JPH07294801A - 自動焦点調節装置 - Google Patents
自動焦点調節装置Info
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- JPH07294801A JPH07294801A JP10451694A JP10451694A JPH07294801A JP H07294801 A JPH07294801 A JP H07294801A JP 10451694 A JP10451694 A JP 10451694A JP 10451694 A JP10451694 A JP 10451694A JP H07294801 A JPH07294801 A JP H07294801A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高速フォ−カスを可能とし、又合焦動作に伴
なう消費電力を削減し、効率的な合焦動作を可能とした
自動焦点調節装置を得ること。 【構成】 光路中に複数の開口部と1つの開口部とを絞
り切換手段で選択的に装着する絞り手段を有した撮影
系、光電変換素子、フォ−カスレンズ駆動手段等を持
ち、所謂自己相関方式と山登り方式の順で2つの合焦検
出方式を用いて撮影系の合焦検出を行う際、撮影に関す
る条件を予め設定しておき、それを満足した時は自己相
関方式のみによるフォ−カス動作に基づく信号を用いて
合焦動作を行う。その条件は焦点距離や絞り値や焦点深
度に関連する値であり、又、高速モ−ド切換スイッチで
ある。
なう消費電力を削減し、効率的な合焦動作を可能とした
自動焦点調節装置を得ること。 【構成】 光路中に複数の開口部と1つの開口部とを絞
り切換手段で選択的に装着する絞り手段を有した撮影
系、光電変換素子、フォ−カスレンズ駆動手段等を持
ち、所謂自己相関方式と山登り方式の順で2つの合焦検
出方式を用いて撮影系の合焦検出を行う際、撮影に関す
る条件を予め設定しておき、それを満足した時は自己相
関方式のみによるフォ−カス動作に基づく信号を用いて
合焦動作を行う。その条件は焦点距離や絞り値や焦点深
度に関連する値であり、又、高速モ−ド切換スイッチで
ある。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は自動焦点調節装置に関
し、特に光電変換素子を合焦センサ−とするスチルビデ
オカメラ等の光学装置に使用される自動焦点調節装置に
関するものである。
し、特に光電変換素子を合焦センサ−とするスチルビデ
オカメラ等の光学装置に使用される自動焦点調節装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、スチルビデオカメラなどの光学装
置に内蔵される小型化に適した自動焦点調節装置の方式
として光電変換素子を合焦センサ−として使用する所謂
自己相関合焦方式と山登り合焦方式とが知られている。
置に内蔵される小型化に適した自動焦点調節装置の方式
として光電変換素子を合焦センサ−として使用する所謂
自己相関合焦方式と山登り合焦方式とが知られている。
【0003】自己相関合焦方式について図5〜図7を用
いて説明する。図5(A)に示すように光学系(撮影レ
ンズ)51の光路中に図5(B)に示す大きさの異なる
2つの開口52a、52bを持つ絞り52を挿入する。
この時、図5(A)に示すようにピントがずれている場
合には、撮像手段としての光電変換素子53上に図5
(C)に示す2つの稍ぼけて、ずれた被写体像が形成さ
れる。光学装置はその画像を1フィ−ルド取り込み、水
平スキャンした信号の自己相関をとる。すると図6に示
すが如き自己相関係数が得られ、その自己相関係数のう
ちτ=0を除く領域で自己相関係数値C(τ)の最大ピ
−ク値を示すτc の時間的間隔が2つの像の横ずれ量に
相当し、この値と光電変換素子53へ入射する2つの開
口52a、52bからの光束の交差角αからピントずれ
量を求め、その量から合焦させるに必要なフォ−カスレ
ンズの移動量を求める。
いて説明する。図5(A)に示すように光学系(撮影レ
ンズ)51の光路中に図5(B)に示す大きさの異なる
2つの開口52a、52bを持つ絞り52を挿入する。
この時、図5(A)に示すようにピントがずれている場
合には、撮像手段としての光電変換素子53上に図5
(C)に示す2つの稍ぼけて、ずれた被写体像が形成さ
れる。光学装置はその画像を1フィ−ルド取り込み、水
平スキャンした信号の自己相関をとる。すると図6に示
すが如き自己相関係数が得られ、その自己相関係数のう
ちτ=0を除く領域で自己相関係数値C(τ)の最大ピ
−ク値を示すτc の時間的間隔が2つの像の横ずれ量に
相当し、この値と光電変換素子53へ入射する2つの開
口52a、52bからの光束の交差角αからピントずれ
量を求め、その量から合焦させるに必要なフォ−カスレ
ンズの移動量を求める。
【0004】一方、2つのずれた被写体像は開口の大き
さが異なるので明るさが異なる。従って2つの像の明る
さの順序から像が前ピンか、後ピンかが判かり、フォ−
カスレンズの移動方向も決定出来る。かくて、合焦させ
るに必要なフォ−カスレンズの移動量と移動方向が決定
され、これに従ってフォ−カスレンズを駆動すれば合焦
が得られる。この方式のフロ−チャ−トを図7に示す。
