点で被写体距離2mのトラッキング曲線
に移り替わることを示している。
広角側の焦点距離f0 mmでステップモータ10の絶対位
置が「2」の所から望遠側にズームを行った時、ウォブ
リングにて合焦点を検出しながら焦点距離fn1のところ
まで行き、その点で被写体距離2mのトラッキング曲線
に移り替わることを示している。
【0032】ところで、図4のh,jの期間のマスタレ
ンズ104の移動量はウォブリング動作が目に関知され
ない焦点深度内で行われることは言うまでもない。つま
り、アイリス(絞り。図示しない)の情報により移動量
が規制される。また、ズームエリヤ全域をウォブリング
動作することは図2で示す望遠側でのトラッキング曲線
の傾き(単位時間当りマスタレンズ104の繰り出し
量)が急であるところに上記焦点深度の問題をも含み非
常に制御が難しい欠点を持っていた。
ンズ104の移動量はウォブリング動作が目に関知され
ない焦点深度内で行われることは言うまでもない。つま
り、アイリス(絞り。図示しない)の情報により移動量
が規制される。また、ズームエリヤ全域をウォブリング
動作することは図2で示す望遠側でのトラッキング曲線
の傾き(単位時間当りマスタレンズ104の繰り出し
量)が急であるところに上記焦点深度の問題をも含み非
常に制御が難しい欠点を持っていた。
【0033】なお、上記実施例ではフォーカス用のマス
タレンズにステッピングモータを使用したが、DCモー
タでも同じ効果が得られる。また、相対比による合焦点
検出からあらかじめ用意されたトラッキング曲線に移り
替わる箇所はシステムに合わせて任意に選べば良い。更
に、あらかじめ用意するトラッキング曲線は、精度に合
わせて自由な本数を持てば良い。さらには、焦点評価値
Yを得る為の高域成分抽出用のHPFは複数用意したほ
うが精度が上がる。この場合状況に応じてHPFのカッ
トオフ周波数を変えるとか、一度(1フィールドで)複
数のフィルター出力を得るようにすると一層良い。
タレンズにステッピングモータを使用したが、DCモー
タでも同じ効果が得られる。また、相対比による合焦点
検出からあらかじめ用意されたトラッキング曲線に移り
替わる箇所はシステムに合わせて任意に選べば良い。更
に、あらかじめ用意するトラッキング曲線は、精度に合
わせて自由な本数を持てば良い。さらには、焦点評価値
Yを得る為の高域成分抽出用のHPFは複数用意したほ
うが精度が上がる。この場合状況に応じてHPFのカッ
トオフ周波数を変えるとか、一度(1フィールドで)複
数のフィルター出力を得るようにすると一層良い。
【0034】
【発明の効果】以上のように、この発明に係るフォーカ
ス調整装置によれば、被写体までの距離が非常に判別し
にくい所ではウォブリングによる合焦点検出によりトラ
ッキングを行い、その後は被写体距離に応じたトラッキ
ング曲線を利用するように構成したので、ズーム全域に
わたってどの点からズームが行われても、合焦精度の良
いズームトラッキングが可能になる。
ス調整装置によれば、被写体までの距離が非常に判別し
にくい所ではウォブリングによる合焦点検出によりトラ
ッキングを行い、その後は被写体距離に応じたトラッキ
ング曲線を利用するように構成したので、ズーム全域に
わたってどの点からズームが行われても、合焦精度の良
いズームトラッキングが可能になる。
【図1】この発明の一実施例によるフォーカス調整装置
の構成を示す図である。
の構成を示す図である。
【図2】ズームトラッキング曲線を詳細に説明する図で
ある。
ある。
【図3】この発明のズームトラッキングの動作を説明す
る図である。
る図である。
【図4】ウォブリングの動作を示す図である。
【図5】ウォブリングによる合焦状態を説明する図であ
る。
る。
【図6】従来例の構成を示す図である。
【図7】焦点検出回路の動作を説明する図である。
【図8】HPFの違いによる合焦状態を表す図である。
【図9】インナーフォーカス方式によるズーム時のトラ
ッキング曲線を表す図である。
ッキング曲線を表す図である。
【図10】評価値のゾーンを表す図である。
【図11】山登り法によるズームトラッキングの様子を
示す図である。
示す図である。
1 インナーフォーカス方式のレンズ鏡筒 2 CCD 3 カメラ信号処理回路 4 焦点検出回路 5 制御回路 6 モータドライバ 7 ズームモータ 8 ポテンショメータ 9 ステッピングモータドライバ 10 ステッピングモータ 11 検知スイッチ 14 比較回路 51 ROM 101 固定集光用前玉レンズ 102 変倍用のバリエータ 103 コンペンセータ 104 マスタレンズ 401 HPF 402 HPF 403 スイッチ 404 増幅器 405 LPF 406 検波器 407 A/Dコンバータ 408 加算器
