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JPS6060616A - 自動焦点調節装置 - Google Patents

自動焦点調節装置

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Publication number
JPS6060616A
JPS6060616A JP58170386A JP17038683A JPS6060616A JP S6060616 A JPS6060616 A JP S6060616A JP 58170386 A JP58170386 A JP 58170386A JP 17038683 A JP17038683 A JP 17038683A JP S6060616 A JPS6060616 A JP S6060616A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
distance
subject
circuit
passive
distance measuring
Prior art date
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Granted
Application number
JP58170386A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0376722B2 (ja
Inventor
Masamichi Toyama
当山 正道
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
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Priority to US06/650,305 priority patent/US4518242A/en
Priority to DE19843433697 priority patent/DE3433697A1/de
Publication of JPS6060616A publication Critical patent/JPS6060616A/ja
Publication of JPH0376722B2 publication Critical patent/JPH0376722B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/28Systems for automatic generation of focusing signals
    • G02B7/30Systems for automatic generation of focusing signals using parallactic triangle with a base line
    • G02B7/32Systems for automatic generation of focusing signals using parallactic triangle with a base line using active means, e.g. light emitter

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Focusing (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)
  • Measurement Of Optical Distance (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】 本発明は、スチルカメラ、シネカメ2.ビデオカメラ等
の自動焦点調節装置に関する。特に被写体に超音波や近
赤外光を投射し、それを受信して測距を行なういわゆる
アクティブタイプの測距装置と、被写体からの光線を受
光して測距を行な5、〜・わゆるパッシブタイプの測距
装置の両者を備えた、いわゆるハイブリットタイプの自
動焦点調節装置に関する。
2つの測距装置を比較すると、アクティブタイプは、低
輝度被写体に対しても問題な(測距でき九又、被写界深
度の浅い近距離で信号のSN比が高くなるため一般に精
度が高く、さらに測距不可能な被写体が少ないという長
所を持つ反面、投射エネルギーの制約から、測距可能な
遠方被写体距離に限界があり、又、同じ理由で投射エネ
ルギーに対する反射率の低い被写体に対しても測距限界
がらる。又、エネルギーを投射するため、消費電力が大
きいとい5短所も有している。これに対してパッシブタ
イプは、測距可能距離や被写体反射率に関する限界がな
く、又、消費電力が小さいという長所を有する。その反
面、低輝度被写体は測距できないか、測距できても測距
に長時間(0,5秒程度)を要するため特に動体に対し
て測距応答遅れを生ずる。又、被写体の画像処理を行な
うためシステムが複雑化する。さらに低コントラストパ
ターンなど、測距不可能な被写体がアクティブタイプに
比して多いとい5欠点を有する。
本発明は上述従来例の欠点を除去するために、アクティ
ブとパッシブの両方式の測距装置を備え、被写体条件に
よって、好適な方式を自動的に選択使用する自動焦点調
節装置である。又、両方式が自動的に切換えられる際に
切換え条件にヒステリシスを持たせることにより、測距
方式間のヒンバンな切換わりによって生じる焦点制御信
号の不安定性を改善するものである。
アクティブタイプの測距装置としては、たとえば、特公
昭54−9054に詳細に述べられている。1ケの光源
と、2画素の受光素子を使用したいわゆるアクティブ差
動型の測距装置が使用できる。又、パッシブタイプの測
距装置としては、ビデオカメラの映像信号の高域成分を
用いて画面の精細度を検出し、精細度が最大となるよ5
に撮影レンズを制御する。
いわゆる山登り制御による測距装置が使用できる。
この方式については、NHK技術研究報告、昭40第1
7巻、第1号、通巻第86号に石川・籐材により「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
