JPH0697300B2 - 自動焦点調節装置 - Google Patents
自動焦点調節装置Info
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- JPH0697300B2 JPH0697300B2 JP60094416A JP9441685A JPH0697300B2 JP H0697300 B2 JPH0697300 B2 JP H0697300B2 JP 60094416 A JP60094416 A JP 60094416A JP 9441685 A JP9441685 A JP 9441685A JP H0697300 B2 JPH0697300 B2 JP H0697300B2
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- signal
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- voltage
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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
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- Optics & Photonics (AREA)
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- Focusing (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は自動焦点調節装置、詳しくは、フイルムカメ
ラ、TVカメラ等の光学装置に用いられる自動焦点調節装
置に関する。
ラ、TVカメラ等の光学装置に用いられる自動焦点調節装
置に関する。
自動焦点調節装置の一つに、アクティブ方式と称される
方式を採用したものがある。このアクティブ方式とは、
カメラから被写体に発した光のうち、被写体で反射され
て戻る光を受光し、測距を行なうものである。この場合
の測距手段としては三角測量の原理を用いるのが一般的
である。
方式を採用したものがある。このアクティブ方式とは、
カメラから被写体に発した光のうち、被写体で反射され
て戻る光を受光し、測距を行なうものである。この場合
の測距手段としては三角測量の原理を用いるのが一般的
である。
第２図は三角測量の原理を用いたアクティブ方式自動焦
点調節装置の光学系の構成の一例を示す原理図である。
点調節装置の光学系の構成の一例を示す原理図である。
発光素子１から発した赤外光等の光束が集束レンズ２に
よってたとえば撮影レンズ５の光軸方向と平行に被写体
３に向けて照射されると、被写体３からの反射光が撮影
レンズ５の光軸外に設置した２分割された受光素子4a,4
b上に結像される。上記２分割の受光素子4a,4bの出力の
差はたとえば差動増幅器で検出され、その差出力により
撮影レンズ５の繰出方向および量が決定され、レンズ駆
動用モータを正逆回転させる。このモータの回転により
撮影レンズ５の鏡筒は光軸を中心に回転しながら光軸方
向へ移動する。上記２分割の受光素子4a,4bは撮影レン
ズ５の移動に連動して傾き角θが変動するようになって
いて、上記受光素子4a,4bの差出力が零となる方向に回
動する。そして、上記２つの受光素子4a,4bの差出力が
零になったとき撮影レンズ５が合焦状態になる。合焦状
態では、上記受光素子4a,4bの傾き角θと、撮影レンズ
５の光軸と２つの受光素子4a,4b間の距離Ｄと、撮影レ
ンズ５から被写体３までの距離Ｓとの間には、 θ＝tan-1（S/D） なる式が満足される。また、上記２つの受光素子4a,4b
の差出力が求められると、焦点の合非のみならず、非合
焦時の焦点外れの方向性、即ち、前ピン，後ピンの各状
態をも判別することができる。
よってたとえば撮影レンズ５の光軸方向と平行に被写体
３に向けて照射されると、被写体３からの反射光が撮影
レンズ５の光軸外に設置した２分割された受光素子4a,4
b上に結像される。上記２分割の受光素子4a,4bの出力の
差はたとえば差動増幅器で検出され、その差出力により
撮影レンズ５の繰出方向および量が決定され、レンズ駆
動用モータを正逆回転させる。このモータの回転により
撮影レンズ５の鏡筒は光軸を中心に回転しながら光軸方
向へ移動する。上記２分割の受光素子4a,4bは撮影レン
ズ５の移動に連動して傾き角θが変動するようになって
いて、上記受光素子4a,4bの差出力が零となる方向に回
動する。そして、上記２つの受光素子4a,4bの差出力が
零になったとき撮影レンズ５が合焦状態になる。合焦状
態では、上記受光素子4a,4bの傾き角θと、撮影レンズ
５の光軸と２つの受光素子4a,4b間の距離Ｄと、撮影レ
ンズ５から被写体３までの距離Ｓとの間には、 θ＝tan-1（S/D） なる式が満足される。また、上記２つの受光素子4a,4b
の差出力が求められると、焦点の合非のみならず、非合
焦時の焦点外れの方向性、即ち、前ピン，後ピンの各状
態をも判別することができる。
ところで、一般に、上記のような自動焦点調節装置にお
いて、自動焦点調節動作の応答速度を高めようとした場
合、合焦位置でレンズ駆動用モータへの給電を停止して
もモータや撮影レンズ等は慣性モーメント等を有するた
めに直ちには停止せず合焦位置をオーバランしてしま
う。そこで撮影レンズが慣性によって移動することを見
込んで上記両受光素子4a,4bの出力差が０となる合焦点
を挾んで不感帯域を設け、上記出力差がこの不感帯域に
入ったときモータへの給電を停止するようにした装置が
周知である。ところが、被写体距離が異なったり、或い
は被写体の反射率が異なるようなときには、上記発光素
子１から発せられて受光素子4a,4bに入射する赤外光ビ