この方式は合焦時間が短いという長所がある。
さが異なるので明るさが異なる。従って2つの像の明る
さの順序から像が前ピンか、後ピンかが判かり、フォ−
カスレンズの移動方向も決定出来る。かくて、合焦させ
るに必要なフォ−カスレンズの移動量と移動方向が決定
され、これに従ってフォ−カスレンズを駆動すれば合焦
が得られる。この方式のフロ−チャ−トを図7に示す。
この方式は合焦時間が短いという長所がある。
【0005】次に山登り合焦方式については文献、石田
順一、藤村安志;”山登りサ−ボ方式によるテレビカメ
ラの自動焦点調整”、NHK 技術研究、第17巻、第1号
(昭40)に技術が開示されている。この方式について
その要点を図8〜図10を用いて説明する。この場合の
光学系(撮影レンズ)81に設ける絞り82は、図8
(B)の如く通常撮影に使用される単一開口のものであ
る。この時、図8(A)に示すようにピントがずれてい
る場合には、撮像手段としての光電変換素子53上に図
8(C)示すように1つのぼけた被写体像が形成され
る。光学装置はその画像を1フィ−ルド分取り込み、図
9に示す工程に基づいて高周波成分を取り出し、1フィ
−ルド分積分して焦点評価値とする。(この値は鮮鋭度
に相当するものである)。
順一、藤村安志;”山登りサ−ボ方式によるテレビカメ
ラの自動焦点調整”、NHK 技術研究、第17巻、第1号
(昭40)に技術が開示されている。この方式について
その要点を図8〜図10を用いて説明する。この場合の
光学系(撮影レンズ)81に設ける絞り82は、図8
(B)の如く通常撮影に使用される単一開口のものであ
る。この時、図8(A)に示すようにピントがずれてい
る場合には、撮像手段としての光電変換素子53上に図
8(C)示すように1つのぼけた被写体像が形成され
る。光学装置はその画像を1フィ−ルド分取り込み、図
9に示す工程に基づいて高周波成分を取り出し、1フィ
−ルド分積分して焦点評価値とする。(この値は鮮鋭度
に相当するものである)。
【0006】次いで光学装置はフォ−カスレンズを微少
量動かし、同様の工程に基づいて再び焦点評価値を求め
る。そして前の焦点評価値と大小を比較し、焦点評価値
が大きくなれば、焦点に近づいているとして図10に示
すようにピ−クを求めていくのである。従ってこの方式
は高い合焦精度が得られることが特徴である。
量動かし、同様の工程に基づいて再び焦点評価値を求め
る。そして前の焦点評価値と大小を比較し、焦点評価値
が大きくなれば、焦点に近づいているとして図10に示
すようにピ−クを求めていくのである。従ってこの方式
は高い合焦精度が得られることが特徴である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】自己相関合焦方式では
レンズの加工時のばらつき等により、計算で得られた位
置にフォ−カスレンズが移動してもピント面では僅かに
ピントのずれが生じる場合がある。さらに、合焦位置近
傍においては相関が取りずらいので、合焦位置近傍から
スタ−トすると高い合焦精度が得られない場合がある。
レンズの加工時のばらつき等により、計算で得られた位
置にフォ−カスレンズが移動してもピント面では僅かに
ピントのずれが生じる場合がある。さらに、合焦位置近
傍においては相関が取りずらいので、合焦位置近傍から
スタ−トすると高い合焦精度が得られない場合がある。
【0008】又、山登り合焦方式ではフォ−カスレンズ
を微少量づつ動かして合焦位置を求めるので、デフォ−
カス量が大きい場合には合焦までに時間がかかるという
問題がある。
を微少量づつ動かして合焦位置を求めるので、デフォ−
カス量が大きい場合には合焦までに時間がかかるという
問題がある。
【0009】本発明は所謂自己相関合焦方式と山登り合
焦方式の順で2つの合焦検出方式を用いて撮影系の合焦
検出を行う際、撮影に関する条件を予め設定しておき、
それを満足したときは自己相関合焦方式のみによる合焦
動作に基づく信号を用いて合焦動作を行うことにより高
速フォ−カスを可能とし、又合焦動作に伴なう消費電力
を削減し、効率的な合焦動作を可能とした自動焦点調節
装置の提供を目的とする。
焦方式の順で2つの合焦検出方式を用いて撮影系の合焦
検出を行う際、撮影に関する条件を予め設定しておき、
それを満足したときは自己相関合焦方式のみによる合焦
動作に基づく信号を用いて合焦動作を行うことにより高
速フォ−カスを可能とし、又合焦動作に伴なう消費電力
を削減し、効率的な合焦動作を可能とした自動焦点調節
装置の提供を目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の自動焦点調節装
置は下記の構成である。
置は下記の構成である。
【0011】(1−1) 光路中に複数の開口部と1つ
の開口部とを絞り切換手段で選択的に装着する絞り手段
を有した撮影系によって被写体像を光電変換素子に結像
させ、該光電変換素子からの出力信号を用いて演算手段
により被写体像の結像状態を求め、該演算手段からの出
力信号を用いてフォ−カスレンズ駆動手段により該撮影
系のフォ−カスレンズを光軸上移動させて合焦動作を行
う際、該絞り手段の複数の開口部と1つの開口部とを該
撮影系の光路中に装着して該合焦動作を行う第1、第2