て詳細に述べられている。
第1図社本発明の実施例で1社被写体、2は撮影レンズ
、6は投光レンズ、4け光源九5は受光レンズ、6は受
光素子、7けモータ、8はアクティブタイプの測距回路
、9社撮像素子、10はビデオカメラ回路、11はゲー
ト、12はバイパスフィルター、16は検波器、14は
ピーク検出回路、15けパッシブ測距回路、16は切換
回路である。
第2図は被写体条件と、2つの測距装置の分担領域を示
す図、第3図は被写体距離と受光信号レベルの関係及び
、ヒステリシスを示すグラフである。第4図は切換回路
16の詳細説明図、第5図はフローチャート、第6図は
他の実施例の説、r!A図である。
まず、第1図において、光源4及び投光レンズ3によシ
被写体1上に投影された光源像は被写体上で拡散反射し
、その一部を受光レンズ5で受け1近接した2画素のセ
ンサーを内蔵する受光素子6上に結像させる。モーター
7によって駆動される撮影レンズ2の繰出し繰込みに連
動して光源4及び受光素子6が図示矢印の如(変位し、
三角測距を行なう。この場合、測距視野は合焦時は常に
撮影レンズ光軸上にあり、バラシックスのない測距を行
なっている。そして、アクティブ測距回路8は受光素子
上に結像される光源像の重心が常に2画素のセンサーの
境界線上に来るように、サーボ系の一部を構成している
次に、パッシブ測距回路15について説明する。
撮影素子91Cより光電変換された画像信号は、ビデオ
カメラ回路10により、たとえばNTSC方式の映像信
号に変換される。この信号の5ち1アクティブ測距回路
8による測距視野と同一の視野からの信号のみをゲート
11によシ取出し、バイパスフィルター12によりその
高域成分が抽出され、検波器16で検波された後、ピー
ク検出回路14により高域成分が最大となるようにモー
タ7によって撮影レンズ2が制御される。17はモータ
駆動回路である。次に2つの測距回路のうちの一方を選
択してモータを動かす切換回路について説明する。アク
ティブ測距可能範囲は、被写体の反射率と被写体距離を
バフメータにして表わすと第2図のAゾーンとなる。又
、従来、Bゾーンにある被写体に対しては、−律に、4
最影レンズを過焦点距離あるいは無限距離に設定してい
たが、本発明では、Bゾーンはパッシブ測距回路によっ
て撮影レンズを制御する。Cゾーンは後述するヒステリ
シスを有するゾーンでおる。
今、第2図の反射率50チの条件下で被写体距離を変数
にして受光素子6で受ける受光信号レベルを第6図(a
)に示す。ここで、VLは、第2図のB。
Cゾーンの境界に相当する距離の被写体に対する受光信
号レベル、VNはA、Cゾーンの境界での受光信号レベ
/l/、VMはVLとVNの中間の値を有する受光信号
レベルである。ところで、方式の異なる2つの測距方式
にて同一ゐ距離の被写体を測距した場合は測距原理の違
いのため、微妙に測距結果に差が生じるのが常である。
又、切換のための信号である、受光信号レベル自体も、
外光ノイズや、回路に混入する電気ノイズのため時間的
な微小変動を伴なう。この結果、アクティブとパッシブ
の方式切換案件下でモータ制御信号が不安定となり1撮
影レンズがハンティングを生じたり、ピクッキを生じた
りする。
この撮影レンズの不適切な動作を安定化するために2つ
の測距方式を切換えるための条件ヒステリシスを持たせ
る事が有効である。すなわち、第2図で被写体がAゾー
ンの中にあシアクチイブδ11j距回路が選択されてい
る時に、受光信号レベルが下がっていた場合は、レベル
がVLより小さくなった時にパッシブ測距回路に切換え
、逆に被写体がBゾーンの中にあり、パッシブ測距回路
が選択されている時に受光信号レベルが上がっていた場
合はルベルがUNをこえた時にアクティブ測距回路に切
換える。
ところでBゾーンにてパッシブ測距回路が選択されてい
る場合であっても、受光信号レベルをモニターするため
にアクティブ測距回路自体は作動させてお(必要がある
が、モニターを行なうだけであるので、光源4の点灯は
、間欠的であってもよ(、消費電力を小さくすることが
できる。
第6図(b)は、反射率が50%の被写体が1mから無
限までを移動した時にどちらの測距回路を選択している
かを示す図である。今、被写体が1mにある場合はアク
ティブ測距回路が選択されている。
被写体が無限方向へ移動した場合、受光信号レベルは距
離の2乗に比例して減少してゆく。そして、ある距離、
すなわち第2図のB、Cゾーンの境界の距離で受光信号
レベルがVLをこえると、切換回路16によりパッシブ
測距回路15の出力によシ・、モータ7が制御される。
これ以後、被写体が無限遠方に移動する間、パッシブ測
距回路が選択され続ける。逆に1被写体が無限から至近
方向へ移動した場合、受光信号レベルは徐々に増加し、
ある距離、すなわち、第2図のA、Cゾーンの境界の距
離で、アクティブ測距回路に切換えられ、以後、1mの
距離までこの回路が選択され続ける。
次に第4図、第5図にて切換回路16を詳述するO 第4図にて切換回路16 Fi、VNレベル規定回路1
6−1.VLレベル規定回路16−2.第1と第2のコ
ンパレータ16−3 、16−4及びCPU16−5よ
り成る。
VN及びVLレベル規定回路は、電源から抵抗で分割し
て所定の電圧を作り出す回路で、VNレベル規定回路の
出力は、第1のコンパレータのマイナス入力にVLレベ
ル規定回路の出力は第2のコンパレータのグラス入力に
接続されている。又、アクティブ測距回路から出力され
る受光信号(以下このレベルを■とする)は、第1のコ
ンパレータのグラス入力1及び第2のコンパレータのマ
イナス入力に加えられる。2つのコンパレータからは1
orOのデジタル出力がCPU16−5に入力される。
一方、アクティブ測距回路8及びパッシブ測距回路15
からはCPUに対し、それぞれモータを正回転又は逆回
転させるための信号が入力されている。CPUからモー
タ駆動回路17に対し、正回転又は逆回転させるための
信号が出力される。第5図に示すCPU16−5内のプ
ログラムのフローチャートに従って切換回路16の動作
