JPS6087577A - ビデオカメラの自動焦点調節装置 - Google Patents
ビデオカメラの自動焦点調節装置Info
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- JPS6087577A JPS6087577A JP58195665A JP19566583A JPS6087577A JP S6087577 A JPS6087577 A JP S6087577A JP 58195665 A JP58195665 A JP 58195665A JP 19566583 A JP19566583 A JP 19566583A JP S6087577 A JPS6087577 A JP S6087577A
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- integrator
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/60—Control of cameras or camera modules
- H04N23/67—Focus control based on electronic image sensor signals
- H04N23/671—Focus control based on electronic image sensor signals in combination with active ranging signals, e.g. using light or sound signals emitted toward objects
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (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。
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
水先り」は、ビデオカメラの焦点調節をする1祭撮影す
べき被写体の像を所定の位置に正しくフォーカシングす
る自動焦点調節装置に関するものである。
べき被写体の像を所定の位置に正しくフォーカシングす
る自動焦点調節装置に関するものである。
従来例の構成とその問題点
カメラの自動焦点調節装置についてはこれまでに種々提
案・実施され、スチルカメラの分野に次いでビデオカメ
ラの分野にも普及しつつある。
案・実施され、スチルカメラの分野に次いでビデオカメ
ラの分野にも普及しつつある。
ビデオカメラに応用される焦点調節装置として有力な方
式のひとつに、撮影すべき被写体(以下、被写体と称す
る)に赤外線や超音波等の測距用信すを投射し、[]a
記被写体により反射した前記測距用48号を受信し、前
記測距用信号に基づき撮影レンズを1選切なフォーカシ
ング位置に1巣助する方式(以下、アクティブ式焦点調
節方式と称する)がある。第1図に赤外光を用いたアク
ティブ式焦点調節方式の原理図を示す。同図において、
投光手段1より投光された測距用赤外光は収束レンズ2
を経て測距対象物3に到達した後、反射して収束レンズ
4を経て受光素子6に入射する。この際、前記投光手段
1および受光素子6と+JfJ記測距対象物3との距離
が変化すれば、反射光のtjrJ記受光素子6への入射
角度あるいtま反則光の前記受光素手5表…」に於ける
位11′tが変化する。この反射光の入射角度あるいは
位11“′tに基つきω1算KG ” ’d所定の演算
を行なう。レンズ駆IJOJ装置+”’e 7は前記演
算器6の演算結果に基づき、複数枚のレンズから成る撮
影レンズ8(以−1・、撮影レンズと称する)をMIJ
Jなフォーカシング位置に駆!1ilJ L焦点調節が
完了する。
式のひとつに、撮影すべき被写体(以下、被写体と称す
る)に赤外線や超音波等の測距用信すを投射し、[]a
記被写体により反射した前記測距用48号を受信し、前
記測距用信号に基づき撮影レンズを1選切なフォーカシ
ング位置に1巣助する方式(以下、アクティブ式焦点調
節方式と称する)がある。第1図に赤外光を用いたアク
ティブ式焦点調節方式の原理図を示す。同図において、
投光手段1より投光された測距用赤外光は収束レンズ2
を経て測距対象物3に到達した後、反射して収束レンズ
4を経て受光素子6に入射する。この際、前記投光手段
1および受光素子6と+JfJ記測距対象物3との距離
が変化すれば、反射光のtjrJ記受光素子6への入射
角度あるいtま反則光の前記受光素手5表…」に於ける
位11′tが変化する。この反射光の入射角度あるいは
位11“′tに基つきω1算KG ” ’d所定の演算
を行なう。レンズ駆IJOJ装置+”’e 7は前記演
算器6の演算結果に基づき、複数枚のレンズから成る撮
影レンズ8(以−1・、撮影レンズと称する)をMIJ
Jなフォーカシング位置に駆!1ilJ L焦点調節が
完了する。
第2図は前記アクティブ式自動焦点調節装置の従来例を
示す概念図である。赤外発光ダイオード9(以下、赤外
LEDと称する)は、LED駆動装置10により周囲赤
外光と区別するため一定の周波数にて間欠的な発光を行
なっている。1][」記赤外LED9にて投光される測
距用赤外光は収束レンズ11を紅そ図示していない彼′
ゲ体により反射され、その反則光に、収束レンズ12を
経て、2分割されたフォトダイオード13の表面1−に
光スポットを結像する。前記2分割さhだフォI・ダイ
オードは、その表面−1−の光スボソド位ii::+”
に応じた大きさをイ1する信づ電流I、、I2を出力す
る。
示す概念図である。赤外発光ダイオード9(以下、赤外
LEDと称する)は、LED駆動装置10により周囲赤
外光と区別するため一定の周波数にて間欠的な発光を行
なっている。1][」記赤外LED9にて投光される測
距用赤外光は収束レンズ11を紅そ図示していない彼′
ゲ体により反射され、その反則光に、収束レンズ12を
経て、2分割されたフォトダイオード13の表面1−に
光スポットを結像する。前記2分割さhだフォI・ダイ
オードは、その表面−1−の光スボソド位ii::+”
に応じた大きさをイ1する信づ電流I、、I2を出力す
る。
すなわち、第3図(、)に示す様に、光スポット14が
前記2分割されたフォトダイオード13の上方に変位し
た場合は、前記2分割されたフォトダイオードより出力
される信号電流11.I、の大小り父J4ノVミは、 I)I・・・・・・・・・・・・・・・(1)1 2 となる。又、第3図(b)に示す様な光スポット15の
中心が1]す記2分割されたフォトダイオードの分割線
16上にある場合には、 I =工 ・・・・・・・・・・・・・・・ (2)1
2 第3図(C1に示す球な光スポット17の位置か下方に
