WO2007105804A1 - 自動合焦点装置及び光学素子 - Google Patents

自動合焦点装置及び光学素子 Download PDF

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WO2007105804A1
WO2007105804A1 PCT/JP2007/055301 JP2007055301W WO2007105804A1 WO 2007105804 A1 WO2007105804 A1 WO 2007105804A1 JP 2007055301 W JP2007055301 W JP 2007055301W WO 2007105804 A1 WO2007105804 A1 WO 2007105804A1
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voltage
focus
liquid crystal
range
crystal lens
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PCT/JP2007/055301
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English (en)
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Inventor
Yasuhiro Kageyama
Original Assignee
Citizen Holdings Co., Ltd.
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/28—Systems for automatic generation of focusing signals
    • G02B7/36—Systems for automatic generation of focusing signals using image sharpness techniques, e.g. image processing techniques for generating autofocus signals
    • G02B7/38—Systems for automatic generation of focusing signals using image sharpness techniques, e.g. image processing techniques for generating autofocus signals measured at different points on the optical axis, e.g. focussing on two or more planes and comparing image data
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B13/00—Viewfinders; Focusing aids for cameras; Means for focusing for cameras; Autofocus systems for cameras
    • G03B13/32—Means for focusing
    • G03B13/34—Power focusing
    • G03B13/36—Autofocus systems
    • 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
    • H04N23/673—Focus control based on electronic image sensor signals based on contrast or high frequency components of image signals, e.g. hill climbing method

Definitions

  • the present invention relates to an automatic focusing device and an optical element.
  • the present invention uses a liquid crystal lens for adjusting the focal length, and extracts a plurality of focus signals corresponding to the degree of focus matching from an image signal obtained from an optical image formed through the liquid crystal lens.
  • the present invention relates to an automatic focusing device and an optical element that detect a focusing point by detecting a peak value of the focusing signal. Background art
  • Patent Document 1 Japanese Patent No. 3 0 4 7 0 8 2 (Page 3-5, Fig. 1-14) '
  • Patent Document 2 Real Fairness 2-4 4 2 4 8 Publication (Page 4-10, Figure 7-11)
  • Patent Document 3 Japanese Patent No. 2 7 4 2 7 4 1 (Page 1 1-2, Figure 5-7)
  • Patent Document 4 Japanese Patent Publication No. 1 1 5 1 8 8 Publication (Pages 1 to 3 and Figure 1 1 5)
  • Patent Document 5 Japanese Patent Publication No. 2-1 1 0 6 8 (Page 3-5, No. 1
  • An object of the present invention is to provide an automatic focusing device and an optical element that solve the above-described problems caused by the prior art.
  • the present invention sufficiently reduces the applied voltage of the liquid crystal lens at the time of focusing adjustment with respect to the applied voltage to the liquid crystal lens when extracting a plurality of focus signals corresponding to the degree of focus matching. It is an object of the present invention to provide an automatic focusing device and an optical element capable of detecting a focal point at a high speed and obtaining a lens state with good imaging performance.
  • the focusing device is a liquid crystal lens that forms a refractive index profile.
  • a photoelectric conversion unit that converts an optical image formed through a liquid crystal lens into an electrical signal and outputs the image signal, and changes the refractive index distribution by applying a voltage in the first range to the liquid crystal lens.
  • a focus signal extraction unit that extracts a plurality of focus signals based on the signal, a focus determination unit that determines a focus signal corresponding to the in-focus point from the plurality of extracted focus signals, and a focus determined by the focus determination unit
  • a second voltage smaller than the voltage in the first range applied to the liquid crystal lens to obtain a focus signal determined by the in-focus determination unit so that a refractive index distribution corresponding to the signal can be obtained. It has an in-focus adjustment section that adjusts the in-focus by applying to the lens.
  • the automatic focusing device further includes a storage unit that stores the voltage in the first range and the second voltage corresponding to each of the voltages in the first range in association with each other. It is preferable.
  • the voltage in the first range includes a plurality of voltages prepared for each preset focal length.
  • the focus signal extraction unit obtains focus signals at all preset focal lengths.
  • the focus signal extraction unit sequentially compares the increase / decrease in the focus signal at the first focal length detected last time and the focus signal at the second focal length detected this time, It is preferable to extract the focus signal at the next third focal length and stop the focus signal extraction when the focus signal corresponding to the focus is determined by the focus determination unit.
  • the switching voltage having a larger potential difference than the second voltage is applied to the liquid crystal lens. It is preferable to further include a switching voltage application unit that applies
  • the storage unit includes a voltage in the first range, a second voltage corresponding to each of the voltages in the first range, a voltage in the first range, and a voltage in the first range. It is preferable to store the switching voltages corresponding to the two voltages in association with each other.
  • the automatic focusing device preferably further includes a temperature detection unit for detecting the temperature in the vicinity of the liquid crystal lens.
  • the focus signal extraction unit applies a voltage in the first range to the liquid crystal lens based on the temperature detected by the temperature detection unit to change the refractive index distribution, extracts a plurality of focus signals based on the image signal,
  • the in-focus adjustment unit can obtain a refractive index distribution corresponding to the focus signal determined by the in-focus determination unit based on the temperature detected by the temperature detection unit.
  • the storage unit associates the voltage in the first range with the second voltage corresponding to each of the voltages in the first range for each temperature. It is preferable to memorize.
  • the focus signal extraction unit applies a voltage in the first range to the liquid crystal lens based on the temperature detected by the temperature detection unit to change the refractive index distribution, extracts a plurality of focus signals based on the image signal,
  • the in-focus adjustment unit can obtain a refractive index distribution corresponding to the focus signal determined by the in-focus determination unit based on the temperature detected by the temperature detection unit, and the focus signal determined by the in-focus determination unit can be obtained.
  • a second voltage smaller than the voltage in the first range applied to the liquid crystal lens.
  • the switching voltage application unit applies a switching voltage having a larger potential difference than the second voltage to the liquid crystal lens before applying the second voltage based on the temperature detected by the temperature detection unit. .
  • the storage unit includes a first range of voltages, a second voltage corresponding to each of the voltages in the first range, and a voltage in the first range. It is preferable to store a switching voltage corresponding to each second voltage in correspondence with each temperature.
  • the liquid crystal lens preferably has a plurality of annular zones and a liquid crystal layer.
  • the automatic focusing apparatus preferably further includes an optical lens that cooperates with the liquid crystal lens.
  • An optical element includes a liquid crystal lens that forms a refractive index distribution, changes a refractive index distribution by applying a voltage in a first range to the liquid crystal lens, and extracts a plurality of focus signals based on an image signal.
  • a focus signal extraction unit, a focus determination unit that determines a focus signal corresponding to the focal point from a plurality of extracted focus signals, and a refractive index distribution corresponding to the focus signal determined by the focal point determination unit In order to obtain the focus signal determined by the in-focus determination unit, a second voltage smaller than the voltage in the first range applied to the liquid crystal lens is applied to the liquid crystal lens to adjust the in-focus point. It is characterized by having an in-focus adjustment section for performing
  • An automatic focusing apparatus includes a liquid crystal lens, an optical lens unit, a photoelectric conversion unit that converts an optical image formed through the optical lens unit into an electrical signal, and outputs an image signal;
  • a focusing device that has a liquid crystal lens control unit that extracts a focus signal corresponding to the degree of focus alignment from the signal and controls a driving condition of the liquid crystal lens so that the focus signal is maximized.
  • the first part of the liquid crystal lens A focus signal extracting unit that extracts a plurality of focus signals by applying a voltage to change a refractive index distribution and sampling at a predetermined period, and a focus from the plurality of focus signals extracted by the focus signal extracting unit.
  • a focus determination unit that determines the maximum value of the signal, and a second voltage smaller than the first voltage that can obtain a refractive index distribution corresponding to the focus signal determined to be the maximum value by the focus determination unit. It is characterized by having an in-focus adjustment unit that adjusts the in-focus by applying to the liquid crystal lens.
  • the second voltage determined by the focusing determination unit described above is based on a correspondence table between the first voltage and the second voltage stored in the storage unit in advance. Further, in the automatic focusing / pointing device according to the present invention, it is preferable that the correspondence table in the storage unit described above is prepared for each preset focal length.
  • the voltage applied to the liquid crystal lens at the time of in-focus adjustment is made smaller than the voltage applied to the liquid crystal lens at the time of extracting a plurality of focus signals corresponding to the degree of focus matching.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an automatic focusing apparatus according to the present invention.
  • FIG. 2 is a front view showing the configuration of the liquid crystal lens.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the liquid crystal lens.
  • FIG. 4 is a front view showing the configuration of the pattern electrode.
  • Fig. 5 (a) is a diagram schematically showing the automatic focusing operation of the scanning method
  • Fig. 5 (b) is a diagram schematically showing the automatic focusing operation of the mountain climbing method.
  • Fig. 6 shows the relationship between the voltage applied to the liquid crystal lens and the retardation.
  • Fig. 7 (a) shows the MT F value in the range of Re 1.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a processing flow of the automatic focusing operation.
  • Fig. 9 is a diagram showing changes in the voltage applied to each annular zone in the flow shown in Fig. 8.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating another example of the processing flow of the automatic focusing operation.
  • FIG. 11 is a diagram showing changes in the voltage applied to each annular zone in the flow shown in FIG.
  • FIG. 12 is a diagram showing another example of changes in the voltage applied to each annular zone.
  • FIG. 13 is a block diagram showing another schematic configuration of the automatic focusing apparatus according to the present invention.
  • FIG. 14 is a diagram showing an example of a processing flow of the automatic focusing operation in the automatic focusing apparatus shown in FIG.
  • FIG. 15 is a diagram showing changes in the voltage applied to each annular zone in the flow shown in FIG. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an automatic focusing apparatus according to the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an automatic focusing apparatus according to the present invention.
  • the automatic focusing device of the present invention includes a liquid crystal lens 1, an optical lens 2, an image sensor 3, a DSP (digital signal processor) 4, an autofocus controller 5, a liquid crystal lens driver 6, and the like.
  • the liquid crystal lens 1 has a configuration in which a P-wave liquid crystal lens and an S-wave liquid crystal lens are combined.
  • the optical lens 2 has a diaphragm, a pan focus group lens, and an infrared cut filter.
  • the image pickup device 3 has an image sensor composed of a solid-state image pickup device such as CCD or CMOOS and an analog-digital converter.
  • the optical image formed through the liquid crystal lens 1 and the optical lens 2 is converted into an electrical signal by the image sensor of the imaging element 3.
  • the electrical signal output from the image sensor is converted to a digital signal by an analog-to-digital converter.
  • D S P 4 performs image processing on the digital signal output from the analog-to-digital converter.
  • the auto focus controller 5 extracts a plurality of focus signals corresponding to the degree of focus matching by sampling the image signal output from the DSP 4 at a predetermined cycle. Then, the autofocus controller 5 determines when the focus signal is maximized based on the plurality of extracted focus signals, and the liquid crystal lens 1 via the liquid crystal lens driver 6 based on the determination result.
  • the drive control is performed.
  • the autofocus controller 5 includes a microprocessor 5 1 that performs the above-described series of controls, a storage unit 52, and the like.
  • the storage unit 52 includes a read-only memory unit (ROM unit) that stores programs executed by the microprocessor 51 and various relationships necessary for obtaining the optimum drive voltage, and the microprocessor 51 as a work area. It has a writable memory section (RAM section) to be used.
  • the liquid crystal lens driver 6 is controlled by the autofocus controller 5. A voltage is applied to the liquid crystal lens 1 based on the signal.
  • the optical lens 2 that cooperates with the liquid crystal lens 1 and the liquid crystal lens 1 corresponds to an optical lens means.
  • the image sensor 3 and D S P 4 correspond to photoelectric conversion means.
  • the auto focus controller 5 and the liquid crystal lens driver 6 are provided in a liquid crystal lens control unit or a focus signal extraction unit, a focus determination unit, a focus adjustment unit, a switching voltage application unit, and the like, which will be described in detail later. Equivalent to.
  • 2 and 3 are a front view and a cross-sectional view showing the cell configuration of the liquid crystal lens, respectively.
  • the liquid crystal lens 1 is composed of a liquid crystal panel 10 and the like.
  • the pattern electrode 13 and the common electrode 14 are disposed opposite to each other inside the pair of opposing glass substrates 11 and 12.