の合焦手段とを有し、該第1の合焦手段と第2の合焦手
段の順に合焦動作を行うとき、第1の合焦手段での合焦
動作において、予め設定した撮影に関する条件を満足し
たときは第1の合焦手段でのみ合焦動作を行ったことを
特徴としている。
の開口部とを絞り切換手段で選択的に装着する絞り手段
を有した撮影系によって被写体像を光電変換素子に結像
させ、該光電変換素子からの出力信号を用いて演算手段
により被写体像の結像状態を求め、該演算手段からの出
力信号を用いてフォ−カスレンズ駆動手段により該撮影
系のフォ−カスレンズを光軸上移動させて合焦動作を行
う際、該絞り手段の複数の開口部と1つの開口部とを該
撮影系の光路中に装着して該合焦動作を行う第1、第2
の合焦手段とを有し、該第1の合焦手段と第2の合焦手
段の順に合焦動作を行うとき、第1の合焦手段での合焦
動作において、予め設定した撮影に関する条件を満足し
たときは第1の合焦手段でのみ合焦動作を行ったことを
特徴としている。
【0012】特に、 (1−1−1) 前記予め設定した撮影に関する条件は
自動焦点調節装置のモ−ドが高速モ−ドのときである。
自動焦点調節装置のモ−ドが高速モ−ドのときである。
【0013】(1−1−2) 前記予め設定した撮影に
関する条件は、被写界深度に関連する値が予め設定した
範囲以上であるときである。
関する条件は、被写界深度に関連する値が予め設定した
範囲以上であるときである。
【0014】(1−1−3) 前記予め設定した撮影に
関する条件は、該撮影系の絞り値が予め設定した値以上
である。
関する条件は、該撮影系の絞り値が予め設定した値以上
である。
【0015】(1−1−4) 前記予め設定した撮影に
関する条件は、該撮影系の焦点距離が予め設定した値以
下である。
関する条件は、該撮影系の焦点距離が予め設定した値以
下である。
【0016】(1−1−5) 前記予め設定した撮影に
関する条件は、被写界深度に関連する値が予め設定した
範囲以上であるとき、又は該撮影系の絞り値が予め設定
した値以上であるとき、又は該撮影系の焦点距離が予め
設定した値以下のときの少なくとも1つである。
関する条件は、被写界深度に関連する値が予め設定した
範囲以上であるとき、又は該撮影系の絞り値が予め設定
した値以上であるとき、又は該撮影系の焦点距離が予め
設定した値以下のときの少なくとも1つである。
【0017】(1−1−6) 前記被写体像の結像状態
を前記第1の合焦検出手段では前記絞り手段の複数の絞
り開口部を介した光束に基づく複数の被写体像の自己相
関より求めており、前記第2の合焦検出手段では前記光
電変換素子面上での被写体像の鮮鋭度をフィ−ルド毎に
比較して求めている。こと等を特徴としている。
を前記第1の合焦検出手段では前記絞り手段の複数の絞
り開口部を介した光束に基づく複数の被写体像の自己相
関より求めており、前記第2の合焦検出手段では前記光
電変換素子面上での被写体像の鮮鋭度をフィ−ルド毎に
比較して求めている。こと等を特徴としている。
【0018】
【作用】本発明にかかる自動焦点調節装置に於いては、
2つの合焦手段を持っている。第1の合焦手段は自己相
関合焦手段であり、第2の合焦手段は山登り合焦手段で
ある。
2つの合焦手段を持っている。第1の合焦手段は自己相
関合焦手段であり、第2の合焦手段は山登り合焦手段で
ある。
【0019】本自動焦点調節装置のフォ−カシング動作
は次の様に行う。まず第1ステップとして自己相関合焦
手段によって略合焦を実現する。
は次の様に行う。まず第1ステップとして自己相関合焦
手段によって略合焦を実現する。
【0020】この時点で輝度情報、焦点距離情報及びそ
の時点の被写体距離情報から被写界深度に関係する或る
値(以後D値と称す)を計算し、これが予め設定してい
る閾値より大きいか、否かを判定する。もしD値が閾値
より大きければ被写体が必要合焦精度内に入っていると
して以後のフォ−カシング動作を中止し、直ちに撮影記
録に進む。
の時点の被写体距離情報から被写界深度に関係する或る
値(以後D値と称す)を計算し、これが予め設定してい
る閾値より大きいか、否かを判定する。もしD値が閾値
より大きければ被写体が必要合焦精度内に入っていると
して以後のフォ−カシング動作を中止し、直ちに撮影記
録に進む。
【0021】もしD値が閾値より小さければ、被写体が
必要合焦精度内に入っていないと判断し、次に第2ステ
ップとして山登り合焦手段で以て正確に合焦を行う。
必要合焦精度内に入っていないと判断し、次に第2ステ
ップとして山登り合焦手段で以て正確に合焦を行う。
【0022】更に本発明に於ては、装置中に高速モ−ド
切換スイッチを備えさせ、高速モ−ドを選択した時は第
1の合焦手段、即ち、自己相関合焦手段によって略合焦
させた後、被写体が必要合焦精度内に入っているか否か
の判定を行うこと無く、直ちに撮影記録に進む。
切換スイッチを備えさせ、高速モ−ドを選択した時は第
1の合焦手段、即ち、自己相関合焦手段によって略合焦
させた後、被写体が必要合焦精度内に入っているか否か
の判定を行うこと無く、直ちに撮影記録に進む。
【0023】
【実施例】図1は本発明の実施例1の構成ブロック図で
ある。
ある。
【0024】図中1は撮影レンズ(撮影系)であり、被
写体像を光電変換素子2面上に形成する。撮影レンズ1