変位した場合には、 I (I ・・・・・・・・・・・・・・・ (3)1
2 となる。IIjび第2図に仄り説IJIJを続ける。I
j1■記2分割されたフォトダイオード13より出力さ
れる光電流I、、I。は各々第1の信号処理装置18、
第2の信−づ処理装置1ff19にテ+jfj記光電流
11. I。
前記2分割されたフォトダイオード13の上方に変位し
た場合は、前記2分割されたフォトダイオードより出力
される信号電流11.I、の大小り父J4ノVミは、 I)I・・・・・・・・・・・・・・・(1)1 2 となる。又、第3図(b)に示す様な光スポット15の
中心が1]す記2分割されたフォトダイオードの分割線
16上にある場合には、 I =工 ・・・・・・・・・・・・・・・ (2)1
2 第3図(C1に示す球な光スポット17の位置か下方に
変位した場合には、 I (I ・・・・・・・・・・・・・・・ (3)1
2 となる。IIjび第2図に仄り説IJIJを続ける。I
j1■記2分割されたフォトダイオード13より出力さ
れる光電流I、、I。は各々第1の信号処理装置18、
第2の信−づ処理装置1ff19にテ+jfj記光電流
11. I。
の大きさに比例した電圧■1.v2に友換される。
比軟器20は、この電圧■1 、v2の大きさを比較し
、判断装置21は比較器2oの出力に基つき撮影レンズ
22(模式的に1枚の凸レンズで示した)の焦点δ、1
4節機構26を+iU方又は後方に移動させるべくレン
ズ駆動装置23をili’l fallする。フォトダ
イオード移動装置24は前記焦点調節機構の動きと連動
して前記2分割されたフォトダイオード13を矢印の方
向に移IMJさぜる。本従来例の自動焦点調節装置では
、予め前記2分割されたフォトダイオード13の設置1
ワ位i1?cおよび機械的な移動量を調節し撮影レンズ
22の繰り出し位置と2分割されたフォトダイオードの
繰り出し位置とが1対1の関係になる様調整される0従
って、2分割されたフォトダイオードより出力される光
電流工、。
、判断装置21は比較器2oの出力に基つき撮影レンズ
22(模式的に1枚の凸レンズで示した)の焦点δ、1
4節機構26を+iU方又は後方に移動させるべくレン
ズ駆動装置23をili’l fallする。フォトダ
イオード移動装置24は前記焦点調節機構の動きと連動
して前記2分割されたフォトダイオード13を矢印の方
向に移IMJさぜる。本従来例の自動焦点調節装置では
、予め前記2分割されたフォトダイオード13の設置1
ワ位i1?cおよび機械的な移動量を調節し撮影レンズ
22の繰り出し位置と2分割されたフォトダイオードの
繰り出し位置とが1対1の関係になる様調整される0従
って、2分割されたフォトダイオードより出力される光
電流工、。
■、が常に相等しくなる様、゛11j断装置21が撮影
レンズ22の移動方向を同曲1α適1.’Jなフォーカ
シング位置で停止させ、自動焦、1、“、1調節を実現
している。 4 前記従来例は、アクティブ式焦点調節装置の特長として
、測距粘度に彼′ゲ体jK(度やコントラストの影響を
受けに<<、寸た赤外LEDを用いているため指向角も
比較的狭くできる有力な焦点調節法である。しかし、ビ
デオカメラの場合には連続的に動きのある被写体をも撮
影する必要があり、上記実施例の場合の如きは撮影レン
ズが適(7Jなフォーカシング位置に移動している間は
常に連続的に赤外光を投射する必要があり、移動範囲が
大きい場合(例えば、近距離の被写体プ・ら遠距離の被
写体へと撮影対象を変更する場合)は大きな電流 ・消
費を伴なう。通常、前記実施例の如き用途には撮影レン
ズのフォーカシング中学に100〜300mAもの電流
か消費され、携行性の点からバッテリーによる動作が前
提となるビデオカメラ用焦点調節装置としては重大な問
題である。また、フォトダイオード移動装置は撮影レン
ズの焦点調節装置と連動して作動する必要があり、フォ
トダイオードの設置位置が制限を受けビデオカメラの撮
影レンズの機構設計上大きな制約となる。
レンズ22の移動方向を同曲1α適1.’Jなフォーカ
シング位置で停止させ、自動焦、1、“、1調節を実現
している。 4 前記従来例は、アクティブ式焦点調節装置の特長として
、測距粘度に彼′ゲ体jK(度やコントラストの影響を
受けに<<、寸た赤外LEDを用いているため指向角も
比較的狭くできる有力な焦点調節法である。しかし、ビ
デオカメラの場合には連続的に動きのある被写体をも撮
影する必要があり、上記実施例の場合の如きは撮影レン
ズが適(7Jなフォーカシング位置に移動している間は
常に連続的に赤外光を投射する必要があり、移動範囲が
大きい場合(例えば、近距離の被写体プ・ら遠距離の被
写体へと撮影対象を変更する場合)は大きな電流 ・消
費を伴なう。通常、前記実施例の如き用途には撮影レン
ズのフォーカシング中学に100〜300mAもの電流
か消費され、携行性の点からバッテリーによる動作が前
提となるビデオカメラ用焦点調節装置としては重大な問
題である。また、フォトダイオード移動装置は撮影レン
ズの焦点調節装置と連動して作動する必要があり、フォ
トダイオードの設置位置が制限を受けビデオカメラの撮
影レンズの機構設計上大きな制約となる。
発り一]の目的
本発明の目的は、消費電流を大幅に削減する省電機能を
有していながら高精度な測距性能を保持し、ビデオカメ
ラの撮影レンズの機構設計に太きな障害を与えることな
く測距用投受光器を設置可能なビデオカメラの自動焦点
1^11節装置を実現することである。
有していながら高精度な測距性能を保持し、ビデオカメ
ラの撮影レンズの機構設計に太きな障害を与えることな
く測距用投受光器を設置可能なビデオカメラの自動焦点
1^11節装置を実現することである。
発明の構成
零発1」jのビデオカメラの自動焦点調節装置は、測距
用赤外光を投光゛ノーる投光器と、前記測距用赤外光の
測距すべき被写体よりの反則光を集光する収束レンズと
、そ゛の収束レンズめ焦点像1び設置され前記反射光の
結像スポット位置に応じて一定の割合で第1.第2の光
電流を出力する光位置検出器と、+jrj記第1.第2
の光電流を電流−電圧変換して出力する第1.第2の電
Mし一電圧変換器と、前記第1.第2の光電/%Lの出
力値を加算する加算器と、その第1.第2の光電fA「
、の出力値を減算する減算器と、Oa上記算器の出力の
振幅値に相応する大きさの定電流にてコンデンサを充電
し、はぼ直線的に増加する電圧値を出力する第1の積分
器さ、前記減算器の出力の振幅値に対応する定電流にて
コンデンサを充電し、はぼ曲線的に増加する電圧値を出
力する第2の積分器と、撮影レンズのピント調節を行な
うフォーカシングレンズ群のへリコイドの回転角を機械
的に検出し電気信号に変換して出力するレンズエンコー
ダと、前記第2の積分器の出力値と前記レンズエンコー
ダの出力値とを比軟する比較器と、その比較器の出力に