  • Alignment films 15 and 16 are arranged opposite to each other inside the pattern electrode 13 and the common electrode 14.
  • a homogeneously oriented liquid crystal layer 17 is sealed between the alignment films 15 and 16, but other types of liquid crystal layers can be used.
  • the configuration of the P-wave liquid crystal lens and the S-wave liquid crystal lens is the same, but the orientation direction of the liquid crystal layer 17 is 90 ° different. This is because when the refractive index distribution of the P-wave liquid crystal lens is changed, light having a polarization plane in the same direction as the orientation direction of the P-wave liquid crystal lens is affected by the change in the refractive index distribution. This is because light having a polarization plane perpendicular to the orientation direction of the liquid crystal lens for use is not affected by the change in the refractive index distribution. The same applies to S-wave liquid crystal lenses.
  • the P-wave liquid crystal lens and the S-wave liquid crystal lens are driven by the drive voltage having the same waveform.
  • the drive voltage can be pulse height modulation (PHM) or pulse width It is a regulated (PWM) AC voltage.
  • a lens part 18 whose refractive index changes according to the applied voltage is provided in the central part of the liquid crystal lens 1. Further, the peripheral edge of the liquid crystal lens 1 is sealed with a seal member 19. The thickness of the liquid crystal layer 17 is kept constant by the spacer member 20.
  • a flexible printed wiring board (FPCC) 2 2 is connected to the electrode extraction portion 2 1 of the pattern electrode 1 3 using an anisotropic conductive film. A part of the electrode lead-out part 21 is insulated from the pattern electrode 13 and connected to the common electrode 14.
  • the dimension of the liquid crystal lens 1 is shown as an example.
  • the length of one side of the glass substrates 11 and 12 is 10 mm, but it can be several mm to several tens of mm.
  • the size of the glass substrate 11 on the pattern electrode 13 side is the dimension excluding the portion of the pattern electrode 13 that covers the electrode extraction portion 2 1.
  • the thickness of the glass substrates 11 and 12 is 3 O m, but can be several hundred m.
  • the thickness of the liquid crystal layer 17 is 23 m, but it can be set to about tens / m to several tens of m.
  • the diameter of the lens portion 18 is 2.4 mm, but can be about several mm.
  • FIG. 4 is a front view showing a schematic configuration of the pattern electrode 13.
  • the pattern electrode 1 3 has a plurality of C-shaped annular electrodes 2 4 arranged around the circumference of a plurality of concentric circles having different radii around the center electrode 2 3 having a circular shape. Pattern. Between the center electrode 2 3 and the innermost ring electrode 24 and between the adjacent ring electrodes 24 are insulated. Note that the number of annular electrodes 24 shown in FIG. 4 is different from the actual number due to display problems.
  • a plurality of extraction electrodes 25 extend outward from the center electrode 2 3 'and the plurality of annular electrodes 24 4 while being insulated from each other.
  • the pattern shown in FIG. 4 of the pattern electrode 13 is arranged so as to overlap the lens unit 18 (see FIG. 2).
  • the voltage values of the central electrode 2 3 and the annular electrodes 2 4 with respect to the common electrode 14 are different, and the voltage distribution in the lens portion 18 is Arise.
  • the refractive index distribution of the liquid crystal lens 1 changes, and the liquid crystal lens 1 can be made into a convex lens state, a parallel glass state, or a concave lens state.
  • each part of the pattern electrode 13 in this embodiment is shown.
  • the total number of the center electrode 2 3 and the annular electrode 24 is 20.
  • the distance from the center to the electrodes when a r n, n A r n 2:
  • the dimensions used in this embodiment are shown in Table 1 below.
  • the width of the space between adjacent ones of the central electrode 23 and the annular electrode 24 was 3 m.
  • the dimensions shown in Table 1 and the width of the space between adjacent ones of the center electrode 23 and the ring electrode 24 are merely examples, and the present invention is not limited thereto.
  • liquid crystal lens control unit or the focus signal extraction unit, the in-focus determination unit, and the in-focus adjustment unit will be described.
  • Fig. 5 (a) is a diagram schematically showing the automatic focusing control operation (scan method)
  • Fig. 5 (b) is a diagram schematically showing the automatic focusing control operation (hill climbing method). is there.
  • the vertical axis represents the focus signal level
  • the horizontal axis represents the lens level.
  • the focus level is obtained by a focus signal extraction unit and a focusing point adjustment unit in order to obtain a predetermined desired focal length. This refers to the set value of the lens state (lens state corresponding to the focal length) obtained by controlling the liquid crystal lens 1.
  • the focus signal extracting unit ' For scanning method, the focus signal extracting unit ', as shown in FIG. 5 (a), the focus signal level of the entire lens level (0 ⁇ 8) (f Q ⁇ : 8) from the determined Umate, focus determination Find the lens level that is closest to the in-focus state (in this case, the one with the maximum focus signal level).
  • the process for obtaining the focus signal level at all lens levels corresponds to the focus signal extraction process, and the process for obtaining the lens level with the highest focus signal level from the obtained focus signal level is the focus point. This corresponds to the determination process.
  • a predetermined voltage is applied to the central electrode 23 and the plurality of annular electrodes 24 in the liquid crystal lens 1 so that the liquid crystal molecules move to a stable state, and the focus signal level is sequentially increased.
  • the transient response operation until the liquid crystal molecules are in a stable state by applying a predetermined voltage to the center electrode 2 3 and each annular electrode 24 in the liquid crystal lens 1
  • the focus signal level (f.) At the first lens level (eg, lens level 0) detected last time and the first lens level detected this time are While sequentially comparing the increase and decrease of the focus signal level (f!) At different second lens levels (for example, lens level 1), the focus signal level at the next third lens level (for example, lens level 2) (f 2 ) Extract. If the focus signal level (f 4 ) at the maximum lens level (for example, lens level 4 ) is detected by the in-focus determination unit, the focus signal extraction unit is stopped.
  • this hill-climbing method iterative processing of setting the next lens level while successively comparing the focus signal at a certain lens level and the increase / decrease of the focus signal obtained before that is the focus signal extraction.
  • This process corresponds to the output process, and the process for determining that the focus signal at the current lens level is larger than the front and rear lens levels corresponds to the in-focus determination process.
  • the following description will be given based on the scanning method.
  • a desired focal length can be obtained by defining a lens level corresponding to the focal length of the liquid crystal lens 1 and setting the lens level.
  • Table 2 shows the relationship between lens level and focal length.
  • the number of steps and the numerical value of the lens level shown in Table 2 are examples, and are not limited to these.
  • the focal length f when the liquid crystal lens 1 is in a convex lens state is expressed by a positive numerical value
  • the focal length f when the liquid crystal lens 1 is in a concave lens state is negative. Expressed numerically. Expressed in this way, when the focal length f of the liquid crystal lens 1 is positive or negative infinity, the liquid crystal lens 1 is in a parallel glass state.
  • the lens level at which the focal length is 2 7 3 mm is set to “0”, and similarly, the focal length 3 6 5 mm is set to “1” and the focal length 5 4 7 mm is set.
  • “2” focal length 1 0 9 5 mm "3”, focal point distance ⁇ "4", focal length — 1 0 9 5 mm "5", focal length 1 5 4 7 mm “6”
  • Focal length — 3 6 5 mm “7” The focal length of 1 2 7 3 mm is defined as “8”.
  • FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the voltage applied to the liquid crystal and the rebound value in the present embodiment.
  • the vertical axis in FIG. 6 shows the revision (nm) of the liquid crystal lens 1
  • the horizontal axis shows the effective value voltage (V rms), which is different for each of the central electrode 2 3 and each annular electrode 24.
  • V rms effective value voltage
  • FIG. 6 shows the case of applying a voltage in the “V I range” and a voltage in the “V 2 range” in FIG.
  • the resolution values obtained on the center electrode 2 3 and each annular electrode 2 4 are shown in "R e 1 range” of Fig. 6. It becomes the value of.
  • the retardation obtained on the center electrode 2 3 each ring electrode 2 4 is the value of “Re 2 range” in FIG. It becomes.
  • the absolute values of the retardation values at the center electrode 23 and the annular electrodes 24 are different '.
  • it can be made the same in terms of the difference in the retardation value of each annular electrode 24 relative to the central electrode 23.
  • the same refractive index distribution can be obtained in the lens unit 1 8. If the refractive index distribution is the same in both “R e 1 range” and “R e 2 range”, the focal length of the liquid crystal lens 1 is the same.
  • the imaging state is better in the lens state obtained in the “R e 2 range” than in the lens state obtained in the “R e 1 range”. Yes. ,
  • a voltage “in the range of VI” in FIG. This is applied to perform processing in the focus signal extraction unit.
  • a voltage in the “V 2 range” that is lower than the “in the VI range” voltage is applied, and the lens level obtained by the in-focus determination unit is set.
  • Table 3 shows the applied voltage to each electrode in the focus signal extraction section at lens level 2 and the applied voltage to each electrode during the focusing adjustment process.
  • the applied voltage values shown in Table 3 are merely examples, and the present invention is not limited to these values.
  • Table 4 shows an example of the time it takes for the liquid crystal lens 1 to stabilize when the lens level is changed at 25 ° C in the "V1 range” voltage and the "V2 range” voltage. It was.
  • the focus signal extraction process is performed by the scanning method shown in FIG. 5A, first, the focus signal extraction process is started from the lens level 0, and the lens levels 1, 2, 3, Focus signals are extracted in the order of 4, 5, 6, 7, and 8.
  • the time shown in the “Total” column of Table 4 is required for the focus signal extraction process. From the data shown in Table 4, the focus signal extraction processing with a voltage in the “V 2 range” takes more than 3 seconds, so it is not practical. On the other hand, at the voltage of “VI range”, it can be seen that the focus signal extraction process is completed in just over a second, which is practical.
  • FIG. 7 is a diagram showing the MTF in the lens state obtained with the refractive index distribution at the lens level 2.
  • Fig. 7 (a) shows the MTF in the lens level 2 state obtained with the refractive index profile of "R e 1 range”
  • Fig. 7 (b) shows the refraction of "R e 2 range”.
  • FIG. 6 is a diagram showing MTF in a lens level 2 state obtained by a rate distribution. In Fig. 7 (a) and Fig.
  • the horizontal axis represents the spatial frequency (eye 1 e / mm: line pair per 1 mm), and the vertical axis represents the optical contrast (MT F on the image plane).
  • Modulation Transfer Function Note that 3 1 shown in Fig. 7 (a) and 3 3 shown in Fig. 7 (b) are MTFs at an image height of 0%, and shown in 3 2 and Fig. 7 (b) shown in Fig. 7 (a). 3 4 is the MT F at an image height of 40%.
  • the image height is the ratio when the point from which the MTF is measured from the center of the angle of view to the edge of the angle of view is 100%.
  • a voltage in the range of “V 1” is applied to the liquid crystal lens 1 during the focus signal extraction process, and “V 2” is applied to the liquid crystal lens 1 during the focus adjustment process. Applying a voltage in the range of ",.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of the flow of the automatic focusing process.
  • the flow shown in FIG. 8 is executed by the microprocessor 51 in cooperation with each element of the automatic focusing device according to the present invention in accordance with a program stored in the storage unit 52 in advance.
  • the following flow is based on the scan method described above.
  • the microprocessor 5 1 sets the voltage corresponding to the lens level 0 (in the “V 1 range”) to the LC lens driver 6. Applied to the center electrode 2 3 and each ring electrode 2 4 (R 1 to R 2 0).
  • lens level 2 examples of voltages (in the “V 1 range”) applied to the center electrode 2 3 and each ring electrode 2 4 (R 1 to R 2 0) are shown in Table 3. Yes. Note that the number of lens levels set is an example and is not limited to nine levels.
  • the microprocessor 51 determines the lens level at which the extracted focus signal level is maximized (focus point determination process) (S6).
  • the extracted focus signal level is the maximum at lens level 4.
  • microprocessor 51 corresponds to the judgment lens level
  • the voltage (in the “V 2 range”) is controlled to be applied from the LC lens driver 6 to the center electrode 2 3 and each annular electrode 2 4 (R 1 to R 2 0) (S 7. ) End the autofocus operation.
  • the vertical axis represents the applied voltage
  • the horizontal axis represents the position of each annular electrode.
  • R 1 indicates the innermost annular electrode
  • R 20 indicates the outermost annular electrode.