ームの光量が大きく変動することになるので、受光素子
4a,4bへの入射光量が多いときと少ないときとで不感帯
域に入るときの撮影レンズの位置が異なり、従って、例
えば、受光素子4a,4bへの入射光量が少ないとき撮影レ
ンズが合焦点位置に達しないで停止してしまう等の問題
点がある。このため、上記の不感帯域を可変抵抗によっ
て調整自在に設定するようにした装置も提案されている
（特公昭56−41970号公報）が、この従来装置では上記
不感帯域を手動で設定するもので上記入射光量の変化に
対して正確に対応させることが不可能であり、精度の高
い自動焦点調節動作を行なうことができなかった。
いて、自動焦点調節動作の応答速度を高めようとした場
合、合焦位置でレンズ駆動用モータへの給電を停止して
もモータや撮影レンズ等は慣性モーメント等を有するた
めに直ちには停止せず合焦位置をオーバランしてしま
う。そこで撮影レンズが慣性によって移動することを見
込んで上記両受光素子4a,4bの出力差が０となる合焦点
を挾んで不感帯域を設け、上記出力差がこの不感帯域に
入ったときモータへの給電を停止するようにした装置が
周知である。ところが、被写体距離が異なったり、或い
は被写体の反射率が異なるようなときには、上記発光素
子１から発せられて受光素子4a,4bに入射する赤外光ビ
ームの光量が大きく変動することになるので、受光素子
4a,4bへの入射光量が多いときと少ないときとで不感帯
域に入るときの撮影レンズの位置が異なり、従って、例
えば、受光素子4a,4bへの入射光量が少ないとき撮影レ
ンズが合焦点位置に達しないで停止してしまう等の問題
点がある。このため、上記の不感帯域を可変抵抗によっ
て調整自在に設定するようにした装置も提案されている
（特公昭56−41970号公報）が、この従来装置では上記
不感帯域を手動で設定するもので上記入射光量の変化に
対して正確に対応させることが不可能であり、精度の高
い自動焦点調節動作を行なうことができなかった。
また、一方、自動焦点調節装置の各種制御動作を行なわ
せるために、上記２つの受光素子4a,4bの和出力を用い
るようにした装置も提案されている（特公昭55−13012
号公報）が、この従来装置には、和出力が自動焦点調節
の制御系に対して作用する具体的構成については何ら明
らかにされていない。
せるために、上記２つの受光素子4a,4bの和出力を用い
るようにした装置も提案されている（特公昭55−13012
号公報）が、この従来装置には、和出力が自動焦点調節
の制御系に対して作用する具体的構成については何ら明
らかにされていない。
本発明は、このような問題点に着眼してなされたもの
で、上記２つの受光部（受光素子4a,4b）の入射光量の
和に追従する基準信号と入射光量の差に対応する信号と
に基づき、自動焦点調節の制御系全体の利得が変動せ
ず、高精度で安定した自動焦点調節動作が行なわれ、か
つ、構成が簡単で安価な、この種の自動焦点調節装置を
提供することを目的とする。
で、上記２つの受光部（受光素子4a,4b）の入射光量の
和に追従する基準信号と入射光量の差に対応する信号と
に基づき、自動焦点調節の制御系全体の利得が変動せ
ず、高精度で安定した自動焦点調節動作が行なわれ、か
つ、構成が簡単で安価な、この種の自動焦点調節装置を
提供することを目的とする。
この自動焦点調節装置は、第１図に示すように、被写体
10に向けて光ビームを投射する光投射手段11と、被写体
10からの反射ビームを２つの受光部12a,12bによって受
光する受光手段12と、この受光部12a,12bへの入射光量
の和に追従する基準信号を発生する基準信号発生手段13
と、上記２つの受光部12a,12bへの入射光量の差に対応
する信号と上記基準信号とに基づいて自動焦点調節信号
を得る調整手段14とを具備し、上記基準信号発生手段13
は、時間的に推移し得る上記入射光量の和の値を所定の
サンプリング周期でサンプリングホールドして得られる
該サンプリング周期毎の直流信号レベル乃至これとは極
性を反転した関係にある直流信号レベル及び、この直流
信号レベルを直接的に分圧して生成される直流信号レベ
ルとの、複数の直流信号レベルを上記基準信号として生
成するようにされて、上記調節手段14は、上記基準信号
発生手段13による複数の基準信号毎に各対応して設けら
れた複数の比較手段を含んで構成され、これら各比較手
段は夫々自己に対応する上記基準信号のレベル値と上記
入射光量の差に対応する信号レベル値とを比較して当該
比較結果に応じた各該当する所定極性及び所定レベルの
直流駆動信号を生成し、この直流駆動信号に基づいて撮
影レンズを駆動するようになされたものであることを特
徴とする。
10に向けて光ビームを投射する光投射手段11と、被写体
10からの反射ビームを２つの受光部12a,12bによって受
光する受光手段12と、この受光部12a,12bへの入射光量
の和に追従する基準信号を発生する基準信号発生手段13
と、上記２つの受光部12a,12bへの入射光量の差に対応
する信号と上記基準信号とに基づいて自動焦点調節信号
を得る調整手段14とを具備し、上記基準信号発生手段13
は、時間的に推移し得る上記入射光量の和の値を所定の
サンプリング周期でサンプリングホールドして得られる
該サンプリング周期毎の直流信号レベル乃至これとは極
性を反転した関係にある直流信号レベル及び、この直流
信号レベルを直接的に分圧して生成される直流信号レベ
ルとの、複数の直流信号レベルを上記基準信号として生
成するようにされて、上記調節手段14は、上記基準信号
発生手段13による複数の基準信号毎に各対応して設けら
れた複数の比較手段を含んで構成され、これら各比較手
段は夫々自己に対応する上記基準信号のレベル値と上記
入射光量の差に対応する信号レベル値とを比較して当該
比較結果に応じた各該当する所定極性及び所定レベルの