基づき+1tlf記撮影レンズの位置を前方又は後方に
駆動させるレンズ駆動部とを含んで成り、+ifJ記第
1の積分器の出力値が予め設定された基準電圧値と一致
した時刻にて前記投光器の投光を停止させると共に、+
3rJ記レンズエンコーダの出力値がその時刻における
前記第2の積分器の出力値と対応する値に到迷するまで
前記レンズ駆動部により撮影レンズのフォーカシングレ
ンズ群を駆動し最適なピント位置にて停止させる様に構
成したものであり、これにより消費電流を効果的に削減
し10性能な測距が可能で、比較的自由に測距用投受光
器の設置位置を決定できるビデオカメラの自動焦点調節
装置が実現される。
用赤外光を投光゛ノーる投光器と、前記測距用赤外光の
測距すべき被写体よりの反則光を集光する収束レンズと
、そ゛の収束レンズめ焦点像1び設置され前記反射光の
結像スポット位置に応じて一定の割合で第1.第2の光
電流を出力する光位置検出器と、+jrj記第1.第2
の光電流を電流−電圧変換して出力する第1.第2の電
Mし一電圧変換器と、前記第1.第2の光電/%Lの出
力値を加算する加算器と、その第1.第2の光電fA「
、の出力値を減算する減算器と、Oa上記算器の出力の
振幅値に相応する大きさの定電流にてコンデンサを充電
し、はぼ直線的に増加する電圧値を出力する第1の積分
器さ、前記減算器の出力の振幅値に対応する定電流にて
コンデンサを充電し、はぼ曲線的に増加する電圧値を出
力する第2の積分器と、撮影レンズのピント調節を行な
うフォーカシングレンズ群のへリコイドの回転角を機械
的に検出し電気信号に変換して出力するレンズエンコー
ダと、前記第2の積分器の出力値と前記レンズエンコー
ダの出力値とを比軟する比較器と、その比較器の出力に
基づき+1tlf記撮影レンズの位置を前方又は後方に
駆動させるレンズ駆動部とを含んで成り、+ifJ記第
1の積分器の出力値が予め設定された基準電圧値と一致
した時刻にて前記投光器の投光を停止させると共に、+
3rJ記レンズエンコーダの出力値がその時刻における
前記第2の積分器の出力値と対応する値に到迷するまで
前記レンズ駆動部により撮影レンズのフォーカシングレ
ンズ群を駆動し最適なピント位置にて停止させる様に構
成したものであり、これにより消費電流を効果的に削減
し10性能な測距が可能で、比較的自由に測距用投受光
器の設置位置を決定できるビデオカメラの自動焦点調節
装置が実現される。
実施例の説明
以下、本発明の実施例について、図面を参照1ながら説
りJする。
りJする。
第4図は木発1」−1の一実施例のシステム構成図であ
る。また、第5図は本実施例に用いる投受光部の幾何学
的配置11′と測距原理の説り]用の図である。
る。また、第5図は本実施例に用いる投受光部の幾何学
的配置11′と測距原理の説り]用の図である。
第4図において、赤外LED26は赤外LED駆切装置
27により一定周JIJI 4nにくり返される発光期
向内にて、一定の周波数fcにて間欠状の発光をくり返
す様な形状の測距用赤外光を投射する。
27により一定周JIJI 4nにくり返される発光期
向内にて、一定の周波数fcにて間欠状の発光をくり返
す様な形状の測距用赤外光を投射する。
この測距用赤外光は収束レンズ28を経て図示してない
被写体に到達し、その反則光が収束レンズ29によりP
S D (Po5ition 5ensitive
Device )等の周知の先位u゛′1”検用器30
の表面にスボントとして結像される。前記光位置検出器
30の表面に形成される光スポット化ii’jは、彼′
りで体重での距離に応じて一定方向に一義的一変化する
。
被写体に到達し、その反則光が収束レンズ29によりP
S D (Po5ition 5ensitive
Device )等の周知の先位u゛′1”検用器30
の表面にスボントとして結像される。前記光位置検出器
30の表面に形成される光スポット化ii’jは、彼′
りで体重での距離に応じて一定方向に一義的一変化する
。
ここで、第6図を参照して゛前記光スポット位置と前記
被写体までの距犀の関イ糸に1iftg1月する。第6
図において、赤外L E D’26と自効長Qoの光位
置検出器30とは各々の中心開距削がdだけ隔たって設
置されている。収束レンズ29はその焦点距離fとほぼ
等しい距離だけ光位置検出器30の前方に配置され光位
置検出器3oの表面に被写体52よシの反射光をピント
よく結像させる。いま前記光位置検出器30が無限遠方
よりの反射光53(赤外LED26より投射される測距
用赤外光54と平行と考えられる)をその中心点にて受
光し、その両端電極55.56より相等しい光電流11
゜■2を出力する様装置されている。すると、距離りだ
け隔った位置にある被写体52よりの反射光57は、第
5図に示すように光位置検出器30の中心よりXだけ(
図中で)下方に変位する。第6図にて簡単な幾何学的考
察によれば、この変位量は次式の様に表わされる。
被写体までの距犀の関イ糸に1iftg1月する。第6
図において、赤外L E D’26と自効長Qoの光位
置検出器30とは各々の中心開距削がdだけ隔たって設
置されている。収束レンズ29はその焦点距離fとほぼ
等しい距離だけ光位置検出器30の前方に配置され光位
置検出器3oの表面に被写体52よシの反射光をピント
よく結像させる。いま前記光位置検出器30が無限遠方
よりの反射光53(赤外LED26より投射される測距
用赤外光54と平行と考えられる)をその中心点にて受
光し、その両端電極55.56より相等しい光電流11
゜■2を出力する様装置されている。すると、距離りだ
け隔った位置にある被写体52よりの反射光57は、第
5図に示すように光位置検出器30の中心よりXだけ(
図中で)下方に変位する。第6図にて簡単な幾何学的考
察によれば、この変位量は次式の様に表わされる。
また光位置検出器30から出力される2つの光電流11
.I、はそれぞれの出力端電極55 、56と光スポツ
ト位置までの距離に反比例する。即ち、0^ 上記(6) 、 (e)式中のl。r1″1スポットに
より生ずる全電流量を表わす。次に(4) 、 (5)
、 (6)式を変形していくと、 焦点調節が可能である。
.I、はそれぞれの出力端電極55 、56と光スポツ
ト位置までの距離に反比例する。即ち、0^ 上記(6) 、 (e)式中のl。r1″1スポットに
より生ずる全電流量を表わす。次に(4) 、 (5)
、 (6)式を変形していくと、 焦点調節が可能である。
次にIIJび第4図に戻り、不発IJjの骨子である測
距用赤外LEDの消費電流を大幅VC節減しながら高精
度な測距可能な焦点調節装置の動作を説明する。光位置
検出器30よ多出力される2つの光電流出力11(t)
、 I、 (t)は各々第1.第2の電流−電圧父換
器31,32により電流−電圧変換され、次いで第1.