  • Curves 100 and 110 shown in FIG. 9 plot the voltages applied to the respective annular electrodes (1 to 20) and connect the plots as curves.
  • curve 100 corresponds to the voltage in the “VI range” applied to each annular zone when the last lens level was measured in the scan method (lens level 8 in Fig. 5 (a)). See)
  • curve 11.0 corresponds to a voltage in the “range of V 2” corresponding to the lens level at which the focus signal level determined in S 6 of FIG. 8 is maximum.
  • V 2 the lens level at which the focus signal level determined in S 6 of FIG. 8 is maximum.
  • the LC lens driver 6 changes the voltage applied to each annular electrode from the state shown in the curve 100 to the state shown in the curve 110. (See arrow A).
  • the voltage of “VI range” and the voltage of “V 2 range” applied to each annular electrode for obtaining all the lens levels are stored in the storage unit 52 in advance.
  • the lens level is 9 stages (lens levels 0 to 8)
  • 9 X 2 18 applied voltages are stored for each annular electrode (for example, 1 to 20). .
  • the operation speed of the liquid crystal is fast ( After determining the lens level that maximizes the focus signal in the in-focus determination process using the voltage (in the “VI range”), use the voltage (in the “V 2 range”) that does not impair the imaging performance. Yes. Accordingly, in the present embodiment, automatic focusing processing can be performed at high speed without impairing the imaging performance at the time of focusing.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating another example of the flow of the automatic focusing process.
  • the flow shown in FIG. 10 is executed by the microprocessor 51 in accordance with a program stored in advance in the storage unit 52 while cooperating with each element of the automatic focusing device according to the present invention.
  • the following flow is based on the scan method described above.
  • a time lag occurs. Therefore, in the processing flow of FIG. 10, in order to reduce the time lag, the voltage in the “V 2 range” corresponding to the lens level at which the determined focus signal level is maximum (curve 1 1 0 in FIG. 9).
  • the switching voltage is applied.
  • FIG. 10 steps that are the same as in FIG. 8 are given the same numbers, and descriptions thereof are omitted.
  • the processing flow of FIG. 10 is new only in that S 10 is newly provided between S 6 and S 7 of FIG.
  • Fig. 11 is a diagram showing changes in the voltage applied to each annular electrode in the flow shown in Fig. 1.
  • the vertical axis represents the applied voltage.
  • the horizontal axis indicates the position of each annular electrode.
  • R 1 represents the innermost annular electrode
  • R 20 represents the outermost annular electrode.
  • Curves 1 0 0, 1 1 0, and 1 2 0 shown in Fig. 11 plot the voltage applied to each ring electrode (1 to 2 0), and connect the plots as curves. Is.
  • curves 1 0 0 and 1 1 0 are the same as those shown in FIG. Further, in FIG. 11, a curve 1 2 0 is a switching voltage applied at S 10 in FIG.
  • the switching voltage shown as curve 1 2 0 applies the principle of transient response operation. Once the voltage with a larger potential difference than the target voltage (curve 1 1 0) is applied, the liquid crystal molecules It plays a role of promptly changing to a stable state corresponding to the target voltage (curve 1 1 0).
  • the LC lens driver 6 changes the voltage applied to each annular electrode from the state shown in the curve 1 0 0 to the state shown in the curve 1 2 0 once. Change (see arrow B). That is, the autofocus controller 5 and the liquid crystal lens driver 6 function as a switching voltage application unit.
  • the LC lens driver 6 changes the voltage applied to each annular electrode from the state shown in the curve 1 2 0 to the curve 1 1 0. (Refer to arrow C in this way.
  • the switching voltage having a larger potential difference than the target voltage (curve 1 1 0) with respect to the start voltage (curve 1 1 0)). Since the target voltage (1 1 0) is applied after applying (curve 1 2 0), the time lag can be reduced until the liquid crystal molecules change to a stable state corresponding to the applied voltage. It was.
  • the switching voltage (curve 1 2 0) is derived from the switching voltage (curve 1 2 0).
  • all of the zonal electrodes (eg 1 to 2 ⁇ 0) are set to reduce the time lag in the same way, so the starting voltage ( It is preferable that the number of combinations of the curve 1 100) and the target voltage (curve 1 1 0) is prepared in advance.
  • the lens level is 9 levels (lens levels 0 to 8)
  • the GND voltage can be used as the switching voltage.
  • the time required for the liquid crystal molecules to stabilize in a state corresponding to the target voltage differs for each annular electrode. Therefore, the time until the liquid crystal molecule stabilizes in a state corresponding to the target voltage can be shortened by shifting the timing of switching from the switching voltage to the target voltage for each annular electrode.
  • FIG. 12 is a diagram showing a change in the voltage applied to each annular electrode when adjusted as described above.
  • the vertical axis represents the applied voltage
  • the horizontal axis represents the position of each annular electrode.
  • R 1 indicates the innermost annular electrode
  • R 20 indicates the outermost annular electrode.
  • the curves 1 0 0, 1 1 0, and 1 3 0 (ground voltage used as switching voltage) shown in Fig. 1 2 indicate the voltage applied to each ring electrode (1 to 2 0). Plot and connect each plot to a curve (or straight line) It is shown as.
  • FIG. 13 is a block diagram showing a schematic configuration of another automatic focusing apparatus according to the present invention.
  • the only difference from the automatic focusing device shown in Fig. 1 is that it has a temperature sensor 7.
  • the other configuration is the same as that of the automatic focusing device shown in FIG.
  • the temperature sensor 7 detects the temperature near the liquid crystal lens 1 and transmits a detection signal to the microprocessor 51. Therefore, the microprocessor 51 can determine the temperature in the vicinity of the liquid crystal lens 1.
  • FIG. 14 is a diagram showing an example of the flow of the automatic focusing process in the automatic focusing apparatus shown in FIG.
  • the flow shown in FIG. 14 is executed by the microprocessor 51 in cooperation with each element of the automatic focusing apparatus according to the present invention in accordance with a program stored in the storage unit 52 in advance.
  • the following flow is based on the scan method described above.
  • the difference between the processing flow shown in Fig. 14 and the above-described processing flow shown in Fig. 10 is that the temperature in the vicinity of the liquid crystal lens 1 is detected before the focus signal levels at all lens levels are obtained, and the temperature information It is only a point to get.
  • V 2 range corresponding to the “V 1 range” voltage applied when extracting the focus signal level applied at S 2, the switching voltage applied at S 10, and the judgment lens level applied at S 7
  • the voltage in the “range” is the one corresponding to the temperature obtained in S 1 1.
  • 1 2 The voltage to each annular electrode (1 ′ to 2 0) corresponding to the temperature every 5 ° C. within the range from 0 ° C. to 60 ° C. is stored in the storage unit 52 in advance.
  • the refractive index of the liquid crystal layer is temperature-dependent, and the time until the liquid crystal molecules reach a stable state corresponding to the applied voltage is also temperature-dependent. The temperature in the vicinity is detected, and the voltage applied to the liquid crystal layer is adjusted according to the ambient temperature.
  • FIG. 15 is a diagram showing a change in voltage applied to each annular electrode in the flow shown in FIG.
  • the vertical axis represents the applied voltage
  • the horizontal axis represents the position of each annular electrode.
  • R 1 represents the innermost annular electrode
  • R 20 represents the outermost annular electrode.
  • the curve shown in FIG. 15 is a curve obtained by plotting the voltage applied to each annular electrode (1 to 20) and connecting each plot.
  • curve 100 is the starting voltage at 25 ° C ("V 1 range voltage applied when the focus signal level corresponding to the last lens level was measured by the scan method)" Yes
  • curve 1 0 1 is the starting voltage at -20 ° C.
  • curve 1 1 0 is the target voltage at 25 (the voltage of “V 2 range” corresponding to the judgment lens level)
  • curve 1 1 1 is the target voltage at 120 ° C.
  • the curve 1 2 0 is a switching voltage corresponding to the curves 1 100 and 1 1 0.
  • the curve 1 2 1 is a switching voltage corresponding to the curves 1 0 1 and 1 1 1.
  • the switching speed at 20 ° C is lower than the switching voltage at 25 ° C because the response speed at 20 ° C is slower than that at 25 ° C. This improves the response speed delay.
  • the LC lens driver 6 temporarily changed the voltage applied to each annular electrode from the start voltage to the switching voltage. Later, from the switching voltage Change to the target voltage.
  • the configuration is such that the target voltage is applied after the switching voltage having a larger potential difference than the target voltage is applied to the start voltage, so that the liquid crystal molecules correspond to the applied voltage. It has become possible to reduce the time lag before changing to a stable state.
  • the lens level is 9 levels (lens levels 0-8) and the temperature level is 17 levels (in the range of 20 ° to 60 °, 5 ° ⁇ unit)
  • the autofocus controller 5 and the liquid crystal lens driver 6, which are separate from the liquid crystal lens 1, include a focus signal extraction unit, a focus determination unit, a “focus adjustment unit, and Z or functioned as a switching voltage application unit.
  • the storage unit such as ROM is held in the liquid crystal lens driver 6 and only the liquid crystal lens driver 6 is caused to function as a focus signal extraction unit, a focus determination unit, a focus adjustment unit, and / or a switching voltage application unit. You may do it.
  • the liquid crystal lens 1 and the liquid crystal lens driver 6 are integrated into an optical element so that an image signal from the image sensor 3 separate from the optical element is directly input to the liquid crystal lens driver 6. You may comprise.
  • the optical lens 2 that cooperates with the liquid crystal lens 1 is provided.
  • the optical lens 2 has an essential configuration. It can be omitted depending on the situation.
  • the automatic focusing device is useful for a device having an autofocus function, and is particularly mounted on a camera, a digital camera, a movie camera, a camera unit of a camera-equipped mobile phone, a car, etc. for backward confirmation. It is suitable for autofocus functions such as cameras used for such as, the camera part of the endoscope, and glasses with a function to change the degree of the lens.