直流駆動信号を生成し、この直流駆動信号に基づいて撮
影レンズを駆動するようになされたものであることを特
徴とする。
この自動焦点調節装置では、光投射手段11の投射した光
ビームが被写体10で反射して受光手段12の２つの受光部
12a,12bに入射してこの２つの受光部12a,12bの出力が基
準信号発生手段13および調節手段14に導かれると、基準
信号発生手段13が上記両受光部出力の和に追従した基準
信号を発生し、調節手段14はこの基準信号と上記両受光
部出力の差に対応した信号とから自動焦点調節信号を発
生する。この自動焦点調節信号は撮影レンズを合焦位置
へ移動させるレンズ駆動用モータの給電のためなどに用
いられる。
ビームが被写体10で反射して受光手段12の２つの受光部
12a,12bに入射してこの２つの受光部12a,12bの出力が基
準信号発生手段13および調節手段14に導かれると、基準
信号発生手段13が上記両受光部出力の和に追従した基準
信号を発生し、調節手段14はこの基準信号と上記両受光
部出力の差に対応した信号とから自動焦点調節信号を発
生する。この自動焦点調節信号は撮影レンズを合焦位置
へ移動させるレンズ駆動用モータの給電のためなどに用
いられる。
以下、本発明をさらに実施例に基づき説明する。
第３図は本発明の一実施例を示す自動焦点調節装置の電
気回路である。前記光投射手段11である赤外発光ダイオ
ード23は、発振器21からの一定周波数の発振パルス出力
を増幅させる電流増幅器22の出力端と接地間に接続され
て消費電力の節約のために赤外光の発光が点滅され変調
されるようになっている。
気回路である。前記光投射手段11である赤外発光ダイオ
ード23は、発振器21からの一定周波数の発振パルス出力
を増幅させる電流増幅器22の出力端と接地間に接続され
て消費電力の節約のために赤外光の発光が点滅され変調
されるようになっている。
前記受光手段12の、同一平面上で２分割された２つの受
光部12a,12bである２つの受光素子25aと25bは、上記発
光ダイオード23から発せられ被写体で反射した変調赤外
光を受光するとき、それぞれの入射光量に応じた光電変
換出力が前段増幅器26と27に入力されて電圧増幅され
る。前段増幅器26と27の出力は差出力検出器29に導かれ
ることにより、同検出器29から両前段増幅器26と27の出
力差に応じた信号がバンドパスフィルタ（以下、BPFと
する）30に導かれる。BPF30は差出力検出器29から検出
された差出力信号のうち変調波成分のみを分離して取り
出しこれを通過させてサンプリングホールド回路（以
下、S/H回路とする）31に導く。S/H回路31はBPS30の出
力を上記発振器21の発振周波数信号を基に発せられるサ
ンプリングパルス発生器24からのサンプリングパルスで
サンプリングして同サンプリングレベルをホールドす
る。
光部12a,12bである２つの受光素子25aと25bは、上記発
光ダイオード23から発せられ被写体で反射した変調赤外
光を受光するとき、それぞれの入射光量に応じた光電変
換出力が前段増幅器26と27に入力されて電圧増幅され
る。前段増幅器26と27の出力は差出力検出器29に導かれ
ることにより、同検出器29から両前段増幅器26と27の出
力差に応じた信号がバンドパスフィルタ（以下、BPFと
する）30に導かれる。BPF30は差出力検出器29から検出
された差出力信号のうち変調波成分のみを分離して取り
出しこれを通過させてサンプリングホールド回路（以
下、S/H回路とする）31に導く。S/H回路31はBPS30の出
力を上記発振器21の発振周波数信号を基に発せられるサ
ンプリングパルス発生器24からのサンプリングパルスで
サンプリングして同サンプリングレベルをホールドす
る。
また、前段増幅器26と27の出力は和出力検出器33に導か
れ、同検出器33から両前段増幅器26と27の出力差に応じ
た信号がBPF34に導かれる。このBPF34も同じく、和出力
検出器33から検出された和出力信号のうち変調波成分の
みを分離して取り出しこれを通過させてS/H回路35に導
き、S/H回路35はBPF34の出力を上記サンプリングパルス
発生器24からのサンプリングパルスでサンプリングし同
サンプリングレベルをホールドする。この実施例では、
発光ダイオード23を点滅させている変調周波数は5KHzで
あり、このため、上記BPF30,34の中心周波数は上記周波
数5KHzと同一にしている。
れ、同検出器33から両前段増幅器26と27の出力差に応じ
た信号がBPF34に導かれる。このBPF34も同じく、和出力
検出器33から検出された和出力信号のうち変調波成分の
みを分離して取り出しこれを通過させてS/H回路35に導
き、S/H回路35はBPF34の出力を上記サンプリングパルス
発生器24からのサンプリングパルスでサンプリングし同
サンプリングレベルをホールドする。この実施例では、
発光ダイオード23を点滅させている変調周波数は5KHzで
あり、このため、上記BPF30,34の中心周波数は上記周波
数5KHzと同一にしている。
上記BPF30,34の出力a,bおよび上記サンプリングパルス
発生器24の出力であるサンプリングパルスｃは第４図に
示すタイミングで発せられるようになっていて、BPF30
の出力ａは合焦時には変調成分を含まないフラットな波
形a0となり、非合焦時には変調成分からなる波形a1又は
この波形a1を位相反転した波形a2となる。そしてこの波
形a1,a2の振幅の大きさは非合焦の度合いに比例した大
きさの正弦波形となる。また、BPF34の出力ｂは被写体
からの赤外反射光量の大きさに比例して波形b1,b2のよ
うに正弦波形の振幅の大きさが変化する。上記出力ａの
波形a1〜a3においてサンプリングパルスｃが発せられる
時点d0〜d2および上記出力ｂの波形b1,b2においてサン
プリングパルスｃが発せられる時点e1,e2がサンプリン