について説明する。本装置が不図示の電源に接続される
と、アクティブとパッシブの両回路は作動を開始する。
この時点ではまだモータ7はどちらの回路からも制御さ
れておらず、停止している。次に、受光信号レベルV 
25(V<’hを満たさないとアクティブ測距回路が選
定され、この出力によりモータ7が制御される。V<V
Lを満たし続けていればそのままアクティブ測距回路が
選択され続り゛るが、そ5でない場合はパッシブ測距回
路に切換わり、この出力によりモータが制御される。同
時に、CPUからの信号によシ、アクティブ測距「刀路
は、前述のように受光信号レベルのモニタリングのため
の動作に移る。
次にV>VNを満たさない場合はパッシブ測距回路が選
択され続け、そうでない場合はアクティブ測距回路に切
換わり、測距用の光源はモニタリングの動作から測距用
の動作に移る。
この実施例はアクティブ方式に重点をおいた切換を行な
っているため、信頼性の高いハイブリッド方式となる。
さらに、2つの測距回路の切換条件としては、上に述べ
た受光信号レベルの他にも種々考えられる0 たとえば、第6図に示す如く、検波器16の出力を利用
することもできる。
第6図は被写体の検波器出力をたて軸にとり撮影レンズ
のデフォーカス量を横軸にとってあられしたもので(イ
)は被写体の輝度及びコントラストが高い場合、(ロ)
け■コントラストが低い場合又は■輝度が低い場合に相
当する。まず(ロ)の場合を考えると、回路ゲインを上
げて強制的に検波出力を高めてパッシブタイプの測距を
行なうこともできるが1S/Nの悪い信号であるため、
モータ制御の安定性に欠ける。
従ってこの領域は無条件にアクティブタイプで測距を行
な5゜ 次に(イ)の場合は検波器出力のS/Nが高いため/S
イブリッドタイプで測距を行なうことができる。すなわ
ち、太き(デフォーカスしていて、検波器出力がVN/
より小さい場合はアクティブ測距回路により撮影レンズ
を制御し、検波器出力が■Nlより大きくカつだところ
で、パッシブ測−距回路に切換え、合焦状態になるよう
撮影レンズを制御する。次に、被写″条件が変化するか
、急に大きくボケるかなどして検波器出力が■′より小
さくなった場合には再びアクティブ測距回路に切換え、
この出力によりモータを制御する。切換回路は第1の実
施例の場合と同様な構成が可能でちる。
この実施例の場合は、被写体輝度が高くコントラストの
高いパッシブ測距に有オリな場合のみパッシブ測距を行
なうため、総合的に低消費電力で、信頼性の高い測距シ
ステムとなる。
ツ 以上述べた様にバイブ1)/Xド方式とし、自動的に切
換えることにより、測距精度が高く、信頼性の高いシス
テムを構成することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本願発明の実施例を示す回路構成図。 第2図は本願発明における第1と第2の測距装置の分担
領域を示す図。 第6図(a)・(b)は被写体距離と信号レベルの関係
を示す図。 口 第6図は他の実施例の説明図。 1・・・被写体 3・5o・合焦用レンズ4・φ・発光
素子 6・・・受光素子 8#・参第1の測距装置 15書・・M2の測距装置 16・・・切換回路 出願人 キャノン株式会社 /尻 グ 叔写外圧寓睡(M)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)被写体に対しエネルギーを投射し、前記被写体か
    らの反射エネルギーを受給し被写体距離を検出する第1
    の測距装置と、 被写体から放射される光線を受信して被写体距離を検出
    する第2の測距装置と、 及び、前記被写体の状況に応じて前記第1と第2の測距
    装置を切り換える切換回路とを有することを特徴とする
    自動焦点調節装置。
  2. (2)前記切換回路は被写体の反射率と及び被写体距離
    に応じた電気信号のレベルによって前記第1又は第2の
    測距装置を作動することを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載の自動焦点調節装置。
JP58170386A 1983-09-13 1983-09-13 自動焦点調節装置 Granted JPS6060616A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58170386A JPS6060616A (ja) 1983-09-13 1983-09-13 自動焦点調節装置
US06/650,305 US4518242A (en) 1983-09-13 1984-09-12 Automatic focus adjusting device
DE19843433697 DE3433697A1 (de) 1983-09-13 1984-09-13 Automatische scharfeinstelleinrichtung

Applications Claiming Priority (1)

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JP58170386A JPS6060616A (ja) 1983-09-13 1983-09-13 自動焦点調節装置

Publications (2)

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JPS6060616A true JPS6060616A (ja) 1985-04-08
JPH0376722B2 JPH0376722B2 (ja) 1991-12-06

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ID=15903967

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JP (1) JPS6060616A (ja)
DE (1) DE3433697A1 (ja)

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