第2のコンデンサ33.34を経て第1.第2の増幅器
35.36により直流成分である雑音成分を除去し、交
流成分である信号光成分のみ所定の倍率で増幅される。
距用赤外LEDの消費電流を大幅VC節減しながら高精
度な測距可能な焦点調節装置の動作を説明する。光位置
検出器30よ多出力される2つの光電流出力11(t)
、 I、 (t)は各々第1.第2の電流−電圧父換
器31,32により電流−電圧変換され、次いで第1.
第2のコンデンサ33.34を経て第1.第2の増幅器
35.36により直流成分である雑音成分を除去し、交
流成分である信号光成分のみ所定の倍率で増幅される。
11a記第1.第2の増11111i器35.36の出
力電圧は前記赤外LED駆動装置の駆すJ周波数fcと
回期した矩形波状の、あるいは正弦波状の繰シ返し波形
となっておシ、第1.第2の中間周波通過フィルタ(以
下、B。
力電圧は前記赤外LED駆動装置の駆すJ周波数fcと
回期した矩形波状の、あるいは正弦波状の繰シ返し波形
となっておシ、第1.第2の中間周波通過フィルタ(以
下、B。
P、F と称する)37.38はその中心周波数が1j
IJ記駆動周駆動f、fcと一致する様構成されており
、1j「1記第1.第2の増幅器35.36の出力中に
含まれる雑音成分を除去する。第1.第2の整流器39
.40は各々前記第1.第2ノB、 P、 F 37゜
38出力の交流信号振幅値に比例した直流電圧V1(t
)、v2(t)を出力する。加算器41は、前記第1、
第2の整流器39.40か出力する電流電圧vl(t)
、 v2(t)’a=加3W L、、(Vl(tl2
(t) ) KJt例した値■+(t)を演算し、減1
′?器42は前記第1゜第2の整流器39.40が出力
する直流電圧V1(t) 。
IJ記駆動周駆動f、fcと一致する様構成されており
、1j「1記第1.第2の増幅器35.36の出力中に
含まれる雑音成分を除去する。第1.第2の整流器39
.40は各々前記第1.第2ノB、 P、 F 37゜
38出力の交流信号振幅値に比例した直流電圧V1(t
)、v2(t)を出力する。加算器41は、前記第1、
第2の整流器39.40か出力する電流電圧vl(t)
、 v2(t)’a=加3W L、、(Vl(tl2
(t) ) KJt例した値■+(t)を演算し、減1
′?器42は前記第1゜第2の整流器39.40が出力
する直流電圧V1(t) 。
v2(t)を減算し、(V、(tl −V2(t) )
に比例した値v (t)を出力する。
に比例した値v (t)を出力する。
V+(tl−α・(Vl(tl +−V2ft)l・・
・・・・・・・・・・ (9)V(jl=I・(Vlf
t)−V2(t))・・・・・・・・・・・・(10)
(α、βは定数) 第1の積分器43は+Jtf記加算凶41の出力する直
流電圧値に応じた電圧−電流変換を実施し、定電流にて
図示してないコンデンルーに充電を行ない、時間の経過
につれてほぼ直線状に増加する様な波形の積分値v、−
X(t)を出力し、昆2の積分器44は前記減算器42
の出力する直流電圧値に応じた電圧−電流変換を実施し
、定電流にて積分演算を行ないv ’X(t)を出力す
る。
・・・・・・・・・・ (9)V(jl=I・(Vlf
t)−V2(t))・・・・・・・・・・・・(10)
(α、βは定数) 第1の積分器43は+Jtf記加算凶41の出力する直
流電圧値に応じた電圧−電流変換を実施し、定電流にて
図示してないコンデンルーに充電を行ない、時間の経過
につれてほぼ直線状に増加する様な波形の積分値v、−
X(t)を出力し、昆2の積分器44は前記減算器42
の出力する直流電圧値に応じた電圧−電流変換を実施し
、定電流にて積分演算を行ないv ’X(t)を出力す
る。
上記一連の演算処理は信りの線形性を保持しているので
、第1の積分器の出力値v−,”(t)は(11(t)
+ I、(t) ) と比例し、第2の積分器の出力
値■−澹t) は (11(t) −l2ft)) と
比例している。
、第1の積分器の出力値v−,”(t)は(11(t)
+ I、(t) ) と比例し、第2の積分器の出力
値■−澹t) は (11(t) −l2ft)) と
比例している。
以下、第6図をも併用して説りJを続ける。第6図(−
1は被写体が近距離にある場合、11図(b)は被写体
が遠距離にある場合の第1の積分器43.第2の積分器
44の出力波形を概念(hJに示したものである。いま
簡単のため、赤外LED26が時刻t にて測距用赤外
光を投射し始めた瞬間に第1の積分器43の出力値V−
(t、)も第2の積分器の出力値v’X−(t8)も共
に零とする。
1は被写体が近距離にある場合、11図(b)は被写体
が遠距離にある場合の第1の積分器43.第2の積分器
44の出力波形を概念(hJに示したものである。いま
簡単のため、赤外LED26が時刻t にて測距用赤外
光を投射し始めた瞬間に第1の積分器43の出力値V−
(t、)も第2の積分器の出力値v’X−(t8)も共
に零とする。
v、−X−(tll)=V−″:(tB)=o ・・・
・・・(11)又、第1.第2の積分器の両出力とも時
刻の経過と共に増大していくものとする。電圧比較器4
5は前記第1の積分器出力値V−(t) と基fll(
電源68の出力する基準電圧値■とを比較し、測距用赤
外LEDが時刻tsにて投光を開始した後、前記第1の
積分器の出力値v−(t)と前記基準電圧値vOとが一