グ点である。よって、撮影レンズの焦点調節状態に応じ
た上記サンプリング点d0〜d2のいずれかのレベルがS/H
回路31によりホールドされて0,＋，−のいずれか直流電
圧に変換され、また赤外反射光量の大きさに応じた上記
サンプリング点e1,e2のいずれかのレベルがS/H回路35よ
りホールドされて光量が増大するほど高く、光量が減少
するほど低い直流電圧に変換される。即ち、上記S/H回
路31の出力電圧Vaと焦点調節状態とは第５図に示す関係
になっているので、撮影レンズが合焦位置P0にあるとき
S/H回路31の出力電圧Vaは0Vとなり、それより近距離側
Ｎおよび遠距離側∞にずれるに従って、電圧Vaは直線l1
やl2のように変化する。実線で示す直線l1は検出される
変調成分が大きい場合であり、点線で示す直線l2は検出
される変調成分が小さい場合である。このように、被写
体の条件などにより反射赤外光の検出感度が変化するよ
うなことがあると、仮にS/H回路31の出力をそのまゝ自
動焦点調節動作を行なわせるためにモータ54に供給させ
てサーボ系を構成してもサーボ利得が変化してしまい、
安定したサーボ制御が不可能となる。従って、これを防
ぐために、S/H回路31の出力電圧Vaが４個の電圧比較器4
1,42,43および44のそれぞれの一方の入力端に導かれ、
また、上記S/H回路35の出力電圧Vbが上記４個の電圧比
較器41〜44のそれぞれの他方の入力端に異なるレベルの
基準電圧（スレッショルド電圧）として供給されるよう
になっている。S/H回路35の出力電圧Vbと被写体からの
赤外反射光量との関係は例えば、第６図に示すようにな
っているので、電圧Vbは反射光量がない場合は0Vとなる
が、反射光量に比例し反射光量が増大する程実線の直線
l3で示すように高くなる。S/H回路35の出力端に反転直
流増幅器45が接続されているため、この反転直流増幅器
45の出力電圧は上記電圧Vbを極性反転した電圧であり、
反射光量が増大する程点線の直線l4で示すように低下し
ていくことになる。
発生器24の出力であるサンプリングパルスｃは第４図に
示すタイミングで発せられるようになっていて、BPF30
の出力ａは合焦時には変調成分を含まないフラットな波
形a0となり、非合焦時には変調成分からなる波形a1又は
この波形a1を位相反転した波形a2となる。そしてこの波
形a1,a2の振幅の大きさは非合焦の度合いに比例した大
きさの正弦波形となる。また、BPF34の出力ｂは被写体
からの赤外反射光量の大きさに比例して波形b1,b2のよ
うに正弦波形の振幅の大きさが変化する。上記出力ａの
波形a1〜a3においてサンプリングパルスｃが発せられる
時点d0〜d2および上記出力ｂの波形b1,b2においてサン
プリングパルスｃが発せられる時点e1,e2がサンプリン
グ点である。よって、撮影レンズの焦点調節状態に応じ
た上記サンプリング点d0〜d2のいずれかのレベルがS/H
回路31によりホールドされて0,＋，−のいずれか直流電
圧に変換され、また赤外反射光量の大きさに応じた上記
サンプリング点e1,e2のいずれかのレベルがS/H回路35よ
りホールドされて光量が増大するほど高く、光量が減少
するほど低い直流電圧に変換される。即ち、上記S/H回
路31の出力電圧Vaと焦点調節状態とは第５図に示す関係
になっているので、撮影レンズが合焦位置P0にあるとき
S/H回路31の出力電圧Vaは0Vとなり、それより近距離側
Ｎおよび遠距離側∞にずれるに従って、電圧Vaは直線l1
やl2のように変化する。実線で示す直線l1は検出される
変調成分が大きい場合であり、点線で示す直線l2は検出
される変調成分が小さい場合である。このように、被写
体の条件などにより反射赤外光の検出感度が変化するよ
うなことがあると、仮にS/H回路31の出力をそのまゝ自
動焦点調節動作を行なわせるためにモータ54に供給させ
てサーボ系を構成してもサーボ利得が変化してしまい、
安定したサーボ制御が不可能となる。従って、これを防
ぐために、S/H回路31の出力電圧Vaが４個の電圧比較器4
1,42,43および44のそれぞれの一方の入力端に導かれ、
また、上記S/H回路35の出力電圧Vbが上記４個の電圧比
較器41〜44のそれぞれの他方の入力端に異なるレベルの
基準電圧（スレッショルド電圧）として供給されるよう
になっている。S/H回路35の出力電圧Vbと被写体からの
赤外反射光量との関係は例えば、第６図に示すようにな
っているので、電圧Vbは反射光量がない場合は0Vとなる
が、反射光量に比例し反射光量が増大する程実線の直線
l3で示すように高くなる。S/H回路35の出力端に反転直
流増幅器45が接続されているため、この反転直流増幅器
45の出力電圧は上記電圧Vbを極性反転した電圧であり、
反射光量が増大する程点線の直線l4で示すように低下し
ていくことになる。
そして、上記S/H回路35の出力電圧Vbは電圧比較器41に
は最も高い基準電圧V1として直接導かれ、電圧比較器42
にはS/H回路35の出力を抵抗37と38の比で分圧した基準
電圧V2として導かれ、また、電圧比較器43にはS/H回路3
5の出力を反転直流増幅器45で極性反転したのち抵抗39
と40の比で分圧した基準電圧−V2として導かれ、さらに
電圧比較器44にはS/H回路35の出力を反転直流増幅器45
で極性反転したそのままの最も低い基準電圧−V1として
導かれるようになっている。電圧比較器41,42の出力端
にはそれぞれダイオード47,48のアノードが接続され、
電圧比較器43,44の出力端にはそれぞれダイオード49,50
のカソードが接続され、ダイオード48のカソードとダイ
オード49のアノードとは共通に抵抗51の一端に接続され
ていると共に、この抵抗51の他端にはダイオード47のカ
ソードとダイオード50のアノードとが接続され、同接続
点は、抵抗52を介して接地されていると共に、モータ駆
動増幅器53の入力端に接続されている。モータ駆動増幅