はその中にフォ−カスレンズ1−aと変倍部分1−bと
を有している。フォ−カスレンズ1−aは撮影レンズ1
の中で光軸方向に移動して光電変換素子2面上に被写体
像を合焦させ、変倍部分1−bは撮影レンズ1を構成す
るレンズ要素の内の複数のレンズ要素であり、それらが
光軸上を関連を以て移動し、撮影系全体の焦点距離fを
変える。
写体像を光電変換素子2面上に形成する。撮影レンズ1
はその中にフォ−カスレンズ1−aと変倍部分1−bと
を有している。フォ−カスレンズ1−aは撮影レンズ1
の中で光軸方向に移動して光電変換素子2面上に被写体
像を合焦させ、変倍部分1−bは撮影レンズ1を構成す
るレンズ要素の内の複数のレンズ要素であり、それらが
光軸上を関連を以て移動し、撮影系全体の焦点距離fを
変える。
【0025】8はフォ−カスレンズ駆動手段であり、C
PU12の指令に基づきフォ−カスレンズ1−aを移動
させるステッピングモ−タ−等のフォ−カスレンズ駆動
モ−タ−とフォ−カスレンズ1−aの光軸上の位置を検
出し、その情報をCPU12にフィ−ドバックするフォ
−カスレンズ位置検出手段とを有している。
PU12の指令に基づきフォ−カスレンズ1−aを移動
させるステッピングモ−タ−等のフォ−カスレンズ駆動
モ−タ−とフォ−カスレンズ1−aの光軸上の位置を検
出し、その情報をCPU12にフィ−ドバックするフォ
−カスレンズ位置検出手段とを有している。
【0026】14は変倍部分駆動手段であり、撮影レン
ズ1の焦点距離を変える為に撮影レンズ1の変倍部分1
−bを光軸に沿って移動させるズ−ムレンズ駆動モ−タ
−と変倍部分1−bの光軸上の位置を検出するズ−ムレ
ンズ位置検出手段とを有している。17はズ−ム切換ス
イッチで、撮影者がこれを押せばCPU12は変倍部分
駆動手段14に指令を出し、撮影レンズ1の焦点距離を
変える。
ズ1の焦点距離を変える為に撮影レンズ1の変倍部分1
−bを光軸に沿って移動させるズ−ムレンズ駆動モ−タ
−と変倍部分1−bの光軸上の位置を検出するズ−ムレ
ンズ位置検出手段とを有している。17はズ−ム切換ス
イッチで、撮影者がこれを押せばCPU12は変倍部分
駆動手段14に指令を出し、撮影レンズ1の焦点距離を
変える。
【0027】光電変換素子2は撮影レンズ1により形成
された被写体像を電気信号に変換する。
された被写体像を電気信号に変換する。
【0028】3は絞り部材(絞り手段)であり、この絞
り部材3は図2に示すように4つの絞りを持っている。
即ち絞り3−aは自己相関合焦用の絞りであり、大きさ
の異なる2つの開口が設けられている。絞り3−b,3
−c及び3−dは撮影兼山登り合焦用の絞りであり、夫
々大きさの異なる1つの開口(φj )が設けられてい
る。最大径の開口の絞り3−dは撮影レンズの開放絞り
であり、後の2つの開口は夫々中絞りと小絞りである。
そしてこの絞り部材3は例えばタレット式構造を有して
おり、状況に応じて上記の4つの絞りの内の1つを選択
的に光路中に装着する。そしてCPU12にて自己相関
合焦用絞り3−aが選ばれた時には、該絞り3−aの2
つの開口が光軸に垂直な面内で光電変換素子2の水平ス
キャン方向に対して平行に並ぶ様に装着する。その他の
絞りが選ばれた時には単一の開口の略中心が光軸に位置
する様に装着する。
り部材3は図2に示すように4つの絞りを持っている。
即ち絞り3−aは自己相関合焦用の絞りであり、大きさ
の異なる2つの開口が設けられている。絞り3−b,3
−c及び3−dは撮影兼山登り合焦用の絞りであり、夫
々大きさの異なる1つの開口(φj )が設けられてい
る。最大径の開口の絞り3−dは撮影レンズの開放絞り
であり、後の2つの開口は夫々中絞りと小絞りである。
そしてこの絞り部材3は例えばタレット式構造を有して
おり、状況に応じて上記の4つの絞りの内の1つを選択
的に光路中に装着する。そしてCPU12にて自己相関
合焦用絞り3−aが選ばれた時には、該絞り3−aの2
つの開口が光軸に垂直な面内で光電変換素子2の水平ス
キャン方向に対して平行に並ぶ様に装着する。その他の
絞りが選ばれた時には単一の開口の略中心が光軸に位置
する様に装着する。
【0029】9は絞り切換手段であり、ステッピングモ
−タ−等で構成され、CPU12の指令に基づき絞り部
材3の絞りを切り替える。
−タ−等で構成され、CPU12の指令に基づき絞り部
材3の絞りを切り替える。
【0030】4は測光手段であり、被写体の輝度情報を
得る。5は撮像回路であり、光電変換素子2より得られ
た電気信号を記録や、演算に適した信号に変換して出力
する。6は記録手段であり、撮像回路5より出力された
信号を記録する。7は演算手段であり、撮像回路5より
出力された信号をもとに、光電変換素子2の面上におけ
る被写体像の合焦状態を演算して求める。
得る。5は撮像回路であり、光電変換素子2より得られ
た電気信号を記録や、演算に適した信号に変換して出力
する。6は記録手段であり、撮像回路5より出力された
信号を記録する。7は演算手段であり、撮像回路5より
出力された信号をもとに、光電変換素子2の面上におけ
る被写体像の合焦状態を演算して求める。
【0031】10はメイン電源/モ−ド切換スイッチで
あり、本装置全体の電源のON/OFF及び撮影・再生等のモ
−ドを切り替える。11はレリ−ズスイッチであり、撮