致した時刻t0にて制御パルスPcを出力する。前記制
御パルスPcはアナログ−デジタル変換器(以下、A/
D変換器と略称する)46に助刻t0における第2の積
分器の出方値 VF = Vl(to) ・・・・・・・・・・・・・
・・(12)を書きこむタイミングを与えると共に赤外
LED駆動装置27に作j1」シて強制的に測距用赤外
光の投射を停止させる時刻t0によ、・ける前記第2の
積分器の出力値Vpi、 (V’ ”(t)/ V−(
t) ) (D (m ヲV+”(t) 、== Vo
’ (t−to)・・甲・(13)として規格化した
値である(以下、VFを正規化距m電圧と称する)。従
って第2の積分器の出力値vp(t)を第1のイ六分器
の出方値V 、、−X (t)で除することなく、時刻
t。における前記第2の積分器の出力値■Fをめるだけ
で[(f、 (t)−f、 (t) )/(I、 (t
) + 、l2(t)l )傾比例した値、即ち距離の
逆数に比例した値がめられる。丑だ、1)a配光外LE
D26の駆動時間”も被写体まで距離に応じて変化させ
ることができ、赤外LED躯動時に消費する消費電流を
大幅に削減できる。これは本実施例においては、第7図
に示す様に、前記制御パルスPcを用いて測距用赤外光
の投射時間を制御しているからである。本実施例での基
本的な発光形状は、同図(b)に示す様に一定周期T毎
に発光期間ToN、発光停止期間TOF’F”がくり返
され、OrJ記発光期間ToN内にては同図(、)に示
す様な一定の周波数fcにて間欠状の発光をくり返す同
図(c)の様なものである。ここで、 Toh = TOFF −°−−− (14)fC)1
/T ・・・・・・・・・・・・・・・(15)次に1
JF7+に!発光期間内にて測距用赤外光が投射され一
定時刻の後に1Jif記制御パルスPCか同図(d)の
様に出力されると、Orf記赤外LED駆動装置にて発
光が強制的に停止させられるため同図(e)の様に、測
距距離に従って発光時間が制限されるものである。いう
までもなく被写体よシ反射して前記光位置検出器が受光
する測距用赤外光の光量(以下、ψ光量1と略称する)
は被写体までの距離(L)に応じて著しく友化し、近距
犀の被写体に対しては前記受光量は大きく(例えば指光
性の鋭い赤外LEDを用いるとL==1’mの場合の前
記受光量はL−10mの場合の10orl慣1d反にも
なる)、前記ルリ御パルスPcは測距用赤外の発光後短
時1旬にて生成される。要するに1ift記制6111
パルス生成用の前記基t$電圧値vOは測距すべき最も
遠距離にて充分高精度な測距か行なえる様な値に設定し
ておけばよい。なお、第6図にて近距離、の被写体に対
する正規化距離電圧■Fの値が遠距前の被写体に対する
■Fのイ+(iより大きいのは第5図に示す幾何学的配
置よりIJらかな様に近距離の被写体に幻する( 11
(t)−1,(t) )の伯の方かIli< i1’l
l削の被写体に対する( 11(t)−I2(t)l
のli+’jよりも大きいためである。
・・・(11)又、第1.第2の積分器の両出力とも時
刻の経過と共に増大していくものとする。電圧比較器4
5は前記第1の積分器出力値V−(t) と基fll(
電源68の出力する基準電圧値■とを比較し、測距用赤
外LEDが時刻tsにて投光を開始した後、前記第1の
積分器の出力値v−(t)と前記基準電圧値vOとが一
致した時刻t0にて制御パルスPcを出力する。前記制
御パルスPcはアナログ−デジタル変換器(以下、A/
D変換器と略称する)46に助刻t0における第2の積
分器の出方値 VF = Vl(to) ・・・・・・・・・・・・・
・・(12)を書きこむタイミングを与えると共に赤外
LED駆動装置27に作j1」シて強制的に測距用赤外
光の投射を停止させる時刻t0によ、・ける前記第2の
積分器の出力値Vpi、 (V’ ”(t)/ V−(
t) ) (D (m ヲV+”(t) 、== Vo
’ (t−to)・・甲・(13)として規格化した
値である(以下、VFを正規化距m電圧と称する)。従
って第2の積分器の出力値vp(t)を第1のイ六分器
の出方値V 、、−X (t)で除することなく、時刻
t。における前記第2の積分器の出力値■Fをめるだけ
で[(f、 (t)−f、 (t) )/(I、 (t
) + 、l2(t)l )傾比例した値、即ち距離の
逆数に比例した値がめられる。丑だ、1)a配光外LE
D26の駆動時間”も被写体まで距離に応じて変化させ
ることができ、赤外LED躯動時に消費する消費電流を
大幅に削減できる。これは本実施例においては、第7図
に示す様に、前記制御パルスPcを用いて測距用赤外光
の投射時間を制御しているからである。本実施例での基
本的な発光形状は、同図(b)に示す様に一定周期T毎
に発光期間ToN、発光停止期間TOF’F”がくり返
され、OrJ記発光期間ToN内にては同図(、)に示
す様な一定の周波数fcにて間欠状の発光をくり返す同
図(c)の様なものである。ここで、 Toh = TOFF −°−−− (14)fC)1
/T ・・・・・・・・・・・・・・・(15)次に1
JF7+に!発光期間内にて測距用赤外光が投射され一
定時刻の後に1Jif記制御パルスPCか同図(d)の
様に出力されると、Orf記赤外LED駆動装置にて発
光が強制的に停止させられるため同図(e)の様に、測
距距離に従って発光時間が制限されるものである。いう
までもなく被写体よシ反射して前記光位置検出器が受光