器53の出力端と接地間に撮影レンズを駆動するための可
逆直流モータ54が接続されている。
は最も高い基準電圧V1として直接導かれ、電圧比較器42
にはS/H回路35の出力を抵抗37と38の比で分圧した基準
電圧V2として導かれ、また、電圧比較器43にはS/H回路3
5の出力を反転直流増幅器45で極性反転したのち抵抗39
と40の比で分圧した基準電圧−V2として導かれ、さらに
電圧比較器44にはS/H回路35の出力を反転直流増幅器45
で極性反転したそのままの最も低い基準電圧−V1として
導かれるようになっている。電圧比較器41,42の出力端
にはそれぞれダイオード47,48のアノードが接続され、
電圧比較器43,44の出力端にはそれぞれダイオード49,50
のカソードが接続され、ダイオード48のカソードとダイ
オード49のアノードとは共通に抵抗51の一端に接続され
ていると共に、この抵抗51の他端にはダイオード47のカ
ソードとダイオード50のアノードとが接続され、同接続
点は、抵抗52を介して接地されていると共に、モータ駆
動増幅器53の入力端に接続されている。モータ駆動増幅
器53の出力端と接地間に撮影レンズを駆動するための可
逆直流モータ54が接続されている。
ここで、受光素子25a,25bへ入射する反射光量に応じてS
/H回路35の出力電圧Vbが変化することにより、電圧比較
器41〜44の基準電圧V1,V2,−V2,−V1が変化することを
説明すると、これらの基準電圧は反射光量が全くない場
合には全てが0Vとなるが、反射光量の大きさに比例して
第７図に示すようにその絶対値が変化する。第７図のＩ
で示す状態は反射光量が多い場合で、IIで示す状態は反
射光量が少ない場合であって、電圧比較器41〜44に設定
される基準電圧V1,V2,−V2,−V1が反射光量に応じて変
化するようになる。S/H回路31の出力電圧Vaが基準電圧V
1を超えると（V1＜Va）、電圧比較器41の出力電圧が−
Ｅから＋Ｅに切り換わり、上記出力電圧Vaが基準電圧V2
を超えると電圧比較器42の出力電圧は同じく−Ｅから＋
Ｅに切換わる。また、上記出力電圧Vaが基準電圧−V2よ
り負の方向へ大きくなると、電圧比較器43の出力電圧が
＋Ｅから−Ｅに切り換わり、上記出力電圧Vaが基準電圧
−V1より負の方向へ大きくなると、電圧比較器44の出力
電圧が＋Ｅから−Ｅに切り換わる。つまり、上記S/H回
路31の出力電圧Vaが第７図に示すように、Va＜V1の範囲
D1或いは−V1＜Vaの範囲D1′にあるとき、電圧比較器41
の正の出力電圧＋Ｅがダイオード47を通じ、或いは電圧
比較器44の負の出力電圧−Ｅがダイオード50を通じてそ
のままモータ駆動増幅器53に供給されるので、このとき
モータ駆動増幅器53は比較的高速でモータ54を合焦位置
へ向けて回転駆動する。また、V2＜Va＜V1の範囲D2或い
は−V1＜Va＜−V2の範囲D2′にあるとき、電圧比較器42
の正の出力電圧＋Ｅがダイオード48を通じ、或いは電圧
比較器43の負の出力電圧−Ｅがダイオード49を通じて抵
抗51と抵抗52との比に分圧されてモータ駆動増幅器53に
供給されるので、この場合は、モータ駆動増幅器53は比
較的低速でモータ54を合焦位置へ向けて回転駆動する。
さらに、−V2＜Va＜V2の範囲D0にあるときは、電圧比較
器41,42の出力電圧が−Ｅになり、電圧比較器43,44の出
力電圧が＋Ｅになるので、このとき、これらの出力電圧
はダイオード47〜50により阻止され、モータ駆動増幅器
53の入力は抵抗52により0Vの接地レベルとなりモータ54
は駆動力を解除される。
/H回路35の出力電圧Vbが変化することにより、電圧比較
器41〜44の基準電圧V1,V2,−V2,−V1が変化することを
説明すると、これらの基準電圧は反射光量が全くない場
合には全てが0Vとなるが、反射光量の大きさに比例して
第７図に示すようにその絶対値が変化する。第７図のＩ
で示す状態は反射光量が多い場合で、IIで示す状態は反
射光量が少ない場合であって、電圧比較器41〜44に設定
される基準電圧V1,V2,−V2,−V1が反射光量に応じて変
化するようになる。S/H回路31の出力電圧Vaが基準電圧V
1を超えると（V1＜Va）、電圧比較器41の出力電圧が−
Ｅから＋Ｅに切り換わり、上記出力電圧Vaが基準電圧V2
を超えると電圧比較器42の出力電圧は同じく−Ｅから＋
Ｅに切換わる。また、上記出力電圧Vaが基準電圧−V2よ
り負の方向へ大きくなると、電圧比較器43の出力電圧が
＋Ｅから−Ｅに切り換わり、上記出力電圧Vaが基準電圧
−V1より負の方向へ大きくなると、電圧比較器44の出力
電圧が＋Ｅから−Ｅに切り換わる。つまり、上記S/H回
路31の出力電圧Vaが第７図に示すように、Va＜V1の範囲
D1或いは−V1＜Vaの範囲D1′にあるとき、電圧比較器41
の正の出力電圧＋Ｅがダイオード47を通じ、或いは電圧
比較器44の負の出力電圧−Ｅがダイオード50を通じてそ
のままモータ駆動増幅器53に供給されるので、このとき
モータ駆動増幅器53は比較的高速でモータ54を合焦位置
へ向けて回転駆動する。また、V2＜Va＜V1の範囲D2或い
は−V1＜Va＜−V2の範囲D2′にあるとき、電圧比較器42
の正の出力電圧＋Ｅがダイオード48を通じ、或いは電圧
比較器43の負の出力電圧−Ｅがダイオード49を通じて抵
抗51と抵抗52との比に分圧されてモータ駆動増幅器53に
供給されるので、この場合は、モータ駆動増幅器53は比
較的低速でモータ54を合焦位置へ向けて回転駆動する。
さらに、−V2＜Va＜V2の範囲D0にあるときは、電圧比較
器41,42の出力電圧が−Ｅになり、電圧比較器43,44の出
力電圧が＋Ｅになるので、このとき、これらの出力電圧
はダイオード47〜50により阻止され、モータ駆動増幅器
53の入力は抵抗52により0Vの接地レベルとなりモータ54