影時において撮影動作のタイミングを入力するもので、
第1のストロ−クでスイッチ1がONし、第1のストロ−
クより大きい第2のストロ−クでスイッチ2がONする。
あり、本装置全体の電源のON/OFF及び撮影・再生等のモ
−ドを切り替える。11はレリ−ズスイッチであり、撮
影時において撮影動作のタイミングを入力するもので、
第1のストロ−クでスイッチ1がONし、第1のストロ−
クより大きい第2のストロ−クでスイッチ2がONする。
【0032】CPU12はメイン電源/モ−ド切換スイ
ッチ10により設定されたモ−ドに必要なブロックに電
源を入れたり、レリ−ズスイッチ11の信号を基に記録
手段6・撮像回路5・測光手段4・演算手段7等の作動
タイミングを指示したり、フォ−カスレンズ駆動手段8
を介してフォ−カスレンズ1−aを駆動したり、フォ−
カスレンズ1−aの位置情報を得たり、演算手段7の信
号を基にフォ−カスレンズ駆動手段8を制御したり、測
光素子4・演算手段7の信号を基に絞り切換え手段9を
制御したり、各ブロックより必要な情報を得て被写体の
被写体距離や被写界深度を算出したり、撮影レンズ1の
FNoを算出したり、焦点距離等を算出したり等、各ブ
ロックの信号を基に必要なブロックに作動信号を与えた
り、受け取ったり、或は演算したり等している。
ッチ10により設定されたモ−ドに必要なブロックに電
源を入れたり、レリ−ズスイッチ11の信号を基に記録
手段6・撮像回路5・測光手段4・演算手段7等の作動
タイミングを指示したり、フォ−カスレンズ駆動手段8
を介してフォ−カスレンズ1−aを駆動したり、フォ−
カスレンズ1−aの位置情報を得たり、演算手段7の信
号を基にフォ−カスレンズ駆動手段8を制御したり、測
光素子4・演算手段7の信号を基に絞り切換え手段9を
制御したり、各ブロックより必要な情報を得て被写体の
被写体距離や被写界深度を算出したり、撮影レンズ1の
FNoを算出したり、焦点距離等を算出したり等、各ブ
ロックの信号を基に必要なブロックに作動信号を与えた
り、受け取ったり、或は演算したり等している。
【0033】13は高速モ−ド切換スイッチであり、撮
影者が合焦精度を落としても撮影タイミングのずれを少
なく高速で撮影したいと意図する時に使用する。
影者が合焦精度を落としても撮影タイミングのずれを少
なく高速で撮影したいと意図する時に使用する。
【0034】15は閾値記憶手段であり、CPU12が
算出した被写界深度に関連するD値と比較する閾値E
(fi ,φj )を記憶しているもので、例えばEEPR
OMを使用する。
算出した被写界深度に関連するD値と比較する閾値E
(fi ,φj )を記憶しているもので、例えばEEPR
OMを使用する。
【0035】なお閾値記憶手段に記憶させる閾値E(f
i ,φj )は次のようにして決定する。予め次の実験を
行う。撮影レンズの焦点距離がfi 、その時の撮影に適
する絞り径がφj であるとする。自己相関合焦方式で合
焦動作をした時の合焦被写体距離がuで、レンズデ−タ
とφJ とから計算できる入射瞳の大きさをDF とする
と、DF とuと許容錯乱円径δ’とを用いて次の近距離
被写界深度D値を計算する。
i ,φj )は次のようにして決定する。予め次の実験を
行う。撮影レンズの焦点距離がfi 、その時の撮影に適
する絞り径がφj であるとする。自己相関合焦方式で合
焦動作をした時の合焦被写体距離がuで、レンズデ−タ
とφJ とから計算できる入射瞳の大きさをDF とする
と、DF とuと許容錯乱円径δ’とを用いて次の近距離
被写界深度D値を計算する。
【0036】D=2u2 ・δ’/(fi ・DF ) そして、このD値とこの時点(1回自己相関合焦動作を
行った後)のピントずれとの関係を調べる。これを多く
の被写体について実験より求めた後、D値がある閾値よ
り大きければ自己相関方式のみの合焦動作でピントずれ
が許容できる閾値を決定する。この閾値は1つでも良い
し、又焦点距離fi や絞りの径φj に関連した複数の値
でも良い。従ってこの閾値をE(fi ,φj )と表示す
る。
行った後)のピントずれとの関係を調べる。これを多く
の被写体について実験より求めた後、D値がある閾値よ
り大きければ自己相関方式のみの合焦動作でピントずれ
が許容できる閾値を決定する。この閾値は1つでも良い
し、又焦点距離fi や絞りの径φj に関連した複数の値
でも良い。従ってこの閾値をE(fi ,φj )と表示す
る。
【0037】上記構成の自動焦点調節装置において、撮
影時のフロ−チャ−トを図3に示し、被写体の合焦動作
を中心に説明する。
影時のフロ−チャ−トを図3に示し、被写体の合焦動作
を中心に説明する。
【0038】先ずメイン電源/モ−ド切換スイッチが撮
影モ−ドに設定されると(S1)、CPU12の作動信
号により、記録手段6が撮像回路5より出力される信号
を記録可能な状態にイニシャライズされる(S2)。次
に撮影者は不図示で公知の外部ファインダ−で被写体の
撮影構図を決める。次にレリ−ズスイッチ11のスイッ
チ1がONされると(S3)、光電変換素子2・撮像回路
5・演算手段7の回路の電源がONされる(S4)。
影モ−ドに設定されると(S1)、CPU12の作動信
号により、記録手段6が撮像回路5より出力される信号
を記録可能な状態にイニシャライズされる(S2)。次