Abstract

実用にあたって十分な速さで合焦点を検出することができ、かつ、結像性能が良好なレンズ状態を得ることができる自動合焦点装置を提供することを目的とする。本発明に係る自動合焦点装置は、屈折率分布を形成する液晶レンズと、液晶レンズを通して結像する光学像を電気信号に変換して画像信号を出力する光電変換部と、液晶レンズに第１の範囲の電圧を印加して屈折率分布を変化させ且つ画像信号に基づいて複数の焦点信号を抽出する焦点信号抽出部と、抽出された複数の焦点信号から合焦点に対応した焦点信号を判定する合焦点判定部と、合焦点判定部により判定された焦点信号に対応する屈折率分布を得ることができ且つ合焦点判定部により判定された焦点信号を得るために液晶レンズに印加された第１の範囲の電圧よりも小さな第２の電圧を液晶レンズに印加して合焦点の調整を行う合焦点調整部を有することを特徴とする。

Description

明 細 書 自動合焦点装置及び光学素子 技術分野
本発明は、 自動合焦点装置及び光学素子に関する。 特に、 本発明 は、 焦点距離の調整用に液晶レンズを用い、 その液晶レンズを通し て結像する光学像より得られた画像信号から、 焦点整合度に対応し た複数の焦点信号を抽出し、 それら焦点信号のピーク値を検出する ことによって合焦点を検出する自動合焦点装置及び光学素子に関す る。 背景技術
光学系の焦点距離または焦点位置を変化させる合焦点機構として 、 レンズを移動させることにより焦点を合わせる方式が広く用いら れている。 しかし、 この方式では、 レンズ駆動機構が必要であるた め、 機構が複雑になるという欠点や、 レンズ駆動用モータに比較的 多くの電力を要するという欠点がある。 また、 一般に耐衝撃性が低 いという欠点もある。 そこで、 レンズ駆動機構が不要な合焦点機構 として、 液晶レンズの屈折率を変化させることにより焦点を合わせ る方式が提案されている （例えば、 特許文献 1参照。 ） 。
また、 ビデオカメラのオートフォーカス （自動合焦） システムと して、 撮影映像信号から直接画像のボケに対応する情報を抽出し、 このボケを最小化するようにレンズを山登り制御する輪郭検出方式 が知られている。 この様な、 山登り制御方式を用いた種々のオート フォーカス,装置等が提案されている （例えば、 特許文献 2、 特許文 献 3、 特許文献 4、 特許文献 5参照。 ） 。 特許文献 1 ： 特許第 3 0 4 7 0 8 2号公報 （第 3— 5頁、 第 1 一 4図） '
特許文献 2 ： 実公平 2— 4 4 2 4 8号公報 （第 4— 1 0頁、 第 7 - 1 1図）
特許文献 3 : 特許第 2 7 4 2 7 4 1号公報 （第 1 一 2頁、 第 5 一 7図）
特許文献 4 ： 特公平 1 一 1 5 1 8 8号公報 （第 1 — 3頁、 第 1 一 5図）
特許文献 5特公平 2— 1 1 0 6 8号公報 （第 3— 5頁、 第 1 一
3図） . 発明の開示
しかしながら、 液晶の応答速度が遅いため、 合焦点を検出するた めに、 長時間を要してしまうという問題がある。
一方、 液晶の特性として、 液晶に高電圧を印加すれば応答速度が 速くなり、 短時間で合焦点の検出を行うことができるようになる。 しかしながら、 高電圧を印加した状態では、 液晶レンズを通した画 像の結像性能が劣化してしまうという問題がある。
本発明は、 上述した従来技術による問題点を解消する自動合焦装 置及び光学素子を提供することを目的とする。
また、 本発明は、 焦点整合度に対応した複数の焦点信号を抽出す る際の液晶レンズへの印加電圧に対して、 合焦点調整時の液晶レン ズの印加電圧を小さくすることによって、 十分な速さで合焦点を検 出することができ、 かつ、 結像性能が良好なレンズ状態を得ること ができる自動合焦点装置及び光学素子を提供することを目的とする 本発明に係る自動合焦点装置は、 屈折率分布を形成する液晶レン ズと、 液晶レンズを通して結像する光学像を電気信号に変換して画 像信号を出力する光電変換部と、 液晶レンズに第 1の範囲の電圧を 印加して屈折率分布を変化させ且つ画像信号に基づいて複数の焦点 信号を抽出する焦点信号抽出部と、 抽出された複数の焦点信号から 合焦点に対応した焦点信 を判定する合焦点判定部と、 合焦点判定 部により判定された焦点信号に対応する屈折率分布を得ることがで き且つ合焦点判定部により判定された焦点信号を得るために液晶レ ンズに印加された第 1の範囲の電圧よりも小さな第 2の電圧を液晶 レンズに印加して合焦点の調整を行う合焦点調整部を有することを 特徴とする。
さらに、 本発明に係る自動合焦点装置では、 第 1の範囲の電圧と 、 第 1の範囲の電圧のそれぞれに対応した第 2の電圧とを、 対応さ せて記憶する記憶部を、 更に有することが好ましい。
さらに、 本発明に係る自動合焦点装置では、 第 1の範囲の電圧は 、 予め設定された焦点距離毎に用意された複数の電圧を含むことが 好ましい。
さらに、 本発明に係る自動合焦点装置では、 焦点信号抽出部は、 予め設定された焦点距離の全てにおける焦点信号を求めることが好 ましい。
さらに、 本発明に係る自動合焦点装置では、 焦点信号抽出部は、 前回検出した第 1 の焦点距離における焦点信号と、 今回検出した第 2の焦点距離における焦点信号の増減を逐次比較しながら、 次の第 3の焦点距離における焦点信号を抽出し、 合焦点判定部にて合焦点 に対応した焦点信号が判定されたら、 焦点信号の抽出を中止するこ とが好ましい。
さらに、.本発明に.係る自動合焦点装置では、 第 2の電圧を印加す る前に、 液晶レンズに、 第 2の電圧よりも電位差の大きい切替電圧 を印加する切替電圧印加部を、 更に有することが好ましい。
さらに、 本発明に係る自動合焦点装置では、 記憶部は、 第 1の範 囲の電圧と、 第 1の範囲の電圧のそれぞれに対応した第 2の電圧と 、 第 1 の範囲の電圧と第 2の電圧にそれぞれ対応した切替電圧を、 対応させて記憶することが好ましい。
さらに、 本発明に係る自動合焦点装置では、 液晶レンズの近傍の 温度を検出するための温度検出部を更に有することが好ましい。
さらに、 本発明に係る自動合焦点装置では、
焦点信号抽出部は、 温度検出部が検出した温度に基づいて、 液晶 レンズに第 1の範囲の電圧を印加して屈折率分布を変化させ、 画像 信号に基づいて複数の焦点信号を抽出し、
合焦点調整部は、 温度検出部が検.出した温度に基づいて、 合焦点判 定部により判定された焦点信号に対応する屈折率分布を得ることが でき、 合焦点判定部により判定された焦点信号を得るために液晶レ ンズに印加された第 1の範囲の電圧よりも小さな第 2の電圧を液晶 レンズに印加する、 ことが好ましい。
さらに、 本発明に係る自動合焦点装置では、 記憶部は、 第 1 の範 囲の電圧と'、 第 1の範囲の電圧のそれぞれに対応した第 2の電圧と を、 温度毎にそれぞれ対応させて記憶することが好ましい。
さらに、 本発明に係る自動合焦点装置では、
焦点信号抽出部は、 温度検出部が検出した温度に基づいて、 液晶 レンズに第 1の範囲の電圧を印加して屈折率分布を変化させ、 画像 信号に基づいて複数の焦点信号を抽出し、
合焦点調整部は、 温度検出部が検出した温度に基づいて、 合焦点 判定部により判定された焦点信号に対応する屈折率分布を得ること ができ、 合焦点判定部により判定された焦点信号を得るために液晶 レンズに印加された第 1の範囲の電圧よりも小さな第 2の電圧を液 晶レンズに印加し、
切替電圧印加部は、 温度検出部が検出した温度に基づいて、 第 2 の電圧を印加する前に、 液晶レンズに、 第 · 2の電圧よりも電位差の 大きい切替電圧を印加する、 ことが好ましい。
さらに、 本発明に係る自動合焦点装置では、 記憶部は、 第 1の範 囲の電圧と、 第' 1の範囲の電圧のそれぞれに対応した第 2の電圧と 、 第 1の範囲の電圧と第 2の電圧にそれぞれ対応した切替電圧を、 温度毎に対応させて記憶することが好ましい。
さらに、 本発明に係る自動合焦点装置では、 液晶レンズは、 複数 の輪帯及び液晶層を有することが好ましい。
さらに、 本発明に係る自動合焦点装置では、 液晶レンズと協働す る光学レンズを、 更に有すること.が好ましい。
本発明に係る光学素子は、 屈折率分布を形成する液晶レンズと、 液晶レンズに第 1 の範囲の電圧を印加して屈折率分布を変化させ且 つ画像信号に基づいて複数の焦点信号を抽出する焦点信号抽出部と 、 抽出された複数の焦点信号から合焦点に対応した焦点信号を判定 する合焦点判定部と、 合焦点判定部により判定された焦点信号に対 応する屈折率分布を得ることができ且つ合焦点判定部により判定さ れた焦点信号を得るために液晶レンズに印加された第 1の範囲の電 圧よりも小さな第 2の電圧を液晶レンズに印加して合焦点の調整を 行う合焦点調整部を有することを特徴とする。
また、 本発明に係る自動合焦点装置は、 液晶レンズを含む.光学レ ンズ手段と、 光学レンズ手段を通して結像する光学像を電気信号に 変換して画像信号を出力する光電変換手段と、 画像信号から焦点整 合度に対応した焦点信号を抽出し、 その焦点信号が最大となるよう に液晶レンズの駆動条件を制御する液晶レンズ制御部とを有する自 動合焦点装置であって、 液晶レンズ制御部は、 液晶レンズに第 1の 電圧を印加して屈折率分布を変化させて、 所定の周期でサンプリン グすることにより複数の焦点信号を抽出する焦点信号抽出部と、 焦 点信号抽出部より抽出された複数の焦点信号から焦点信号の最大値 を判定する合焦点判定部と、 合焦点判定部により最大値と判定され た焦点信号に対応する屈折率分布を得ることができる、 第 1の電圧 よりも小さな第 2の電圧を液晶レンズに印加して、 合焦点の調整を 行う合焦点調整部と有することを特徴とする。
さらに、 本発明に係る自動合焦点装置では、 前述した合焦点判定 部で決定する第 2の電圧が、 予め記憶部に記憶された第 1の電圧と 第 2の.電圧との対応テーブルに基づいて決められることが好ましい さらに、 本発明に係る自動合焦.点装置では、 前述した記憶部にお ける対応テーブルが、 予め設定された焦点距離毎に用意されている ことが好ましい。
本発明によれば、 焦点整合度に対応した複数の焦点信号の抽出時 の液晶レンズへの印加電圧に対して、 合焦点調整時の液晶レンズへ の印加電圧を小さくすることにより、 実用にあたって十分な速さで 合焦点を検出することができ、 かつ、 結像性能が良好なレンズ状態 を得ることができる自動合焦点装置及び光学素子が得られるという 効果を奏する。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明に係る自動合焦点装置の概略構成を示すブロック 図である。
図 2は、 液晶レンズの構成を示す正面図である。
図 3は、 ，液晶レンズの構成を示す断面図である。
図 4は、 パターン電極の構成を示す正面図である。 図 5 ( a ) はスキャン方式の自動合焦動作を模式的に示す図であ り、 図 5 (b) は山登り方式の自動合焦動作を模式的に示す図であ る。
図 6は、 液晶レンズへの印加電圧とリタデーシヨ ンの関係を示す 図である。
図 7 ( a) は R e 1の範囲における MT F値を示す図であり、 図
7 ( b ) は R e 2の範囲における MT F値を示す図である。
図 8は、 自動合焦動作の処理フローの一例を示す図である。
図 9は、 図 8 に示したフローにおいて、 各輪帯に印加される電圧 の変化を示した図である。
図 1 0は、 自動合焦動作の処理フローの他の例を示す図である。 図 1 1は、 図 1 0 に示したフローにおいて、 各輪帯に印加される 電圧の変化を示した図である。
図 1 2は、 各輪帯に印加される電圧の変化の他の例を示した図で ある。