は駆動力を解除される。
上記モータ54は第２図に示した原理図によって説明した
ように、２つの受光素子25a,25bに機械的に連動してい
ると共に撮影レンズの距離環とも連動していて、合焦状
態で２つの受光素子25a,25bに反射される赤外光が均一
に照射されるように制御される。そして、上記第７図に
示したように、電圧比較器41〜44に設定される基準電圧
V1,V2,−V2,−V1が反射光量によって変化することによ
りサーボ利得が反射光量に関係なく一定となる。即ち、
上記のように、S/H回路31の出力電圧Vaが−V2＜Va＜V2
の範囲D0に入ると、この範囲D0は事実上合焦状態と判定
される不感帯域であるのでモータ54が停止され合焦状態
が維持される。この合焦判定用基準電圧V2,−V2は上記
受光素子25aと25bとの和出力に基づくS/H回路35の出力
電圧Vbに比例して変化するため、反射光量が大きい場合
は上記範囲D0も拡大され（第７図に状態Ｉで示す場
合）、反射光量が小さい場合は上記範囲D0も縮小され
（第７図に状態IIで示す場合）、サーボ利得は変動しな
いことになる。また、基準電圧V1,−V1は応答速度を速
めるためのものであるので、合焦状態より大きく撮影レ
ンズ位置が外れる上記範囲D1,D1′においてはモータ54
が高速回転し、そして、合焦近傍の範囲D2,D2′に至る
とモータ54の回転速度が低速に切り換わる。基準電圧
V1,−V1も反射光量の大小によって変化し、上記範囲D1,
D1′およびD2,D2′が変動する。この結果、ハンチング
やオーバラン等の問題が解決される。
ように、２つの受光素子25a,25bに機械的に連動してい
ると共に撮影レンズの距離環とも連動していて、合焦状
態で２つの受光素子25a,25bに反射される赤外光が均一
に照射されるように制御される。そして、上記第７図に
示したように、電圧比較器41〜44に設定される基準電圧
V1,V2,−V2,−V1が反射光量によって変化することによ
りサーボ利得が反射光量に関係なく一定となる。即ち、
上記のように、S/H回路31の出力電圧Vaが−V2＜Va＜V2
の範囲D0に入ると、この範囲D0は事実上合焦状態と判定
される不感帯域であるのでモータ54が停止され合焦状態
が維持される。この合焦判定用基準電圧V2,−V2は上記
受光素子25aと25bとの和出力に基づくS/H回路35の出力
電圧Vbに比例して変化するため、反射光量が大きい場合
は上記範囲D0も拡大され（第７図に状態Ｉで示す場
合）、反射光量が小さい場合は上記範囲D0も縮小され
（第７図に状態IIで示す場合）、サーボ利得は変動しな
いことになる。また、基準電圧V1,−V1は応答速度を速
めるためのものであるので、合焦状態より大きく撮影レ
ンズ位置が外れる上記範囲D1,D1′においてはモータ54
が高速回転し、そして、合焦近傍の範囲D2,D2′に至る
とモータ54の回転速度が低速に切り換わる。基準電圧
V1,−V1も反射光量の大小によって変化し、上記範囲D1,
D1′およびD2,D2′が変動する。この結果、ハンチング
やオーバラン等の問題が解決される。
なお、被写体が無限遠にあるために反射光量が極めて微
小になってしまう場合には、上記和出力に基づくS/H回
路35の出力電圧Vbが極端に小さく上記基準電圧V1,V2,−
V2,−V1の絶対値も非常に小さく設定されるので、この
場合にはこれら基準電圧V1,V2,−V2,−V1と上記S/H回路
31の出力電圧Vaとの比較による自動焦点調節制御に代っ
て、上記S/H回路35の出力電圧Vbが、別の電圧比較器55
に導かれて基準電圧V0と比較されるようになっているの
で、Vb＜V0になったとき、電圧比較器55の出力がモータ
駆動増幅器53に送られるようになっていて、モータ駆動
増幅器53は、このとき、上記基準電圧V1,V2,−V2,−V1
と上記S/H回路31の出力電圧Vaとの比較による自動焦点
調節用出力に依らず、上記電圧比較器55の出力によっ
て、撮影レンズが無限遠位置に合焦するようモータ54を
駆動する。
小になってしまう場合には、上記和出力に基づくS/H回
路35の出力電圧Vbが極端に小さく上記基準電圧V1,V2,−
V2,−V1の絶対値も非常に小さく設定されるので、この
場合にはこれら基準電圧V1,V2,−V2,−V1と上記S/H回路
31の出力電圧Vaとの比較による自動焦点調節制御に代っ
て、上記S/H回路35の出力電圧Vbが、別の電圧比較器55
に導かれて基準電圧V0と比較されるようになっているの
で、Vb＜V0になったとき、電圧比較器55の出力がモータ
駆動増幅器53に送られるようになっていて、モータ駆動
増幅器53は、このとき、上記基準電圧V1,V2,−V2,−V1
と上記S/H回路31の出力電圧Vaとの比較による自動焦点
調節用出力に依らず、上記電圧比較器55の出力によっ
て、撮影レンズが無限遠位置に合焦するようモータ54を
駆動する。
上記モータ駆動増幅器53は、例えば、第８図に示すよう
に構成するようにしてもよい。第３図においては、モー
タ54の片方の端子は接地されているが、第８図に示すモ
ータ駆動増幅器53Aにおいては、モータ54の速度を限ら
れた電源電圧条件で最大限に高速回転させるために両端
子はいずれも接地されていない。即ち、このモータ駆動
増幅器53Aの入力端は一方でオペアンプ61の非反転入力
端に接続され、同オペアンプ61の出力端はNPNトランジ
スタ62とPNPトランジスタ63のベースに接続されたトラ
ンジスタ62,63のエミッタがモータ54の一端に接続され
ている。このモータ54の一端は上記オペアンプ61の反転
入力端に接続され、トランジスタ62,63のコレクタには
それぞれ電圧＋E,−Ｅが印加される。このオペアンプ61
とトランジスタ62,63とで出力インピーダンスの極めて
低い第１の電流増幅器が構成されている。また、モータ
54の他端には上記と同様にオペアンプ66とトランジスタ