Claims (1)
- 【請求項1】 ズームレンズ及びフォーカス用のマスタ
レンズを有するインナーフォーカス方式のレンズ装置
と、上記レンズ装置に入射する被写体光を映像信号に変
換する変換手段と、上記映像信号の輝度信号成分を画面
の所定領域について積算し、焦点評価値を発生する焦点
検出手段と、上記焦点評価値を所定の基準値と比較する
比較装置と、この比較装置の比較結果にもとづいて上記
マスタレンズを移動させる手段と、被写体までの距離に
対応する複数のトラッキング曲線を記憶する記憶手段と
を備え、上記ズームレンズの駆動時に、焦点深度の深い
範囲では、所定の焦点距離に至るまで上記マスタレンズ
をウォブリング動作させ、その繰り出し、戻り毎に上記
焦点評価値による合焦点検出を行いながら駆動し、上記
所定の焦点距離において上記マスタレンズと至近関係に
あるトラッキング曲線を上記記憶手段から選別すると共
に、選別されたトラッキング曲線に対応して上記マスタ
レンズを駆動するようにしたことを特徴とするオートフ
ォーカス装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3271053A JP2763428B2 (ja) | 1991-10-18 | 1991-10-18 | オートフォーカス装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3271053A JP2763428B2 (ja) | 1991-10-18 | 1991-10-18 | オートフォーカス装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05107451A JPH05107451A (ja) | 1993-04-30 |
JP2763428B2 true JP2763428B2 (ja) | 1998-06-11 |
Family
ID=17494752
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3271053A Expired - Lifetime JP2763428B2 (ja) | 1991-10-18 | 1991-10-18 | オートフォーカス装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2763428B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4478419B2 (ja) | 2003-09-02 | 2010-06-09 | キヤノン株式会社 | レンズ制御装置、光学機器およびレンズ制御方法 |
JP4029296B2 (ja) * | 2004-03-02 | 2008-01-09 | ソニー株式会社 | オートフォーカス制御装置および方法、記録媒体、並びにプログラム |
JP4023457B2 (ja) * | 2004-03-02 | 2007-12-19 | ソニー株式会社 | オートフォーカス制御装置および方法、記録媒体、並びにプログラム |
JP4868434B2 (ja) * | 2004-05-14 | 2012-02-01 | キヤノン株式会社 | レンズ制御装置、光学機器およびレンズ制御方法 |
JP4618072B2 (ja) * | 2005-09-21 | 2011-01-26 | 富士フイルム株式会社 | カメラシステム |
US9294658B2 (en) | 2010-12-06 | 2016-03-22 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Lens barrel, imaging device and camera |
US8988594B2 (en) | 2010-12-13 | 2015-03-24 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Lens barrel, imaging pickup device, and camera |
JP5966262B2 (ja) * | 2011-06-30 | 2016-08-10 | 株式会社ニコン | 撮像装置 |
-
1991
- 1991-10-18 JP JP3271053A patent/JP2763428B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05107451A (ja) | 1993-04-30 |
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