図 1 3は、 本発明に係る自動合焦点装置の他の概略構成を示すブ ロック図である。
図 1 4は、 図 1 3に示す自動合焦点装置における自動合焦動作の 処理フローの一例を示す図である。
図 1 5は、 図 1 4に示したフローにおいて、 各輪帯に印加される 電圧の変化を示した図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 図面に基づき本発明に係る自動合焦点装置の好適な実施形 態を詳細に説明する。 但し、 本発明は以下の説明に限定されず ·、 請 求の範囲に記載され 発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。
図 1は、 本発明に係る自動合焦点装置の概略構成を示すブロック 図である。
図 1 に示すように、 本発明の自動合焦点装置は、 液晶レンズ 1 、 光学レンズ 2、 撮像素子 3 、 D S P (デジタルシグナルプロセッサ ) 4、 オートフォーカスコントローラ 5及び液晶レンズドライバ 6 等を有している。 液晶レンズ 1は、 P波用液晶レンズと S波用液晶 レンズを組み合わせた構成を有する。 光学レンズ 2は、 絞り、. パン フォーカス組レンズ及び赤外線カツ トフィルタを有する。 撮像素子 3は、 C C Dや C M O S等の固体撮.像素子よりなるイメージセンサ とアナログ—デジタル変換器を有する。
液晶.レンズ 1及び光学レンズ 2を通過して結像した光学像は、 撮 像素子 3のイメージセンサにより電気信号に変換される。 イメージ センサから出力された電気信号は、 アナログ一デジタル変換器によ りデジタル信号に変換される。 D S P 4は、 アナログ—デジタル変 換器から出力されたデジタル信号に対して画像処理を行う。 ォ一ト フォーカスコントローラ 5は、 D S P 4から出力された画像信号を 所定の周期でサンプリ ングすることにより、 焦点整合度に対応した 複数の焦点信号を抽出する。 そして、 オートフォーカスコント口一 ラ 5は、 抽出された複数の焦点信号に基づいて、 焦点信号が最大と なるときを判定し、 その判定結果に基づいて、 液晶レンズドライバ 6 を介して液晶レンズ 1の駆動制御を行う。
オートフォーカスコントローラ 5は、 上述した一連の制御を行う マイクロプロセッサ 5 1 と記憶部 5 2等を有する。 記憶部 5 2は、 マイクロプロセッサ 5 1が実行するプログラムや最適な駆動電圧を 求めるために必要な種々の関係などを格納した読み出し専用メモリ 部 （R O M部） と、 マイクロプロセッサ 5 1が作業領域として使用 する書き込み可能なメモリ部 （R A M部） を有する。 液晶レンズド ライバ 6は、 オートフォーカスコントローラ 5から出力された制御 信号に基づいて液晶レンズ 1 に電圧を印加する。
液晶レンズ 1及び液晶レンズ 1 と協働する光学レンズ 2は、 光学 レンズ手段に相当する。 撮像素子 3及び D S P 4は、 光電変換手段 に相当する。 ォ一トフォーカスコントローラ 5及び液晶レンズドラ ィパ 6は、 液晶レンズ制御部、 又は、 後段で詳細に説明する、 焦点 信号抽出部、 合焦点判定部、 合焦点調整部、 及び切替電圧印加部等 に相当する。
次に、 液晶レンズの構成について説明をする。 図 2及び図 3は、 それぞれ液晶レンズのセル構成を示す正面図及び断面図である。
液晶レンズ 1は、 液晶パネル 1 0等から構成される。 液晶パネル 1 0では、 一対の対向するガラス基板 1 1 、 1 2の内側にパターン 電極 1 3 と共通電極 1 4が対向レて配置されている。 パターン電極 1 3及び共通電極 1 4の内側には、 配向膜 1 5 、 1 6が対向して配 置されている。 配向膜 1 5 、 1 6の間には、 ホモジニァス配向の液 晶層 1 7が封入されているが、 他の種類の液晶層を用いることも可 能である。
P波用液晶レンズと S波用液晶レンズの構成は同じであるが、 液 晶層 1 7の配向方向が 9 0 ° 異なる。 これは、 P波用液晶レンズの 屈折率分布を変化させた場合、 P波用液晶レンズの配向方向と同じ 方向の偏光面を有する光は、 屈折率分布の変化の影響を受けるが、 P波用液晶レンズの配向方向に対して直交する方向の偏光面を有す る光は、 屈折率分布の変化の影響を受けないからである。 S波用液 晶レンズについても同様である。
従って、 配向方向が 9 0 ° 異なる 2枚の液晶レンズ、 すなわち P 波用液晶レンズと S波用液晶レンズが必要となる。 P波用液晶レン ズと S波用液晶レンズは、 同じ波形の駆動電圧によって駆動される 。 駆動電圧は、 例えばパルス高さ変調 （P H M ) またはパルス幅変 調 （PWM) された交流電圧である。
液晶レンズ 1の中央部には、 印加電圧に応じて屈折率が変化する レンズ部 1 8が設けられている。 また、 液晶レンズ 1の周縁部は、 シール部材 1 9により封止されている。 液晶層 1 7の厚さは、 スぺ 一サ部材 2 0により一定に保たれている。 パターン電極 1 3の電極 取り出し部 2 1 には、 フレキシプルプリント配線板 （ F P C ). 2 2 が異方性導電膜を用いて接続されている。 電極取り出し部 2 1の一 部は、 パターン電極 1 3から絶縁されており、 共通電極 1 4に接続 されている。
特に限定しないが、 一例として液晶レンズ 1の寸法を示す。 ガラ ス基板 1 1、 1 2の一辺の長さは 1 0 mmであるが、 数 mmから十 数 mm程度とすることができる。 .ただし、 パターン電極 1 3側のガ ラス基板 1 1 については、 パターン電極 1 3の電極取り出し部 2 1 を被う部分を除いた寸法である。 ガラス基板 1 1、 1 2の厚さは 3 O O mであるが、 数百; m程度とすることができる。 液晶層 1 7 の厚さは 2 3 mであるが、 十数/ mから数十 m程度とすること ができる。 レンズ部 1 8の直径は 2. 4mmであるが、 数 mm程度 とすることができる。
図 4は、 パターン電極 1 3の概略構成を示す正面図である。
図 4に示すように、 パターン電極 1 3は、 円形状の中心部電極 2 3の回りに、 半径の異なる複数の同心円の円周に沿って複数の C字 状の輪帯電極 2 4が配置されたパターンを有する。 中心部電極 2 3 と最も内側の輪帯電極 2 4の間、 及び隣り合う輪帯電極 2 4の間は 絶縁されている。 なお、 図 4に示す輪帯電極 2 4の個数は、 表示上 の問題から実際の数と異なる。
中心部電極 2 3、 '及び、 複数の輪帯電極 2 4からは、 それぞれが 絶縁された状態で複数の引き出し電極 2 5が外側まで伸びている。 パターン電極 1 3の図 4に示すパターンは、 レンズ部 1 8 (図 2参 照） に重なるように配置される。
複数の引き出し電極 2 5のそれぞれに異なる電圧を印加すると、 共通電極 1 4に対する中心部電極 2 3、 各輪帯電極 2 4のそれぞれ の電圧値が異なる状態となり、 レンズ部 1 8に電圧分布が生じる。 この電圧分布を変化させることによって、 液晶レンズ 1の屈折率の 分布が変化し、 液晶レンズ 1 を凸レンズの状態にしたり、 平行ガラ スの状態にしたり、 凹レンズの状態にすることができる。
特に限定しないが、 本実施形態におけるパターン電極 1 3 の各部 の寸法.を示す。 中心部電極 2 3、 輪帯電極 2 4の総数は 2 0である 。 また、 中心部電極 2 3を n = 1 として、 各輪帯電極 2 4の内側か ら、 n = 2から n = 2 0 とした場合における中心からの中心部電極 2 3及び各輪帯電極 2 4の外周までの距離を考える。 中心から各電 極までの距離を r nとした場合に、 n = A r n 2 ( A : 定数） の関係 が成り立つように、 パターン電極 1 3を形成する。 本実施形態にお いて用いた寸法を以下の表 1 に示す。 また、 中心部電極 2 3、' 輪帯 電極 2 4の隣り合うもの同士の間にある空間の幅は、 3 mとした 。 なお、 表 1 に示す寸法及び中心部電極 2 3、 輪帯電極 2 4の隣り 合うもの同士の間にある空間の幅は一例であって、 これに限定され るものではない。
表 1
Figure imgf000014_0001
次に、 液晶レンズ制御部、 又は、 焦点信号抽出部、 合焦点判定部 、 及び合焦点調整部について説明する。 '
最初に、 本発明に係る自動合焦点装置における焦点信号抽出部及 び合焦点判定部におけるォ一トフォーカスコントローラ 5の自動合 焦点処理について説明する。
図 5 ( a ) は自動合焦制御の動作 （スキャン方式） を模式的に示 す図であり、 図 5 ( b ) は自動合焦制御の動作 （山登り方式） を模 式的に示す図である。 なお、 図 5 ( a ) 及び図 5 ( b ) において、 縦軸は焦点信号レベルを示し、 横軸はレンズレベルを示している。 ここで、 ンズレベルとは、 後述するように、 予め決められた所望 の焦点距離を得るために、 焦点信号抽出部及ぴ合焦点調整部により 液晶レンズ 1 を制御して得られるレンズ状態 （焦点距離に対応した レンズ状態） の設定値のことを指す。
スキャン方式の場合、 焦点信号抽出部は'、 図 5 ( a ) に示す様に 、 全レンズレベル （ 0〜 8 ) の焦点信号レベル （ f Q 〜 ： 8 ) を求 めてから、 合焦点判定部で最も合焦点状態に近いレンズレベル （こ こでは、 焦点信号レベルが最大値となるもの） を求める。 このスキ ヤン方式においては、 全レンズレベルにおける焦点信号レベルを求 める処理が焦点信号抽出処理に相当し、 求めた焦点信号レベルから 最も焦点信号レベルが大きくなるレンズレベルを求める処理が合焦 点判定処理に相当する。 尚、 このスキャン方式は、 液晶レンズ 1 に おける中心部電極 2 3及び複数個の輪帯電極 2 4に所定電圧を印加 して、 液晶分子の動きが安定状態，になってから順次焦点信号レベル をサンプリングする方式と、 液晶レンズ 1 における中心部電極 2 3 及び各輪帯電極 2 4に所定電圧を印加して、 液晶分子が安定した状 態となるまでの過渡応答動作中に、 複数個の焦点信号をサンプリン グする方式がある。
山登り方式の場合、 図 5 ( b ) に示す様に、 前回検出した第 1の レンズレベル （例えば、 レンズレベル 0 ) における焦点信号レベル ( f 。 ） と、 今回検出した第 1のレンズレベルとは異なる第 2のレ ンズレベル （例えば、 レンズレベル 1 ) における焦点信号レベル （ f ！ ) の増減を逐次比較しながら、 次の第 3のレンズレベル （例え は、 レンズレベル 2 ) における焦点信号レベル （ f 2 ) を抽出する 。 そして、 合焦点判定部にて最大値となるレンズレベル （例えば、 レンズレベル 4 ) における焦点信号レベル （ f 4 ) を検出したら、 この焦点信号抽出部を中止する。 この山登り方式おいては、 あるレ ンズレベルでの焦点信号とその前に得た焦点信号の増減を逐次比較 しながら次のレンズレベルに設定する繰り返しの処理が焦点信号抽 出処理に相当し、 前後のレンズレベルよりも現在のレンズレベルで の焦点信号が大きいと判断する処理が合焦点判定処理に相当する。 本実施形態においては、 スキャン方式に基づいて以下説明を行う
。 ここで、 上述した液晶レンズ 1におけるレンズレベルについて説 明する。 本実施形態においては、 液晶レンズ 1 の焦点距離に対応す るレンズレベルを定義し、 レンズレベルを設定することにより、 所 望の焦点距離を得ることができる。 表 2に、 レンズレベルと焦点距 離との関係を示した。 なお、 表 2に示すレンズレベルの段階数及び 数値は一例であって、 これに限定されるものではない。