64,65とから構成されてなる出力インピーダンスの極め
て低い第２の電流増幅器の出力端が接続されている。オ
ペアンプ66の非反転入力端はオペアンプ67の出力端およ
び抵抗68の一端に接続され、抵抗68の他端にはオペアン
プ67の反転入力端および抵抗69を介してこのモータ駆動
増幅器53Aの入力端に接続され、オペアンプ67の非反転
入力端は接地されている。即ち、このオペアンプ67と抵
抗68,69とで反転増幅器が構成されていて、モータ駆動
増幅器53Aの入力端は他方でこの反転増幅器を介して上
記第２の電流増幅器のオペアンプ66の反転入力端に接続
されている。
に構成するようにしてもよい。第３図においては、モー
タ54の片方の端子は接地されているが、第８図に示すモ
ータ駆動増幅器53Aにおいては、モータ54の速度を限ら
れた電源電圧条件で最大限に高速回転させるために両端
子はいずれも接地されていない。即ち、このモータ駆動
増幅器53Aの入力端は一方でオペアンプ61の非反転入力
端に接続され、同オペアンプ61の出力端はNPNトランジ
スタ62とPNPトランジスタ63のベースに接続されたトラ
ンジスタ62,63のエミッタがモータ54の一端に接続され
ている。このモータ54の一端は上記オペアンプ61の反転
入力端に接続され、トランジスタ62,63のコレクタには
それぞれ電圧＋E,−Ｅが印加される。このオペアンプ61
とトランジスタ62,63とで出力インピーダンスの極めて
低い第１の電流増幅器が構成されている。また、モータ
54の他端には上記と同様にオペアンプ66とトランジスタ
64,65とから構成されてなる出力インピーダンスの極め
て低い第２の電流増幅器の出力端が接続されている。オ
ペアンプ66の非反転入力端はオペアンプ67の出力端およ
び抵抗68の一端に接続され、抵抗68の他端にはオペアン
プ67の反転入力端および抵抗69を介してこのモータ駆動
増幅器53Aの入力端に接続され、オペアンプ67の非反転
入力端は接地されている。即ち、このオペアンプ67と抵
抗68,69とで反転増幅器が構成されていて、モータ駆動
増幅器53Aの入力端は他方でこの反転増幅器を介して上
記第２の電流増幅器のオペアンプ66の反転入力端に接続
されている。
上記モータ駆動増幅器53Aの入力端に印加される電圧が
＋Ｅ或いは−Ｅである場合には、モータ54の一端にはト
ランジスタ62のオンによって＋E,或いはトランジスタ63
のオンによって−Ｅ、他端にはトランジスタ65のオンに
よって−Ｅ、或いはトランジスタ64のオンによって＋Ｅ
が印加され、結果として2Eの電圧がモータ54の両端間に
印加され、モータ54が高速回転を行なうことになる。こ
の状態は、第３図において、電圧比較器41から＋Ｅ、或
いは電圧比較器44から−Ｅの出力電圧が供給された場合
に相当する。電圧比較器42から＋Ｅ、或いは電圧比較器
43から−Ｅの出力電圧が供給された場合には、抵抗51と
52によって分圧された入力がこのモータ駆動増幅器53A
に導かれて低速回転を行なう。また、合焦状態と判定し
うる不感帯域に入り、モータ駆動増幅器53Aの入力端に0
Vが入力された場合には、モータ54の両端子にはそれぞ
れ電流増幅器を介して0Vの同電位が印加され、しかもこ
れらは低インピーダンス源であるため、モータ54の両端
間は短絡状態に等しくなって制動がかかり、よってこの
ときモータ54は安定して合焦状態の位置に停止すること
になる。
＋Ｅ或いは−Ｅである場合には、モータ54の一端にはト
ランジスタ62のオンによって＋E,或いはトランジスタ63
のオンによって−Ｅ、他端にはトランジスタ65のオンに
よって−Ｅ、或いはトランジスタ64のオンによって＋Ｅ
が印加され、結果として2Eの電圧がモータ54の両端間に
印加され、モータ54が高速回転を行なうことになる。こ
の状態は、第３図において、電圧比較器41から＋Ｅ、或
いは電圧比較器44から−Ｅの出力電圧が供給された場合
に相当する。電圧比較器42から＋Ｅ、或いは電圧比較器
43から−Ｅの出力電圧が供給された場合には、抵抗51と
52によって分圧された入力がこのモータ駆動増幅器53A
に導かれて低速回転を行なう。また、合焦状態と判定し
うる不感帯域に入り、モータ駆動増幅器53Aの入力端に0
Vが入力された場合には、モータ54の両端子にはそれぞ
れ電流増幅器を介して0Vの同電位が印加され、しかもこ
れらは低インピーダンス源であるため、モータ54の両端
間は短絡状態に等しくなって制動がかかり、よってこの
ときモータ54は安定して合焦状態の位置に停止すること
になる。
以上述べたように本発明によれば、２つの受光部の出力
差信号のレベルが合焦状態にあるか非合焦状態にあるか
を判定する基準信号を２つの受光部の出力和から作り出
すことによって投射光の被写体からの反射光量の大小に
関係なくして自動焦点調節の制御系の利得が変動せず高
精度で安定した自動焦点調節動作が行なわれ、かつ、構
成が簡単で安価な、この種の自動焦点調節装置を実現で
きる等の優れた効果を有する。
差信号のレベルが合焦状態にあるか非合焦状態にあるか
を判定する基準信号を２つの受光部の出力和から作り出
すことによって投射光の被写体からの反射光量の大小に
関係なくして自動焦点調節の制御系の利得が変動せず高
精度で安定した自動焦点調節動作が行なわれ、かつ、構
成が簡単で安価な、この種の自動焦点調節装置を実現で
きる等の優れた効果を有する。
第１図は、本発明の自動焦点調節装置の基本的回路構成
を示すブロック図、 第２図は、本発明の自動焦点調節装置が採用される光学
系の一例を示す原理構成図、 第３図は、本発明の一実施例を示す自動焦点調節装置の
電気回路図、 第４図は、上記第３図中のBPF30,34およびサンプリング
パルス発生器24の出力波形のタイムチャート、 第５図は、上記第３図中のS/H回路31のレンズ位置に対
する出力の変化を示す線図、 第６図は、上記第３図中のS/H回路35の反射光量に対す