に撮影者は不図示で公知の外部ファインダ−で被写体の
撮影構図を決める。次にレリ−ズスイッチ11のスイッ
チ1がONされると(S3)、光電変換素子2・撮像回路
5・演算手段7の回路の電源がONされる(S4)。
【0039】次に測光手段4により被写体輝度が測ら
れ、その情報がCPU12に送られる(S5)。同時に
CPU12の作動信号により絞り切換手段9が駆動さ
れ、絞り部材3の自己相関合焦用絞り3−aが撮影レン
ズの光路中に装着される(S6)。次に上記の被写体測
光情報を基に、自己相関合焦方式による合焦手段に適し
た電子シャッタ−のスピ−ドがCPU12に依って決定
され、これによって決定されたシャッタ−スピ−ドにて
被写体像が光電変換素子2に蓄積され、次いで1フィ−
ルド即ち1画面1/60秒のTV信号レ−トの電気信号
として撮像回路5に取り込まれる。この光学装置はこの
信号を使って自己相関合焦を行い(S7)、レンズを駆
動する(S8)。
れ、その情報がCPU12に送られる(S5)。同時に
CPU12の作動信号により絞り切換手段9が駆動さ
れ、絞り部材3の自己相関合焦用絞り3−aが撮影レン
ズの光路中に装着される(S6)。次に上記の被写体測
光情報を基に、自己相関合焦方式による合焦手段に適し
た電子シャッタ−のスピ−ドがCPU12に依って決定
され、これによって決定されたシャッタ−スピ−ドにて
被写体像が光電変換素子2に蓄積され、次いで1フィ−
ルド即ち1画面1/60秒のTV信号レ−トの電気信号
として撮像回路5に取り込まれる。この光学装置はこの
信号を使って自己相関合焦を行い(S7)、レンズを駆
動する(S8)。
【0040】次にCPU12は被写体輝度情報をもとに
図4のプログラム線図により、撮影に適した電子シャッ
タ−スピ−ドを決定し、同時に開放絞り、中絞り及び小
絞りの内のいずれかを選択し、絞り切換手段9を駆動し
て選択した絞りへ切り換える(S9)。この絞り部材3
の切換えは光電変換素子2から撮像回路5に取り込む被
写体映像信号に影響を及ぼさないよう、映像信号の垂直
帰線消去期間中に行う。
図4のプログラム線図により、撮影に適した電子シャッ
タ−スピ−ドを決定し、同時に開放絞り、中絞り及び小
絞りの内のいずれかを選択し、絞り切換手段9を駆動し
て選択した絞りへ切り換える(S9)。この絞り部材3
の切換えは光電変換素子2から撮像回路5に取り込む被
写体映像信号に影響を及ぼさないよう、映像信号の垂直
帰線消去期間中に行う。
【0041】次に高速モ−ドが選択されているか否かを
判断し(S9’)、高速モ−ドであれば直ちにS12へ
進み、この時点でスイッチ2がonであれば撮影・記録
(S13)が行われる。S9’で、通常モ−ドであれば
S10’に進む。
判断し(S9’)、高速モ−ドであれば直ちにS12へ
進み、この時点でスイッチ2がonであれば撮影・記録
(S13)が行われる。S9’で、通常モ−ドであれば
S10’に進む。
【0042】S10’に於いてCPU12は先ずこの状
態での被写体距離uを算出する。即ち予め記憶している
撮影レンズ1のデ−タとズ−ムレンズ駆動手段14から
得られるズ−ムレンズ位置情報から焦点距離fi を算出
し、この焦点距離fi とフォ−カスレンズ駆動手段8か
ら得られるフォ−カスレンズ1−aの位置情報とを用い
て被写体距離uを計算する。さらにレンズデ−タと焦点
距離情報及びフォ−カスレンズ情報と絞り径φJ とから
計算できる入射瞳の大きさをDF とすると、DF とuと
許容錯乱円径δ’とを用いて次のD値を計算する。
態での被写体距離uを算出する。即ち予め記憶している
撮影レンズ1のデ−タとズ−ムレンズ駆動手段14から
得られるズ−ムレンズ位置情報から焦点距離fi を算出
し、この焦点距離fi とフォ−カスレンズ駆動手段8か
ら得られるフォ−カスレンズ1−aの位置情報とを用い
て被写体距離uを計算する。さらにレンズデ−タと焦点
距離情報及びフォ−カスレンズ情報と絞り径φJ とから
計算できる入射瞳の大きさをDF とすると、DF とuと
許容錯乱円径δ’とを用いて次のD値を計算する。
【0043】D=2u2 ・δ’/(fi ・DF ) なお、このD値は近距離に於ける被写界深度を表すもの
である。
である。
【0044】ここで得られたD値を閾値記憶手段15に
記憶している閾値E(fi ,φj )と比較する(S1
0)。もしD値が閾値E(fi ,φj )よりも大きけれ
ば自己相関方式による合焦誤差は許容できると判断し、
直ちにS12へ進む。もしD値が閾値E(fi ,φj )
より小さければ自己相関方式による合焦誤差は許容でき
ないと判断し、山登り方式による合焦動作(S11)に
進む。S11では上記決定された電子シャッタ−スピ−
ドにて被写体像が光電変換素子2に蓄積され、1画面1
/60秒のTV信号レ−トの映像信号として、逐次撮像
回路5に取り込まれる。撮像回路5に取り込まれたこの
信号は、山登り合焦方式に適した信号に変換され、演算
回路7に入力される。この入力された信号を基に、演算
手段7は前記従来例で述べたように山登り合焦方式に基
づいて光電変換素子2上での被写体の合焦状態を評価
し、CPU12はこの評価値を利用してフォ−カスレン
ズ駆動手段8を制御し、フォ−カスレンズ1−aが被写
体像を光電変換素子2の面上に合焦となる位置に駆動さ
れる。