する測距用赤外光の光量(以下、ψ光量1と略称する)
は被写体までの距離(L)に応じて著しく友化し、近距
犀の被写体に対しては前記受光量は大きく(例えば指光
性の鋭い赤外LEDを用いるとL==1’mの場合の前
記受光量はL−10mの場合の10orl慣1d反にも
なる)、前記ルリ御パルスPcは測距用赤外の発光後短
時1旬にて生成される。要するに1ift記制6111
パルス生成用の前記基t$電圧値vOは測距すべき最も
遠距離にて充分高精度な測距か行なえる様な値に設定し
ておけばよい。なお、第6図にて近距離、の被写体に対
する正規化距離電圧■Fの値が遠距前の被写体に対する
■Fのイ+(iより大きいのは第5図に示す幾何学的配
置よりIJらかな様に近距離の被写体に幻する( 11
(t)−1,(t) )の伯の方かIli< i1’l
l削の被写体に対する( 11(t)−I2(t)l
のli+’jよりも大きいためである。
A/Df換器46は前記11−規化距離電圧■Fの取り
得る電圧範囲(即ち、被写体との距離が撮影レンズ47
の至近距離から無限遠まで変化する際の■Fの変化範囲
をe4に的分して6ビツトのデジタル信り八−(aOl
”1 1 δ2・・・・・・、δ5)として出力する
。又、撮影レンズ47(模式的に1枚の凸レンズで示し
たが実際には多数枚のレンズより成る)のピント位置は
レンズエンコーダ48により検出され、撮影志近距離か
ら無限遠までの範l7Jl(ヘリコイドの角度#i;)
を64分割した6ビノトの位置検出値Qb=(bo、b
l、・・・・・・、δ6)として出力される。レンズエ
ンコーダ4slj:、ti影レンズ47のフォーカシン
グレンズ都に通常具備されるヘリコイド等の焦点調節機
構51と機械的に接触を保ち、その焦点調節のだめの移
動して位置検出信号全出力する様なものが使用される。
得る電圧範囲(即ち、被写体との距離が撮影レンズ47
の至近距離から無限遠まで変化する際の■Fの変化範囲
をe4に的分して6ビツトのデジタル信り八−(aOl
”1 1 δ2・・・・・・、δ5)として出力する
。又、撮影レンズ47(模式的に1枚の凸レンズで示し
たが実際には多数枚のレンズより成る)のピント位置は
レンズエンコーダ48により検出され、撮影志近距離か
ら無限遠までの範l7Jl(ヘリコイドの角度#i;)
を64分割した6ビノトの位置検出値Qb=(bo、b
l、・・・・・・、δ6)として出力される。レンズエ
ンコーダ4slj:、ti影レンズ47のフォーカシン
グレンズ都に通常具備されるヘリコイド等の焦点調節機
構51と機械的に接触を保ち、その焦点調節のだめの移
動して位置検出信号全出力する様なものが使用される。
デジタルコンパレータ49は前記A/D変換器46ノ出
力するデジタル信りaと1jO記レンズエンコーダ48
か出力するデジタル信号すとの各対応する桁のビットを
比較する。レンズ駆動部50は、デジタルコンパレータ
49の出力を受け、a−bとなるように撮影レンズ47
の焦点調節機構61を適νJな方向に駆動し、最適なピ
ント位置にて停止させ自動焦点調節が完rする。
力するデジタル信りaと1jO記レンズエンコーダ48
か出力するデジタル信号すとの各対応する桁のビットを
比較する。レンズ駆動部50は、デジタルコンパレータ
49の出力を受け、a−bとなるように撮影レンズ47
の焦点調節機構61を適νJな方向に駆動し、最適なピ
ント位置にて停止させ自動焦点調節が完rする。
次に、本発明の他の実施例について図面を参照しながら
説IJする。第8図は本発明の第2の実施例を示すシス
テム構成図である。この第2の実施例はiji+述の第
1の実施例と共辿の構成要素を多く含むため、共ノ■J
のものについ−Cは+jlJ記の第4図中に用いた符5
を重複させて月1いた。この第2の実施例において、第
1の実施例との長大の相遠点は、第1の実施例でt」1
.1]II記第2の積分器44のアナログ出力(UVp
をA/D9換k(46にてデジタル信号に友換し、レン
ズエンコーダ48にて出力するデジタル位置検出(+’
i ’j’ Lの一致gをデジタルコンパレータ49に
て比軟しているのに対し、この第2の実施例では第2の
積分器44のアナログ出力値とレンズエンコーダ60が
出力するアナログ位置検出信号とを直接比較kF59に
て比較する点である。従って、レンズエンコーダ6oは
撮影レンズ47に具備されるヘリコイド等の焦点調節機
構51と機械的に接触を保ち、その焦点調節のための移
動と連動してアナログ的に変化する電圧値である位置検
出値す″を出力する様に構成されてい為。さらに、レン
ズエンコーダ60の出力電圧値範囲は、前記正規化距離
電圧vFが収り得る変化範囲(被写体との距離が撮影レ
ンズ47の至近距離から無限遠まで父化する際の■Fの
変化範囲)と一致する様に成されている。比較器59F
i前記制御パルスPcが生成された瞬間の正規化距離電
圧VF、!:レンズエンコーダ6oの出力値とを比較1
両者が一致する様にレンズ駆動部61に作用して撮影レ
ンズ47を最適なピント位置に駆動し停止させ自助焦点
調節が完了する。本実施例ではA / D変換器を用い
て正規化距離電圧vFを一端デジタル化する感型がなく
構成が筒中になる。
説IJする。第8図は本発明の第2の実施例を示すシス
テム構成図である。この第2の実施例はiji+述の第
1の実施例と共辿の構成要素を多く含むため、共ノ■J
のものについ−Cは+jlJ記の第4図中に用いた符5