表 2
Figure imgf000016_0001
尚、 本実施形態では、 説明の便宜上、 液晶レンズ 1が凸レンズの 状態であるときの焦点距離 f を正の数値で表し、 液晶レンズ 1が凹 レンズの状態であるときの焦点距離 f を負の数値で表している。 こ のように表すと、 液晶レンズ 1の焦点距離 f が正または負の無限大 であるとき、 液晶レンズ 1 は平行ガラスの状態となる。
表 2に示すように、 本実施形態においては、 焦点距離 2 7 3 m m となるレンズレベルを" 0 " として、 同様に、 焦点距離 3 6 5 m m を" 1 " 、 焦点距離 5 4 7 m mを" 2 " 、 焦点距離 1 0 9 5 m mを " 3 " 、 焦.点距離∞を" 4 " 、 焦点距離— 1 0 9 5 m mを" 5 " 、 焦点距離一 5 4 7 m mを" 6 " 、 焦点距離— 3 6 5 m mを" 7 " 、 焦点距離一 2 7 3 mmを" 8 " として定義している。
次に、'本発明に係る自動合焦点装置における合焦点調整部につい て、 焦点信号抽出部での中心部電極 2 3及び各輪帯電極 2 4への印 加電圧と比較しながら説明する。
図 6は、 本実施形態における液晶への印加電圧とリ夕デーショ ン 値の関係を示す図である。 図 6の縦軸は液晶レンズ 1のリ夕デーシ ヨン （nm) を示し、 横軸は実効値電圧 （V r m s ) を示している 中心部電極 2 3 と各輪帯電極 2 4のそれぞれに異なる電圧を印加 することにより、 各電極間での屈折率分布が得られる。 ここで、 図 6の" V Iの範囲の" 電圧、 及び" V 2の範囲" の電圧を印加する 場合を考える。 図 6の" V Iの範囲の" 電圧を印加する場合に中心 部電極 2 3や各輪帯電極 2 4上で得られるリ夕デ一シヨ ン値は、 図 6の" R e 1の範囲" の値となる。 また、 図 6の" V 2の範囲の" 電庄を印加する場合に中心部電極 2 3各輪帯電極 2 4上で得られる リタデーシヨ ンは、 図 6の" R e 2の範囲" の値となる。 それぞれ の場合において、 中心部電極 2 3及び各輪帯電極 2 4におけるリタ デ一シヨン値の絶対値は異なる'。 しかし'、 中心部電極 2 3に対する 各輪帯電極 2 4でのリタデーシヨン値の差という点では同じにする ことできる。 リタデ一シヨン値の差を同じ状態にすることにより、 レンズ部 1 8 においては同じ屈折率分布を得ることができる。 " R e 1の範囲" でも" R e 2の範囲" でも、 屈折率分布が同じであれ ば、 液晶レンズ 1の焦点距離は同じとなる。 一方、 後述するように 、 " R e 1の範囲" で得られるレンズ状態よりも、 " R e 2の範囲 " で得られるレンズ状態の方が、 結像性能が良好であることが分か つている。，
本発明に係る自動合焦装置では、 図 6の" V Iの範囲の" 電圧を 印加して焦点信号抽出部における処理を行っている。 一方、 合焦点 調整部における処理では、 " V Iの範囲の" 電圧よりも低い電圧の " V 2の範囲の" 電圧を印加して、 合焦点判定部で求めたレンズレ ベルに設定している。
ここで、 一例として本実施形態のおけるレンズレベル 2 (例えば 、 図 5 ( a ) 参照） の状態にするための印加電圧を説明する。. 表 3 は、 レンズレベル 2における焦点信号抽出部における各電極への印 加電圧と合焦点調整処理時における各電極への印加電圧を示してい る。 なお、 表 3に示す印加電圧値は一例であって、 これに限定され るものではない。
表 3
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表 3に示すように、 焦点信号抽出部での印加電圧 V Iの範囲 " の電圧） に対して、 合焦点調整部での印加電圧 に V 2の範囲" の電圧） の方が低いことが分かる。 ここでは一例としてレンズレべ ル 2の場合を示したが、 全レンズレベルにおいて焦点信号抽出部で の印加電圧 （" V Iの範囲" の電圧） よりも合焦点抽出手段での印 加電圧 （" V 2の範囲" の電圧） の方が低くなつている。
つぎに、 .本実施形態における焦点信号抽出処理に要する時間につ いて説明する。 液晶レンズ 1のレンズレベルが変化する際の応答時 間について説明する。 表 4に、 2 5 ° Cにおいて、 " V 1の範囲" の電圧と" V 2の範囲" の電圧におけるレンズレベルを変更した場 合の液晶レンズ 1が安定するまでの時間の'一例を示した。
表 4
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本実施形態においては、 図 5 ( a ) に示したスキャン方式により 焦点信号抽出処理が行われるため、 まず、 レンズレベル 0から焦点 信号の抽出処理を開始して、 レンズレベル 1 、 2 、 3 、 4、 5 、 6 、 7 、 8の順に焦点信号を抽出する。 すなわち、 焦点信号抽出処理 には、 表 4の" 計" 欄に示す時間が必要となる。 表 4に示したデー 夕から、 " V 2の範囲" の電圧での焦点信号抽出処理では、 3秒以 上もかかってしまうため、 実用的とは言えない。 一方、 " V Iの範 囲" の電圧では、 1秒強で焦点信号抽出処理が終了し、 実用的なも のとなることが分かる。
つぎに、 上述した図 6における" R e 1の範囲" の屈折率分布で 得られる ンズ状態と、 " R e 2の範囲" の屈折率分布で得られる レンズ状態における結像性能について説明する。 図 7は、 レンズレベル 2 となる屈折率分布で得られるレンズ状態 における' M T Fを示す図である。 ここで、 図 7 ( a ) は、 " R e 1 の範囲" の屈折率分布で得られるレンズレベル 2の状態における M T Fを示し、 図 7 ( b ) は、 " R e 2の範囲" の屈折率分布で得ら れるレンズレベル 2の状態における MT Fを示す図である。 図 7 ( a) 及び図 7 ( b ) において、 横軸は空間周波数 （ e y e 1 e /m m ： 1 mm当たりのラインペア） を示し、 縦軸は像面上での光学的 コントラス ト （MT F ： Modulation Transfer Function) を示して いる。 なお、 図 7 ( a ) に示す 3 1及び図 7 ( b ) に示す 3 3は、 像高 0 %における MT Fであり、 図 7 ( a ) に示す 3 2及び図 7 ( b ) に示す 3 4は像高 4 0 %における MT Fである。 ここで、 像高 とは、 MT Fを測定するポイント.の画角中央から画角端までを 1 0 0 %とした場合の割合のことを言う。
図 7に示すように、 像高 0 %の場合においては、 " V 1の範囲" の印加電圧に対応した" R e 1の範囲" の場合の M T F 3 1及び" V 2の範囲" の印加電圧に対応した" R e 2の範囲" の場合の MT F 3 3 もほぼ同じである。 しかしながら、 像高 4 0 %の場合におい ては、 " R e 1の範囲" の.場合の MT F 3 2 と比べて、 " R e 2の 範囲" の場合の MT F 3 4が高くなることが分かる。 これは、 " V 2の範囲" の印加電圧に対応した" R e 2.の範囲" での屈折率分布 により得られるレンズ状態の方が、 結像性能が優れていることを意 味する。
以上のような理由から、 本実施形態において、 焦点信号抽出処理 時には液晶レンズ 1 に対して" V 1の範囲" の電圧を印加し、 合焦 点調整処理時には液晶レンズ 1 に対して" V 2の範囲" の電圧を印 加している,。
図 8は、 自動合焦処理のフローの一例を示す図である。 図 8に示すフローは、 マイクロプロセッサ 5 1が、 予め記憶部 5 2に記憶されたプログラムに従い、 本発明に係る自動合焦装置の各 要素と協働しながら実行する。 また、 以下のフローは、 前述したス キヤン方式に基づくものである。
最初に、 マイクロプロセッサ 5 1は、 N= 0 と設定する （ S 1 ) 次に、 マイクロプロセッサ 5 1は、 レンズレベル 0 に対応した （ " V 1の範囲" の） 電圧を、 L Cレンズドライバ 6から中心部電極 2 3及び各輪帯電極 2 4 (R 1〜R 2 0 ) へ印加するように制御し
( S 2 ) 、 そのときの焦点信号レベルを撮像素子 3から抽出する （ S 3 ) 。 次に、 マイクロプロセッサ 5 1は、 N = N+ 1 と設定し （ S 4 ) 、 Nが 8より大きいか否かの判断を行う （ S 5 ) 。 このよう にして、 マイクロプロセッサ 5 1は、 ステップ S 1〜 S 5によって 、 全てのレンズレベル 0〜 8についての焦点信号レベルを抽出する
(焦点信号抽出処理） 。 例えば、 レンズレベル 2における、 中心部 電極 2 3及び各輪帯電極 2 4 (R 1〜R 2 0 ) へ印加される （" V 1の範囲" の） 電圧例は、 表 3に示されている。 なお、 レンズレべ ルの設定数は一例であって、 9段階に限定されるものではない。
次に、 マイクロプロセッサ 5 1 は、 抽出した焦点信号レベルが最 大となるレンズレベルを判定する （合焦点判定処理） （ S 6 ) 。 図 5 ( a) の例では、 レンズレベル 4において、 抽出した焦点信号レ ベルが最大となる。
次に、 マイクロプロセッサ 5 1は、 判定レンズレベルに対応した
(" V 2の範囲" の） 電圧を、 L Cレンズドライバ 6から中心部電 極 2 3及び各輪帯電極 2 4 (R 1〜R 2 0 ) へ印加するように制御 して （ S 7.) 、 自動合焦動作を終了する。 例えば、 レンズレベル 2 における、 中心部電極 2 3及び各輪帯電極 2 4 (R 1〜R 2 0 ) へ 印加される （" V 2の範囲" の） 電圧例は、 表 3に示されている。 図 9は、 図 8に示したフローにおいて、 各輪帯電極に印加される 電圧の変化を示した図である。 図 9において、 縦軸は印加電圧を示 し、 横軸は各輪帯電極の位置を示している。 ここで、 R 1は最も内 側の輪帯電極を示し、 R 2 0は最も外側の輪帯電極を示している。 図 9に示される曲線 1 0 0及び 1 1 0は、 各輪帯電極 （ 1〜 2 0 ) へ印加される電圧をプロッ 卜し、 各プロッ トを結んで曲線として示 したものである。
図 9において、 曲線 1 0 0は、 スキャン方式において最後のレン ズレベルを測定した時に、 各輪帯に印加された" V Iの範囲" の電 圧に相当する （図 5 ( a ) のレンズレベル 8参照） 。
また、 図 9において、 曲線 1 1.0は、 図 8の S 6で判定された焦 点信号レベルが最大となるレンズレベルに対応する" V 2の範囲" の電圧に相当する。 例えば、 図 8の S 6において、 レンズレベル 2 が焦点信号レベルを最大とすると判定された場合には、 表 3に示さ れる " V 2の範囲" の電圧に対応する。
即ち、 図 8の S 7では、 マイクロプロセッサ 5 1 の制御によって 、 L Cレンズドライバ 6は、 各輪帯電極への印加電圧を、 曲線 1 0 0 に示す状態から曲線 1 1 0 に示す状態に変更することとなる （矢 印 A参照） 。
ところで、 全てのレンズレベルを求めるための各輪帯電極に印加 される" V Iの範囲" の電圧及び" V 2の範囲" の電圧は、 予め記 憶部 5 2に記憶されているものとする。 例えば、 レンズレベルが 9 段階の場合 （レンズレベル 0〜 8 ) 、 各輪帯電極 （例えば、 1〜 2 0 ) について 9 X 2 = 1 8通りの印加電圧が記憶されていることと なる。 .