記憶している閾値E(fi ,φj )と比較する(S1
0)。もしD値が閾値E(fi ,φj )よりも大きけれ
ば自己相関方式による合焦誤差は許容できると判断し、
直ちにS12へ進む。もしD値が閾値E(fi ,φj )
より小さければ自己相関方式による合焦誤差は許容でき
ないと判断し、山登り方式による合焦動作(S11)に
進む。S11では上記決定された電子シャッタ−スピ−
ドにて被写体像が光電変換素子2に蓄積され、1画面1
/60秒のTV信号レ−トの映像信号として、逐次撮像
回路5に取り込まれる。撮像回路5に取り込まれたこの
信号は、山登り合焦方式に適した信号に変換され、演算
回路7に入力される。この入力された信号を基に、演算
手段7は前記従来例で述べたように山登り合焦方式に基
づいて光電変換素子2上での被写体の合焦状態を評価
し、CPU12はこの評価値を利用してフォ−カスレン
ズ駆動手段8を制御し、フォ−カスレンズ1−aが被写
体像を光電変換素子2の面上に合焦となる位置に駆動さ
れる。
【0045】次いでS12へ進み、この時点でレリ−ズ
スイッチのスイッチ2がONされていれば光電変換素子2
に蓄積された被写体像が撮像回路5に取り込まれる。撮
像回路5に取り込まれたこの信号は、記録手段6に記録
するのに適した信号に変換され、記録手段6に記録され
る(S13)。この様にして被写体が記録された後、次
の撮影に備えスタンバイ状態になる。
スイッチのスイッチ2がONされていれば光電変換素子2
に蓄積された被写体像が撮像回路5に取り込まれる。撮
像回路5に取り込まれたこの信号は、記録手段6に記録
するのに適した信号に変換され、記録手段6に記録され
る(S13)。この様にして被写体が記録された後、次
の撮影に備えスタンバイ状態になる。
【0046】
【発明の効果】本発明は以上のように、所謂自己相関合
焦方式と山登り合焦方式の順で2つの合焦検出方式を用
いて撮影系の合焦検出を行う際、撮影に関する条件を予
め設定しておき、それを満足した時は自己相関合焦方式
のみによる合焦動作に基づく信号を用いて合焦動作を行
うことにより高速フォ−カスを可能とし、又合焦動作に
伴なう消費電力を削減し、効率的な合焦動作を可能とし
た自動焦点調節装置を達成することができる。
焦方式と山登り合焦方式の順で2つの合焦検出方式を用
いて撮影系の合焦検出を行う際、撮影に関する条件を予
め設定しておき、それを満足した時は自己相関合焦方式
のみによる合焦動作に基づく信号を用いて合焦動作を行
うことにより高速フォ−カスを可能とし、又合焦動作に
伴なう消費電力を削減し、効率的な合焦動作を可能とし
た自動焦点調節装置を達成することができる。
【0047】その他本発明によれば、自己相関合焦方式
の合焦動作を実行した後、被写界深度に関連するD値を
求めて、これが実験の結果設定した閾値より大きければ
山登り方式の合焦動作を省く事により、撮影ボタンを押
してから記録されるまでのタイムラグが少ない撮影を可
能とし、以て撮影タイミングのずれを少なくする事が出
来る。更にこの場合、フォ−カシング動作全体の所要時
間が短くなるので、電力の消費が少なくなり、本自動焦
点調節装置を内蔵した光学記録装置では撮影可能枚数が
多くなる、もしくは撮影可能時間が長くなるなどの利点
が生ずる。
の合焦動作を実行した後、被写界深度に関連するD値を
求めて、これが実験の結果設定した閾値より大きければ
山登り方式の合焦動作を省く事により、撮影ボタンを押
してから記録されるまでのタイムラグが少ない撮影を可
能とし、以て撮影タイミングのずれを少なくする事が出
来る。更にこの場合、フォ−カシング動作全体の所要時
間が短くなるので、電力の消費が少なくなり、本自動焦
点調節装置を内蔵した光学記録装置では撮影可能枚数が
多くなる、もしくは撮影可能時間が長くなるなどの利点
が生ずる。
【0048】又、撮影者が特に撮影チャンスを逃したく
ないと意図する場合には、撮影者が高速モ−ド切換スイ
ッチに依って高速モ−ドを選択すれば、本自動焦点調節
装置は第1ステップの自己相関合焦方式による合焦を行
った後、D値と閾値の大小判定も行わずに直ちに撮影記
録するので、合焦動作全体の所要時間が更に短くなり、
撮影者の意図に対応出来る。
ないと意図する場合には、撮影者が高速モ−ド切換スイ
ッチに依って高速モ−ドを選択すれば、本自動焦点調節
装置は第1ステップの自己相関合焦方式による合焦を行
った後、D値と閾値の大小判定も行わずに直ちに撮影記
録するので、合焦動作全体の所要時間が更に短くなり、
撮影者の意図に対応出来る。
【0049】以上の様に本発明に依れば高速で精度の良
い焦点合わせが得られると共に消費電力が節約でき、使
用感の良好な自動焦点調節装置を達成することができ
る。
い焦点合わせが得られると共に消費電力が節約でき、使
用感の良好な自動焦点調節装置を達成することができ
る。
【図1】 本発明のブロック図
【図2】 本発明の絞り部材
【図3】 本発明のフロ−チャ−ト
【図4】 プログラム線図
【図5】 従来の自己相関合焦方式の説明図 (A)自己相関合焦方式の光路図 (B)自己相関合焦方式の絞り図 (C)自己相関合焦方式の焦点面上被写体図
【図6】 従来の自己相関合焦方式の自己相関係数図
【図7】 従来の自己相関合焦方式のフロ−チャ−ト