を重複させて月1いた。この第2の実施例において、第
1の実施例との長大の相遠点は、第1の実施例でt」1
.1]II記第2の積分器44のアナログ出力(UVp
をA/D9換k(46にてデジタル信号に友換し、レン
ズエンコーダ48にて出力するデジタル位置検出(+’
i ’j’ Lの一致gをデジタルコンパレータ49に
て比軟しているのに対し、この第2の実施例では第2の
積分器44のアナログ出力値とレンズエンコーダ60が
出力するアナログ位置検出信号とを直接比較kF59に
て比較する点である。従って、レンズエンコーダ6oは
撮影レンズ47に具備されるヘリコイド等の焦点調節機
構51と機械的に接触を保ち、その焦点調節のための移
動と連動してアナログ的に変化する電圧値である位置検
出値す″を出力する様に構成されてい為。さらに、レン
ズエンコーダ60の出力電圧値範囲は、前記正規化距離
電圧vFが収り得る変化範囲(被写体との距離が撮影レ
ンズ47の至近距離から無限遠まで父化する際の■Fの
変化範囲)と一致する様に成されている。比較器59F
i前記制御パルスPcが生成された瞬間の正規化距離電
圧VF、!:レンズエンコーダ6oの出力値とを比較1
両者が一致する様にレンズ駆動部61に作用して撮影レ
ンズ47を最適なピント位置に駆動し停止させ自助焦点
調節が完了する。本実施例ではA / D変換器を用い
て正規化距離電圧vFを一端デジタル化する感型がなく
構成が筒中になる。
なお上記第1.第2の両実施例においては、δ111距
用投光19<および受光部のいずれも機械的なムf!I
JIノ都を併わず、又、撮影レンズと連動する必要もな
いため、撮影レンズと無関係にその設置位置を決定でき
自動焦点J、“1整を具備するビデオカメラ用撮影レン
ズの機構設計に非常に有利である。
用投光19<および受光部のいずれも機械的なムf!I
JIノ都を併わず、又、撮影レンズと連動する必要もな
いため、撮影レンズと無関係にその設置位置を決定でき
自動焦点J、“1整を具備するビデオカメラ用撮影レン
ズの機構設計に非常に有利である。
発明の効果
以」二の詳細な説りJから男らかな様に、本発明は光位
置検出器の2つの出力電流値の各々の加算値による積分
値と、1ji、I産2つの出力電流値の各々の減算値に
よる積分値とを曲算し、11「1記加算値による積分値
が一定賃に達した11.J刻に6(り距用赤外光の投射
を停止させると共にその時刻での減算値による積分値と
レンズエンコーダの出力値が一致する壕で撮影レンズの
フォーカシングレンズ群を駆動する様に構1戎している
ので、従来のアクティブ式のビデオカメラ用焦点謙1°
−節装置i’?に軟べ大1111Jな消費電流の削顯が
1り能でありその効果は非常、に大きい。
置検出器の2つの出力電流値の各々の加算値による積分
値と、1ji、I産2つの出力電流値の各々の減算値に
よる積分値とを曲算し、11「1記加算値による積分値
が一定賃に達した11.J刻に6(り距用赤外光の投射
を停止させると共にその時刻での減算値による積分値と
レンズエンコーダの出力値が一致する壕で撮影レンズの
フォーカシングレンズ群を駆動する様に構1戎している
ので、従来のアクティブ式のビデオカメラ用焦点謙1°
−節装置i’?に軟べ大1111Jな消費電流の削顯が
1り能でありその効果は非常、に大きい。
また、投受光器は憾械的+JJν)部を技たず撮影レン
ズ本体との接触も不必彎であり撮影レンズの機411b
設計上においても憧れた効果がj()られる。
ズ本体との接触も不必彎であり撮影レンズの機411b
設計上においても憧れた効果がj()られる。
4、図面の簡単な説りj )
第1図はアクティブ式焦点調品方式の′原理図、第2図
は従来のアクティブ式焦点*−117i1節%’ii’
jの基本原理を示すシステム構成図、第3図は従来例に
用いられる2分割されたフォトダイオードの動作原理を
示す模式図、第4図は不発11の一実施例を示 ”すシ
ステム構成図、第6図Vよ一実施例に用いられる赤外L
ED 、光位置検出器等の配置と測距原理示す模式図、
第6図は同実施例の第1.第2の積分器の出力波形を示
す模式図、第7図は同実施例の赤外LEDの発光制御を
示すタイミングチャート、第8図は本発明の別の実施例
を示すシステム構成図である。
は従来のアクティブ式焦点*−117i1節%’ii’
jの基本原理を示すシステム構成図、第3図は従来例に
用いられる2分割されたフォトダイオードの動作原理を
示す模式図、第4図は不発11の一実施例を示 ”すシ
ステム構成図、第6図Vよ一実施例に用いられる赤外L
ED 、光位置検出器等の配置と測距原理示す模式図、
第6図は同実施例の第1.第2の積分器の出力波形を示
す模式図、第7図は同実施例の赤外LEDの発光制御を
示すタイミングチャート、第8図は本発明の別の実施例
を示すシステム構成図である。
26・・・・・・赤外LED、27・・・・・・赤外L
ED駆動装置、30・・;・・・光位置検出器、31.
32・・・・・・電流−電圧父換器、41・・・・・・
加算器、42・・・・・・減算器、43.44・・・・
・・積分器、45・・川・電圧比較器、46・・・・・
・アナログ−デジタル変換器、48・・・・・・レンズ
エンコーダ、49・・・・・・デジタルコンパレータ、
6o・・・・・・レンズ駆動部、59・・・・・・比較
器、6o・・・・・・レンズエンコーダ、′61・・・
・・・レンズ1.lA uJ 部。
ED駆動装置、30・・;・・・光位置検出器、31.