以上のように、 焦点信号抽出処理では、 液晶の動作速度が速い （ " V Iの範囲" の） 電圧を利用し、 合焦点判定処理で焦点信号最大 となるレンズレベルを判定した後は、 結像性能を損なわない （" V 2の範囲" の） 電圧を利用している。 したがって、 本実施形態では 、 合焦時の結像性能を損なわずに、 かつ、 高速に自動合焦処理を行 う ことができる。
図 1 0は、 自動合焦処理のフローの他の例を示す図である。. 図 1 0に示すフローは、 マイクロプロセッサ 5 1が、 予め記憶部 5 2に記憶されたプログラムに従い、 本発明に係る自動合焦装置の 各要素と協働しな,がら実行する。 また、 以下のフローは、 前述した スキャン方式に基づく ものである。
図 8 に示す処理フローでは、 スキャン方式において最後のレンズ レベルを測定した時の" V Iの範.囲" の電圧 （図 9の曲線 1 0 0 ) から、 図 8の S 6で判定された焦点信号レベルが最大となるレンズ レベルに対応する" V 2の範囲" の電圧 （図 9 の曲線 1 1 0 ) に変 更する。 しかしながら、 図 8の S 6で判定された焦点信号レベルが 最大となるレンズレベルに対応する" V 2の範囲" の電圧 （図 9の 曲線 1 1 0 ) が印加されても、 液晶分子はすぐに印加電圧に対応し た安定した状態に変化することができない'。 したがって、 タイムラ グが生じる。 そこで、 図 1 0の処理フローでは、 タイムラグを減少 させるために、 判定された焦点信号レベルが最大となるレンズレべ ルに対応する" V 2の範囲" の電圧 （図 9 の曲線 1 1 0 ) を印加す る前に、 切替電圧を印加するように構成した。
図 1 0において、 図 8 と同じステップには同じ番号を付して説明 を省略する。 即ち、 図 1 0の処理フロ一では、 図 8の S 6 と S 7 と の間に、 新たに S 1 0 を設けた点のみが新しい。
図 1 1は、 図 1 ひに示したフローにおいて、 各輪帯電極に印加さ れる電圧の変化を示した図である。 図 1 1 において、 縦軸は印加電 圧を示し、 横軸は各輪帯電極の位置を示している。 ここで、 R 1は 最も内側の輪帯電極を示し、 R 2 0は最も外側の輪帯電極を示して いる。 図 1 1 に示される曲線 1 0 0、 1 1 0及び 1 2 0は、 各輪帯 電極 （ 1〜 2 0 ) へ印加される電圧をプロッ トし、 各プロッ トを結 んで曲線として示したものである。
図 1 1 において、 曲線 1 0 0及び 1 1 0は、 図 9に示したものと 同様である。 また、 図 1 1 において、 曲線 1 2 0は、 図 1 0の S 1 0で印加される切替電圧である。
曲線 1 2 0 として示された切替電圧は、 過渡応答動作の原理を応 用したものであって、 目標電圧 （曲線 1 1 0 ) よりも電位差の大き い電圧を一旦印加し、 液晶分子がより早く 目標電圧 （曲線 1 1 0 ) に対応した安定した状態に変化するように促す役目を果たす。
図 1 0の S 1 0では、 マイクロプロセッサ 5 1の制御によって、 L Cレンズドライバ 6は、 各輪帯電極への印加電圧を、 一旦曲線 1 0 0に示す状態から曲線 1 2 0に示す状態に変更する （矢印 B参照 ) 。 即ち、 オートフォーカスコントローラ 5及び液晶レンズドライ バ 6が、 切替電圧印加部として機能することとなる。
次に、 図 1 0の S 7では、 マイクロプロセッサ 5 1の制御によつ て、 L Cレンズドライバ 6は、 各輪帯電極への印加電圧を、 曲線 1 2 0 に示す状態から曲線 1 1 0に示す状態に変更する （矢印 C参照 このように、 図 1 0に示す処理フローでは、 開始電圧 （曲線 1 0 0 ) に対して、 目標電圧 （曲線 1 1 0 ) より電位差が大きい切替電 圧 （曲線 1 2 0 ) を印加後、 目標電圧 （ 1 1 0 ) を印加するように 構成したので、 液晶分子が印加電圧に対応した安定した状態に変化 するまで タイムラグを減少させることが可能となった。
なお、 切替電圧 （曲線 1 2 0 ) は、 切替電圧 （曲線 1 2 0 ) から 目標電圧 （曲線 1 1 0 ) へ切替えた場合に、 全ての輪帯電極 （例え ば 1〜 2· 0 ) がほぼ同様にタイムラグを減少させられるように設定 された値であるので、 開始電圧 （曲線 1 0 0 ) と目標電圧 （曲線 1 1 0 ) の組み合わせの個数だけ予め用意されていることが好ましい 例えば、 レンズレベルが 9段階の場合 （レンズレベル 0 ~ 8 ) 、 スキャン方式であれば、 開始電圧 （曲線 1 0 0 ) は 1通り、 目標電 圧 （曲線 1 1 0 ) は 9通りであるので、 1 X 9 = 9通りの切替電圧 (曲線 1 2 0 ) を予め用意して、 記憶部 5 1 に記憶させておく必要 がある。 また、 山登り方式であれば、 開始電圧 （曲線 1 0 0 ) は 9 通り、 目標電圧 （曲線 1 1 0 ) は 9通りであるので、 9 X 9 = 8 1 通りの切替電圧 （曲線 1 2 0 ) を予め用意して、 記憶部 5 1 に記''慮 させておく必要がある。
ところで、 切替電圧として GND電圧を利用することも可能であ る。' しかしながら、 GND電圧を利用すると、 目標電圧に切り替え た場合に、 液晶分子が目標電圧に対応した状態で安定するまでの時 間が輪帯電極毎に異なってしまう。 そこで、 輪帯電極毎に切替電圧 から目標電圧に切替えるタイミングをずらせるようにして、 液晶分 子が目標電圧に対応した状態で安定するまでの時間を短くすること もできる。
図 1 2は、 上記のように調整した場合における各輪帯電極に印加 される電圧の変化を示した図である。 図 1 2において、 縦軸は印加 電圧を示し、 横軸は各輪帯電極の位置を示している。 ここで、 R 1 は最も内側の輪帯電極を示し、 R 2 0は最も外側の輪帯電極を示し ている。 図 1 2に示される曲線 1 0 0、 1 1 0及び 1 3 0 (切替電 圧として利,用される GND電圧） は、 各輪帯電極 （ 1〜 2 0 ) へ印 加される電圧をプロッ トし、 各プロッ トを結んで曲線 （又は直線） として示したものである。
即ち、 '図 1 2に示す様に、 R 1 (最も内側の輪帯電極） について の G N D電圧から目標電圧に切替タイミング （矢印 D参照） と、 R 2 0 (最も外側の輪帯電極） についての G N D電圧から目標電圧に 切替タイミング （矢印 E参照） とを異ならせるように制御する。
図 1 3は、 本発明に係る他の自動合焦点装置の概略構成を示すプ ロック図である。 図 1に示す自動合焦点装置との相違点は、 温度セ ンサ 7 を有している点のみである。 他の構成は図 1 に示す自動合焦 点装置と同様であるので、 説明を省略する。
温度センサ 7は、 液晶レンズ 1近傍の温度を検出し、 検出信号を マイクロプロセッサ 5 1へ送信する。 したがって、 マイクロプロセ ッサ 5 1では、 液晶レンズ 1近傍の温度を判別することが可能とな る。
図 1 4は、 図 1 3に示す自動合焦点装置における自動合焦処理の フローの一例を示す図である。
図 1 4に示すフローは、 マイクロプロセッサ 5 1が、 予め記憶部 5 2 に記憶されたプログラムに従い、 本発明に係る自動合焦点装置 の各要素と協働しながら実行する。 また、 以下のフローは、 前述し たスキャン方式に基づくものである。
図 1 4に示す処理フローと図 1 0に示す前述した処理フローとの 相違点は、 全てのレンズレベルにおける焦点信号レベルを取得する 前に、 液晶レンズ 1の近傍の温度検出を行い、 温度情報を取得する 点のみである。
ただし、 S 2で印加する焦点信号レベルの抽出時に印加する" V 1 の範囲" の電圧、 S 1 0で印加する切替電圧、.及び S 7で印加す る判定レンズレベルに対応した" V 2の範囲" の電圧は、 全て S 1 1で取得した温度に対応したものが採用される。 具体的には、 一 2 0 °Cから 6 0 °Cまでの範囲内で 5 °C単位毎に温度に対応した各輪帯 電極 （ 1'〜 2 0 ) への電圧を予め記憶部 5 2へ記憶させておく。
図 1 4に示す自動合焦点装置では、 液晶層の屈折率は温度依存性 があり、 また液晶分子が印加電圧に対応した安定状態になるまでの 時間も温度依存性があるので、 液晶レンズ 1近傍の温度を検出し、 環境温度に応じて液晶層への印加電圧を調整している。
図 1 5は、 図 1 4に示したフローにおいて、 各輪帯電極に印加さ れる電圧の変化を示した図である。 図 1 4において、 縦軸は印加電 圧を示し、 横軸は各輪帯電極の位置を示している。 ここで、 R 1 は 最も内側の輪帯電極を示し、 R 2 0は最も外側の輪帯電極を示して いる。 図 1 5に示される曲線は、 各輪帯電極 （ 1〜 2 0 ) へ印加さ れる電圧をプロッ 卜し、 各プロッ.トを結んで曲線として示したもの である。
図 1 5において、 曲線 1 0 0は 2 5 °Cにおける開始電圧 （スキヤ ン方式によって最後のレンズレベルに対応した焦点信号レベルを測 定した時に印加された" V 1の範囲" の電圧） であり、 曲線 1 0 1 は— 2 0 °Cにおける開始電圧である。 同様に、 曲線 1 1 0は 2 5 における目標電圧 （判定レンズレベルに対応した" V 2の範囲" の 電圧） であり、 曲線 1 1 1は一 2 0 °Cにおける目標電圧である。 さ らに、 曲線 1 2 0は曲線 1 0 0及び 1 1 0.に対応した切替電圧であ り、 曲線 1 2 1は曲線 1 0 1及び 1 1 1 に対応した切替電圧である 。 なおここでは、 — 2 0 °Cでの応答速度が 2 5 °Cの応答速度に比べ て遅いために、 一 2 0 °Cでの切替電圧を、 2 5 °Cでの切替電圧より 低くすることで、 この応答速度の遅れを改善している。
図 1 4及び図 1 5に示す場合であっても、 マイクロプロセッサ 5 1の制御に,よって、 L Cレンズドライバ 6は、 各輪帯電極への印加 電圧を、 一旦開始電圧から切替電圧に変更した後に、 切替電圧から 目標電圧に変更する。 このように、 図 1 4に示す処理フローでも、 開始電圧に対して、 目標電圧より電位差が大きい切替電圧を印加後 、 目標電圧を印加するように構成したので、 液晶分子が印加電圧に 対応した安定した状態に変化するまでのタイムラグを減少させるこ とが可能となった。
例えば、 レンズレベルが 9段階 （レンズレベル 0〜 8 ) で温度レ ベルが 1 7段階 （ー 2 0で〜 6 0 の範囲で 5 °〇単位） の場合、 ス キャン方式であれば、 開始電圧 （曲線 1 0 0等） は 1 X 1 7 = 1 7 通り、 目標電圧 （曲線 1 1 0等） は 9 X 1 7 = 1 5 3通り、 切替電 圧 （曲線 1 2 0等） は 1 7 X 1 5 3 = 2 6 0 1通りを予め用意して 、 記憶部 5 1 に記憶させておく必要がある。 また、 山登り方式であ れば、 開始電圧 （曲線 1 0 0等）.は 9 X 1 7 = 1 5 3通り、 目標電 圧 （曲線 1 1 0等） は 9 X 1 7 = 1 5 3通り、 切替電圧 （曲線 1 2 0等) は 1 5 3 X 1 5 3 = 2 3 4 0 9通りを予め用意して、 記憶部 5 1 に記憶させておく必要がある。
図 1及び 1 3に示した自動合焦点装置においては、 液晶レンズ 1 と別体のオートフォーカスコントローラ 5及び液晶レンズドライバ 6が、 焦点信号抽出部、 合焦点判定部、 '合焦点調整部、 及び Z又は 切替電圧印加部として機能した。 しかしながら、 液晶レンズドライ パ 6 に R OM等の記憶部を保持させ、 液晶レンズドライバ 6のみを 焦点信号抽出部、 合焦点判定部、 合焦点調整部、 及び/又は切替電 圧印加部として機能させるようにしても良い。 また、 その場合に、 液晶レンズ 1 と液晶レンズドライバ 6 を一体的に構成した光学素子 とし、 光学素子とは別体の撮像素子 3からの画像信号が直接液晶レ ンズドライバ 6へ入力されるように構成しても良い。
図 1及び 1 3に示した自動合焦点装置においては、 液晶レンズ 1 と協働する光学レンズ 2を設けたが、 光学レンズ 2は必須な構成で はなく、 状況に応じて省略することも可能である。
本発明に係る自動合焦点装置は、 オートフォーカス機能を有する 装置に有用であり、 特に、 カメラ、 デジタルカメラ、 ムービーカメ ラ、 カメラ付き携帯電話のカメラ部、 車等に搭載されて後方確認用 モニタなどに用いられるカメラ、 内視鏡のカメラ部、 レンズの度を 変化させる機能を有する眼鏡などのオートフォーカス機能に適して いる。

Claims

1 . 屈折率分布を形成する液晶レンズとく
前記液晶レンズを通して結像する光学像を電気信号に変換して画 像信号を出力する光電変換部と、
前記液晶レンズに第 1の範囲の電圧を印加して屈折率分布を変化 請
させ、 前記画像信号に基づいて複数の焦点信号を抽出する焦点信号 抽出部と、
抽出された前記複数の焦点信号から合焦点に対応した焦点信号を 判定する合焦点判定部と、
前記合焦点判定部により判定された焦点囲信号に対応する屈折率分 布を得ることができ、 前記合焦点判定部により判定された焦点信号 を得るために前記液晶レンズに印加された前記第 1の範囲の電圧よ りも小さな第 2の電圧を、 前記液晶レンズに印加して合焦点の調整 を行う合焦点調整部と、
を有することを特徴とする自動合焦点装置。
2 . 前記第 1の範囲の電圧と、 前記第 1の範囲の電圧のそれぞれ に対応した前記第 2の電圧とを'、 対応させて記憶する記憶部を、 更 に有する請求項 1 に記載の自動合焦点装置。
3 . 前記第 1 の範囲の電圧は、 予め設定.された焦点距離毎に用意 された複数の電圧を含む、 請求項 1 に記載の自動合焦点装置。
4 . 前記焦点信号抽出部は、 予め設定された焦点距離の全てにお ける前記焦点信号を求める、 請求項 3に記載の自動合焦点装置。
5 . 前記焦点信号抽出部は、 前回検出した第 1 の焦点距離におけ る焦点信号と、 今回検出した第 2の焦点距離における焦点信号の増 減を逐次比.較しながら、 次の第 3の焦点距離における焦点信号を抽 出し、 前記合焦点判定部にて合焦点に対応した焦点信号が判定され たら、 前記焦点信号の抽出を中止する、 請求項 3に記載の自動合焦 点装置。
6 . 前記第 2の電圧を印加する前に、 前記液晶レンズに、 前記第 1の範囲の電圧に対して、 前記第 2の電圧よりも電位差の大きい切 替電圧を印加する切替電圧印加部を、 更に有する請求項 1 に記載の 自動合焦点装置。
7 . 前記記憶部は、 前記第 1の範囲の電圧と、 前記第 1の範囲の 電圧のそれぞれに対応した前記第 2の電圧と、 前記第 1の範囲の電 圧と前記第 2の電圧にそれぞれ対応した切替電圧を、 対応させて記 憶する、 請求項 6に記載の自動合焦点装置。
8 . 前記液晶レンズの近傍の温度を検出するための温度検出部を 更に有する、 請求項 1 に記載の自動合焦点装置。
9 . 前記焦点信号抽出部は、 前記温度検出部が検出した温度に基 づいて、 前記液晶レンズに第 1の範囲の電圧を印加して屈折率分布 を変化させ、 前記画像信号に基づいて複数の焦点信号を抽出し、 前記合焦点調整部は、 前記温度検出部が検出した温度に基づいて 、 前記合焦点判定部により判定された焦点信号に対応する屈折率分 布を得ることができ、 前記合焦点判定部により判定された焦点信号 を得るために前記液晶レンズに印加された前記第 1の範囲の電圧よ りも小さな第 2の電圧を前記液晶レンズに印加する、