【図8】 従来の山登り合焦方式の説明図 (A)山登り合焦光路図 (B)山登り合焦方式の絞り図 (C)山登り合焦方式の焦点面上被写体図
【図9】 従来の山登り合焦方式の焦点評価値算出フロ
−チャ−ト
−チャ−ト
【図10】 従来の山登り合焦方式の合焦進行図
【符号の説明】 1 撮影レンズ 1−a フォ−カスレンズ 1−b 変倍部分 2 光電変換素子 3 絞り部材 4 測光手段 5 撮像回路 6 記録手段 7 演算手段 8 フォ−カスレンズ駆動手段 9 絞り切換手段 10 メイン電源・モ−ド 11 レリ−ズスイッチ 切換スイッチ 12 CPU 13 高速モ−ド切換スイッチ 14 変倍部分駆動手段 15 閾値記憶手段
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G03B 3/10
Claims (7)
- 【請求項1】 光路中に複数の開口部と1つの開口部と
を絞り切換手段で選択的に装着する絞り手段を有した撮
影系によって被写体像を光電変換素子に結像させ、該光
電変換素子からの出力信号を用いて演算手段により被写
体像の結像状態を求め、該演算手段からの出力信号を用
いてフォ−カスレンズ駆動手段により該撮影系のフォ−
カスレンズを光軸上移動させて合焦動作を行う際、該絞
り手段の複数の開口部と1つの開口部とを該撮影系の光
路中に装着して該合焦動作を行う第1、第2の合焦手段
とを有し、該第1の合焦手段と第2の合焦手段の順に合
焦動作を行うとき、第1の合焦手段での合焦動作におい
て、予め設定した撮影に関する条件を満足したときは第
1の合焦手段でのみ合焦動作を行ったことを特徴とする
自動焦点調節装置。 - 【請求項2】 前記予め設定した撮影に関する条件は自
動焦点調節装置のモ−ドが高速モ−ドのときであること
を特徴とする請求項1の自動焦点調節装置。 - 【請求項3】 前記予め設定した撮影に関する条件は、
被写界深度に関連する値が予め設定した範囲以上である
ときであることを特徴とする請求項1の自動焦点調節装
置。 - 【請求項4】 前記予め設定した撮影に関する条件は、
該撮影系の絞り値が予め設定した値以上であることを特
徴とする請求項1の自動焦点調節装置。 - 【請求項5】 前記予め設定した撮影に関する条件は、
該撮影系の焦点距離が予め設定した値以下であることを
特徴とする請求項1の自動焦点調節装置。 - 【請求項6】 前記予め設定した撮影に関する条件は、
被写界深度に関連する値が予め設定した範囲以上である
とき、又は該撮影系の絞り値が予め設定した値以上であ
るとき、又は該撮影系の焦点距離が予め設定した値以下
のときの少なくとも1つであることを特徴とする請求項
1の自動焦点調節装置。 - 【請求項7】 前記被写体像の結像状態を前記第1の合
焦検出手段では前記絞り手段の複数の絞り開口部を介し
た光束に基づく複数の被写体像の自己相関より求めてお
り、前記第2の合焦検出手段では前記光電変換素子面上
での被写体像の鮮鋭度をフィ−ルド毎に比較して求めて
いることを特徴とする請求項1の自動焦点調節装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10451694A JPH07294801A (ja) | 1994-04-20 | 1994-04-20 | 自動焦点調節装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10451694A JPH07294801A (ja) | 1994-04-20 | 1994-04-20 | 自動焦点調節装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07294801A true JPH07294801A (ja) | 1995-11-10 |
Family
ID=14382666
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10451694A Pending JPH07294801A (ja) | 1994-04-20 | 1994-04-20 | 自動焦点調節装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07294801A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002258147A (ja) * | 2001-03-02 | 2002-09-11 | Canon Inc | 撮像装置、焦点調整方法および記憶媒体 |
-
1994
- 1994-04-20 JP JP10451694A patent/JPH07294801A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002258147A (ja) * | 2001-03-02 | 2002-09-11 | Canon Inc | 撮像装置、焦点調整方法および記憶媒体 |
JP4731705B2 (ja) * | 2001-03-02 | 2011-07-27 | キヤノン株式会社 | 撮像装置、カメラ、撮影レンズ、焦点調整方法および記憶媒体 |
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