32・・・・・・電流−電圧父換器、41・・・・・・
加算器、42・・・・・・減算器、43.44・・・・
・・積分器、45・・川・電圧比較器、46・・・・・
・アナログ−デジタル変換器、48・・・・・・レンズ
エンコーダ、49・・・・・・デジタルコンパレータ、
6o・・・・・・レンズ駆動部、59・・・・・・比較
器、6o・・・・・・レンズエンコーダ、′61・・・
・・・レンズ1.lA uJ 部。
代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第
1 図 第2図 第3図
1 図 第2図 第3図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1)測距用赤外光を投光する投光器と、前記測距用赤
外光の測距すべき被写体よりの反則光を集光する収束レ
ンズと、その収束レンズの焦点位置に設置され前記反射
光の結像スポット位置に応じて一定の割合で第1.第2
の光電71「、を・出力する光位置検出器と、+jfi
記第1.第2の光電流を電流−電圧変換して出力する第
1.第2の電I71し一電圧変換器と、+Mj記第’+
8r!2の光電流の出力値を加算する加算器と、+j「
7記第1.第2の光電流の出力n6を減算する減算器と
、前記加算に+の出力の振幅値に対応する大きさの定電
流にてコンデンサを充電し、はぼ直線的に増加する電圧
1i(t i出力する第1の積分器と、+1ft記減多
′−器の出力の振幅6(【に対応する大きさの定電流に
てコンデンサを充電し、はは直線的に増加する電圧値を
出力する第2の積分器と、撮影レンズのピント調節を行
なうフォーカシングレンズ群のへリコイドの回転角を機
械的に検出し電気信号に変換して出力するレンズエンコ
ーダと、前記第2の積分器の出力値と前記レンズエンコ
ーダの出力値とを比軟する比較器と、その比較器の出力
に基つき前記撮影レンズの位置をOff方又は後方に駆
動させるレンズ駆動部とを含んで成り、前記第1の積分
器の出力値か予め設定された基準電圧値と一致した時刻
にて前記投光器の投光を停止させると共に、前記レンズ
エンコーダの出力値がその時刻における前記第2の積分
器の出力値と対応する絵に到遅するまで前記レンズ駆動
部より撮影レンズのフォーカシングレンズ群を駆動し最
適なピント位置にて停止させるように構成したことを特
徴とするビデオカメラの自動焦点調節装置。 (2+ レンズエンコーダはフォーカシングレンズ群の
へリコイドの至近距離から無限遠までの撮影距離に対応
する回転角を予め設定された複数個の分割数にり″・分
し、その分割に応じて決定されるビット数をイコするデ
ジタル信号として出力し、比較器は第2の積分器の出力
する信号電圧範囲を前記しンズエンコーダと同一の分:
’j’J数に(同一のビット数に)分割するアナログ−
デジタル又換器と、前記アナログ−デジタル又換器の出
力値と+Jfj記レンズエンコーダ出力値とを対応する
δ、ビット毎にデジタル的に比軟するデジタルコンベレ
ータトヲ含めて構成されていること444徴とする特J
1°請求の範囲第(1)項記載のビデオカメラ自動焦点
調節装置。 (3) レンズエンコーダはフォーカシングレンズ群の
へリコイドの至近距離から無限遠丑での撮影距離に対応
する回1賦角に応じて線形に変化する様なアナログ信号
を出力し、第2の積分器の出力する信り電圧範囲はjj
a記レンズエンコーダの収りイIJる′電圧範IL11
と相々?−シくなる4f1゜設定され、比較器は1]0
記第2の積分器の出力11「tと前記レンズエンコーダ
の出力値とをアナログ的に北1+17することを特徴と
する特許請求の範囲第(1)項記載のビデオカメラの自
動焦点調節装置。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58195665A JPS6087577A (ja) | 1983-10-19 | 1983-10-19 | ビデオカメラの自動焦点調節装置 |
US06/661,326 US4621292A (en) | 1983-10-19 | 1984-10-16 | Automatic focusing device for a video camera |
DE8484307163T DE3479551D1 (en) | 1983-10-19 | 1984-10-18 | Automatic focusing device for a video camera |
KR8404689A KR890001904B1 (en) | 1983-10-19 | 1984-10-18 | Automatic focusing device for a video camera |
EP84307163A EP0140650B1 (en) | 1983-10-19 | 1984-10-18 | Automatic focusing device for a video camera |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58195665A JPS6087577A (ja) | 1983-10-19 | 1983-10-19 | ビデオカメラの自動焦点調節装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6087577A true JPS6087577A (ja) | 1985-05-17 |
Family
ID=16344953
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58195665A Pending JPS6087577A (ja) | 1983-10-19 | 1983-10-19 | ビデオカメラの自動焦点調節装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6087577A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109785323A (zh) * | 2019-01-25 | 2019-05-21 | 淮阴师范学院 | 一种基于中频滤波的图像聚焦测度实现方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56126813A (en) * | 1980-03-12 | 1981-10-05 | Canon Inc | Incident position detector of luminous flux |
JPS58195635A (ja) * | 1982-04-19 | 1983-11-14 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 油圧シヨベルのフロント駆動装置 |
JPS59201007A (ja) * | 1983-04-28 | 1984-11-14 | Canon Inc | 自動焦点検出装置 |
-
1983
- 1983-10-19 JP JP58195665A patent/JPS6087577A/ja active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56126813A (en) * | 1980-03-12 | 1981-10-05 | Canon Inc | Incident position detector of luminous flux |
JPS58195635A (ja) * | 1982-04-19 | 1983-11-14 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 油圧シヨベルのフロント駆動装置 |
JPS59201007A (ja) * | 1983-04-28 | 1984-11-14 | Canon Inc | 自動焦点検出装置 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109785323A (zh) * | 2019-01-25 | 2019-05-21 | 淮阴师范学院 | 一种基于中频滤波的图像聚焦测度实现方法 |
CN109785323B (zh) * | 2019-01-25 | 2024-01-30 | 淮阴师范学院 | 一种基于中频滤波的图像聚焦测度实现方法 |
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