請求項 8に記載の自動合焦点装置。
1 0 . 前記記憶部は、 前記第 1の範囲の電圧と、 前記第 1 の範囲 の電圧のそれぞれに対応した前記第 2の電圧とを、 温度毎にそれぞ れ対応させて記憶する、 請求項 9に記載の自動合焦点装置。
1 1 . 前記液晶レンズの近傍の温度を検出するための温度検出部 を更に有する、 請求項 6に記載の自動合焦点装置。
1 2 . 前記焦点信号抽出部は、 前記温度検出部が検出した温度に 基づいて、 前記液晶レンズに第 1の範囲の電圧を印加して屈折率分 布を変化させ、 前記画像信号に基づいて複数の焦点信号を抽出し、 前記合焦点調整部は、 前記温度検出部が検出した温度に基づいて 、 前記合焦点判定部により判定された焦点信号に対応する屈折率分 布を得ることができ、 前記合焦点判定部により判定された焦点信号 を得るために前記液晶レンズに印加された前記第 1の範囲の電圧よ りも小さな第 2の電圧を前記液晶レンズに印加し、
前記切替電圧印加部は、 前記温度検出部が検出した温度に基づい て、 前記第 2 の電圧を印加する前に、 前記液晶レンズに、 前記第 1 の範囲の電圧に対して、 前記第 2の電圧よりも電位差の大きい切替 電圧を印加する、
請求項 1 1 に記載の自動合焦点装.置。
1 3 . 前記記憶部は、 前記第 1の範囲の電圧と、 前記第 1 の範囲 の電圧のそれぞれに対応した前記第 2の電圧と、 前記第 1の範囲の 電圧と前記第 2の電圧にそれぞれ対応した切替電圧を、 温度毎に対 応させて記憶する、 請求項 1 2に記載の自動合焦点装置。
1 4 . 前記液晶レンズは、 複数の輪帯及び液晶層を有する、 請求 項 1 に記載の自動合焦点装置。 '
1 5 . 前記液晶レンズと協働する光学レンズを、 更に有する請求 項 1 に記載の自動合焦点装置。
1 6 . 屈折率分布を形成する液晶レンズと、
前記液晶レンズに第 1の範囲の電圧を印加して屈折率分布を変化 させ、 前記画像信号に基づいて複数の焦点信号を抽出する焦点信号 抽出部と、
抽出された前記複数の焦点信号から合焦点に対応した焦点信号を 判定する合.焦点判定部と、
前記合焦点判定部により判定された焦点信号に対応する屈折率分 布を得ることができ、 '前記合焦点判定部により判定された焦点信号 を得るために前記液晶レンズに印加された前記第 1の範囲の電圧よ りも小さな第 2の電圧を、 前記液晶レンズに印加して合焦点の調整 を行う合焦点調整部と、
を有することを特徴とする光学素子。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100289941A1 (en) * 2008-01-10 2010-11-18 Hiroshi Ito Image pickup apparatus and optical-axis control method
JP2018189700A (ja) * 2017-04-28 2018-11-29 株式会社ミツトヨ 焦点距離可変レンズ装置および焦点距離可変レンズ制御方法
CN113359372A (zh) * 2021-06-04 2021-09-07 贵州大学 单轴抗压强度试验用相机的自动对焦和补光装置及方法

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4784678B2 (ja) * 2009-04-22 2011-10-05 カシオ計算機株式会社 撮像装置、撮像方法及びプログラム
EP2689291A4 (en) 2011-03-21 2014-10-01 Carestream Health Inc SELF-FOCUSING METHOD USING A LIQUID LENS
KR101143558B1 (ko) * 2011-12-08 2012-06-14 주식회사 동운아나텍 액정렌즈 구동장치와 이를 포함하는 단말장치 및 그 온도 제어방법
TWI457684B (zh) * 2012-04-18 2014-10-21 Ingrasys Technology Inc 輔助調焦裝置及輔助調焦方法
WO2014094165A1 (en) * 2012-12-18 2014-06-26 Lensvector Inc. Liquid crystal optical device with advanced electric field control capability
US9575221B2 (en) 2013-12-31 2017-02-21 Cognex Corporation Systems and methods reduce temperature induced drift effects on a liquid lens
US10690816B2 (en) 2013-12-31 2020-06-23 Cognex Corporation Systems and methods reduce temperature induced drift effects on a liquid lens
KR101822895B1 (ko) 2016-04-07 2018-01-29 엘지전자 주식회사 차량 운전 보조 장치 및 차량
KR101822894B1 (ko) * 2016-04-07 2018-01-29 엘지전자 주식회사 차량 운전 보조 장치 및 차량
CN106226975B (zh) * 2016-07-20 2019-03-19 成都微晶景泰科技有限公司 自动对焦方法、设备及成像装置
CN106019770B (zh) * 2016-07-29 2018-09-04 京东方科技集团股份有限公司 Tdi图像传感器的焦距控制方法、装置及自动光学检测装置
KR102381114B1 (ko) * 2016-10-06 2022-03-30 아이리스 인터내셔널 인크. 동적 포커스 시스템 및 방법들
JP7027451B2 (ja) * 2017-01-24 2022-03-01 エルジー イノテック カンパニー リミテッド 液体レンズ、これを含む液体レンズモジュール、これを含むカメラモジュール、これを含む光学機器及び液体レンズの制御方法
CN109856422B (zh) * 2019-02-19 2022-03-22 成都京东方光电科技有限公司 加速度传感器、加速度测量装置和方法

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61140908A (ja) * 1984-12-13 1986-06-28 Olympus Optical Co Ltd 内視鏡における自動焦点調整装置
JPS61156228A (ja) * 1984-12-28 1986-07-15 Olympus Optical Co Ltd 液晶レンズを用いた自動焦点調整装置
JPS6236632A (ja) * 1985-08-09 1987-02-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd 自動焦点整合用レンズ装置
JPH0553089A (ja) * 1991-08-27 1993-03-05 Hitachi Ltd 合焦点機構
JP2000081562A (ja) * 1998-06-30 2000-03-21 Olympus Optical Co Ltd 撮像装置
JP2001154085A (ja) * 1999-11-25 2001-06-08 Olympus Optical Co Ltd 内視鏡装置
JP2002122784A (ja) * 2000-08-08 2002-04-26 Olympus Optical Co Ltd 光学装置
JP2002228816A (ja) * 2001-01-29 2002-08-14 Olympus Optical Co Ltd 可変形状鏡の駆動装置
JP2004191893A (ja) * 2002-12-13 2004-07-08 Canon Inc 撮像装置
JP2005092009A (ja) * 2003-09-19 2005-04-07 Japan Science & Technology Agency 液晶素子の駆動方法と装置
JP2005345520A (ja) * 2004-05-31 2005-12-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd 撮像装置
WO2006054562A1 (ja) * 2004-11-16 2006-05-26 Citizen Watch Co., Ltd. 自動合焦点装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4572616A (en) * 1982-08-10 1986-02-25 Syracuse University Adaptive liquid crystal lens
US4795248A (en) * 1984-08-31 1989-01-03 Olympus Optical Company Ltd. Liquid crystal eyeglass
JP2666907B2 (ja) * 1986-03-05 1997-10-22 オリンパス光学工業株式会社 液晶レンズ
US5097352A (en) * 1988-09-28 1992-03-17 Olympus Optical Co., Ltd. Optical system including liquid crystal devices
JPH1184228A (ja) * 1997-09-08 1999-03-26 Olympus Optical Co Ltd 自動焦点調節装置
US6191881B1 (en) * 1998-06-22 2001-02-20 Citizen Watch Co., Ltd. Variable focal length lens panel and fabricating the same
US6437925B1 (en) * 1998-06-30 2002-08-20 Olympus Optical Co., Ltd. Optical apparatus
US7404636B2 (en) * 1999-07-02 2008-07-29 E-Vision, Llc Electro-active spectacle employing modal liquid crystal lenses
CN1278173C (zh) * 2001-01-12 2006-10-04 汤姆森特许公司 光补偿元件
US7079203B1 (en) * 2003-06-23 2006-07-18 Research Foundation Of The University Of Central Florida, Inc. Electrically tunable polarization-independent micro lens using polymer network twisted nematic liquid crystal
US7359124B1 (en) * 2004-04-30 2008-04-15 Louisiana Tech University Research Foundation As A Division Of The Louisiana Tech University Foundation Wide-angle variable focal length lens system
JP4471729B2 (ja) * 2004-04-30 2010-06-02 シチズン電子株式会社 液晶レンズ付き発光装置
JP2006285185A (ja) * 2004-09-07 2006-10-19 Fuji Photo Film Co Ltd 光学ユニット、撮影装置、および光学式ファインダ
KR101244647B1 (ko) * 2004-11-02 2013-03-18 이-비젼 엘엘씨 전기 활성 안경 및 이의 제조 방법
JP2006217131A (ja) * 2005-02-02 2006-08-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd 撮像装置

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61140908A (ja) * 1984-12-13 1986-06-28 Olympus Optical Co Ltd 内視鏡における自動焦点調整装置
JPS61156228A (ja) * 1984-12-28 1986-07-15 Olympus Optical Co Ltd 液晶レンズを用いた自動焦点調整装置
JPS6236632A (ja) * 1985-08-09 1987-02-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd 自動焦点整合用レンズ装置
JPH0553089A (ja) * 1991-08-27 1993-03-05 Hitachi Ltd 合焦点機構
JP2000081562A (ja) * 1998-06-30 2000-03-21 Olympus Optical Co Ltd 撮像装置
JP2001154085A (ja) * 1999-11-25 2001-06-08 Olympus Optical Co Ltd 内視鏡装置
JP2002122784A (ja) * 2000-08-08 2002-04-26 Olympus Optical Co Ltd 光学装置
JP2002228816A (ja) * 2001-01-29 2002-08-14 Olympus Optical Co Ltd 可変形状鏡の駆動装置
JP2004191893A (ja) * 2002-12-13 2004-07-08 Canon Inc 撮像装置
JP2005092009A (ja) * 2003-09-19 2005-04-07 Japan Science & Technology Agency 液晶素子の駆動方法と装置
JP2005345520A (ja) * 2004-05-31 2005-12-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd 撮像装置
WO2006054562A1 (ja) * 2004-11-16 2006-05-26 Citizen Watch Co., Ltd. 自動合焦点装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP1995619A4 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100289941A1 (en) * 2008-01-10 2010-11-18 Hiroshi Ito Image pickup apparatus and optical-axis control method
US8619183B2 (en) * 2008-01-10 2013-12-31 Sharp Kabushiki Kaisha Image pickup apparatus and optical-axis control method
JP2018189700A (ja) * 2017-04-28 2018-11-29 株式会社ミツトヨ 焦点距離可変レンズ装置および焦点距離可変レンズ制御方法
CN113359372A (zh) * 2021-06-04 2021-09-07 贵州大学 单轴抗压强度试验用相机的自动对焦和补光装置及方法
CN113359372B (zh) * 2021-06-04 2023-05-12 贵州大学 单轴抗压强度试验用相机的自动对焦和补光装置及方法

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