る出力の変化を示す線図、 第７図は、S/H回路35の出力変化に応じて変化する基準
電圧を示す線図、 第８図は、モータ駆動増幅器の具体的な回路構成の例を
示す電気回路図である。 １……発光素子（光投射手段） 3,10……被写体 4a,4b,25a,25b……２分割の受光素子（２つの受光部） ５……撮影レンズ 11……光投射手段 12……受光手段 12a,12b……２つの受光部 13……基準信号発生手段 14……調節回路 35……S/H回路（基準信号発生手段） 37〜40……抵抗（基準信号発生手段） 45……反転直流増幅器（基準信号発生手段） 41〜44……電圧比較器（調節回路） 47〜50……ダイオード（調節回路） 51,52……抵抗（調節回路） 53,53A……モータ駆動増幅器（調節回路） 54……レンズ駆動用モータ（調節回路）
を示すブロック図、 第２図は、本発明の自動焦点調節装置が採用される光学
系の一例を示す原理構成図、 第３図は、本発明の一実施例を示す自動焦点調節装置の
電気回路図、 第４図は、上記第３図中のBPF30,34およびサンプリング
パルス発生器24の出力波形のタイムチャート、 第５図は、上記第３図中のS/H回路31のレンズ位置に対
する出力の変化を示す線図、 第６図は、上記第３図中のS/H回路35の反射光量に対す
る出力の変化を示す線図、 第７図は、S/H回路35の出力変化に応じて変化する基準
電圧を示す線図、 第８図は、モータ駆動増幅器の具体的な回路構成の例を
示す電気回路図である。 １……発光素子（光投射手段） 3,10……被写体 4a,4b,25a,25b……２分割の受光素子（２つの受光部） ５……撮影レンズ 11……光投射手段 12……受光手段 12a,12b……２つの受光部 13……基準信号発生手段 14……調節回路 35……S/H回路（基準信号発生手段） 37〜40……抵抗（基準信号発生手段） 45……反転直流増幅器（基準信号発生手段） 41〜44……電圧比較器（調節回路） 47〜50……ダイオード（調節回路） 51,52……抵抗（調節回路） 53,53A……モータ駆動増幅器（調節回路） 54……レンズ駆動用モータ（調節回路）
Claims (1)
- 【請求項１】光ビームを投射する光投射手段と、上記光
ビームの被写体による反射ビームを受光するための２つ
の受光部を有してなる受光手段と、上記２つの受光部へ
の入射光量の和に追従する基準信号を発生する基準信号
発生手段と、上記２つの受光部への入射光量の差に対応
する信号と上記基準信号とに基づいて自動焦点調節信号
を得る調節手段とを具備してなる自動焦点調節装置にお
いて、 上記基準信号発生手段は、時間的に推移し得る上記入射
光量の和の値を所定のサンプリング周期でサンプリング
ホールドして得られる該サンプリング周期毎の直流信号
レベル乃至これとは極性を反転した関係にある直流信号
レベル及び、この直流信号レベルを直接的に分圧して生
成される直流信号レベルとの、複数の直流信号レベルを
上記基準信号として生成するようになされ、 上記調節手段は、上記基準信号発生手段による複数の基
準信号毎に各対応して設けられた複数の比較手段を含ん
で構成され、これら各比較手段は夫々自己に対応する上
記基準信号のレベル値と上記入射光量の差に対応する信
号レベル値とを比較して当該比較結果に応じた各該当す
る所定極性及び所定レベルの直流駆動信号を生成し、こ
の直流駆動信号に基づいて撮影レンズを駆動するように
なされたものであることを特徴とする自動焦点調節装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60094416A JPH0697300B2 (ja) | 1985-04-30 | 1985-04-30 | 自動焦点調節装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60094416A JPH0697300B2 (ja) | 1985-04-30 | 1985-04-30 | 自動焦点調節装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61251811A JPS61251811A (ja) | 1986-11-08 |
| JPH0697300B2 true JPH0697300B2 (ja) | 1994-11-30 |
Family
ID=14109632
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60094416A Expired - Lifetime JPH0697300B2 (ja) | 1985-04-30 | 1985-04-30 | 自動焦点調節装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0697300B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5779922A (en) * | 1980-11-07 | 1982-05-19 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | Automatic focusing camera |
| JPS59228213A (ja) * | 1983-06-09 | 1984-12-21 | Canon Inc | 自動焦点検出装置 |
-
1985
- 1985-04-30 JP JP60094416A patent/JPH0697300B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61251811A (ja) | 1986-11-08 |
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