JPH0714970Y2

JPH0714970Y2 - 自動焦点調整装置

Info

Publication number: JPH0714970Y2
Application number: JP1988169429U
Authority: JP
Inventors: 伸治長岡; 幸治佐藤; 道雄川合
Original assignee: 株式会社精工舎
Priority date: 1988-12-29
Filing date: 1988-12-29
Publication date: 1995-04-10
Anticipated expiration: 2003-12-29
Also published as: JPH0290810U; US5128529A

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］本考案は自動焦点調整装置に係わり、特に被検体へ投射
する光を発光する発光素子を備えた自動焦点調整装置に
関する。

［従来技術と考案が解決しようとする課題］被検体までの距離を測定し、合焦点位置を自動調整する
には特開昭61-221717「カメラの自動焦点調整装置」に
開示されているように発光素子が被検体へ投射した光が
被検体で反射し像位置信号を出力する像位置検出素子に
入射する方法がある。像位置検出素子はPSD（Position
Sensitive Device）と称する半導体素子で、被検体に対
して設けた受光面の左、右に第１、第２接合部を有し、
被検体から像位置被検体素子の受光面に入射する光信号
が第１、第２接合部の中央から左または右へ偏移した量
に応じた像位置信号（光電流）を生成するものである。
像位置信号は像幅、検波、積分等を行ない距離データ
（電圧）を出力する像位置信号プロセッサへ送出され
る。距離演算回路は距離データからレンズ位置を定める
距離信号を演算する。

一般に有効な距離信号が得られるか否かの判定方法には
第１回と第２回の演算値が一致する、限界レベルを設け
限界レベルより低い場合は有効な距離信号ではないと判
定するか、又は、入射する光信号のレベル（強弱）の絶
対値から距離を推定する等の方法がある。

いずれの方法も入射光による光信号対雑音比とスレッシ
ホールドレベルにより距離信号の有効、無効が決定さ
れ、演算された距離信号が有効でないと判定した時は、
総ベて最遠に被検体があるものとして処理する。

被検体に対する深度の近距離側の限界を近点、遠距離側
の限界を遠点とすれば定められたレンズ繰出量の各ステ
ップは相互に十分なオーバーラップした近点と遠点内に
あり、中央のステップはレンズ繰出量の大きい方のステ
ップの遠点内で十分オーバーラップされているが最遠の
ステップの近点は直近のステップの遠点と十分オーバー
ラップしてないので信号対雑音比を考慮してスレッシホ
ールドレベルを安全側に設定する。スレッシホールドレ
ベルを安全側に設定すると距離信号の確実性は向上する
が最遠の直近ステップでカバーできる範囲の被検体を最
遠のステップと判定し遠距離における焦点調整精度が劣
化することが起こる。

［考案の目的］本考案は上述した難点を解消するためなされたもので像
位置信号から生成される演算データのレベルを第１、第
２レベル判定手段で判定し、最遠信号と最遠信号より直
近の距離信号でレンズ位置を定めることにより遠距離に
おける焦点調整精度を向上した焦点調整装置を提供する
ことを目的とする。

［課題を解決するための手段］以上の目的を達成するために本考案発明による自動焦点
調整装置は、被検体へ投射する光を発光する発光素子
と、前記被検体から反射した光を受光し像位置信号を出
力する像位置検出素子と、像位置信号から生成された演
算データが入力され被検体までの距離を演算し距離信号
を出力する距離演算手段とを備えた自動焦点調整装置で
あって、前記像位置信号による前記演算データのレベル
が前記演算を有効とするレベルにあるか否かを判定する
第１のレベル判定手段と、前記像位置信号による前記演
算データのレベルが前記第１のレベルより低く、かつ前
記像位置信号による前記演算データの有無により最遠信
号を出力する第２のレベル判定手段と、前記第１、第２
レベル判定手段の判定に応じて前記距離信号、前記最遠
信号または前記最遠信号より直近の距離信号でレンズ位
置を定めるレンズ位置設定手段とを備えている。

［実施例］以下、本考案による自動焦点調整装置の好ましい一実施
例を第１図に従って詳述する。

本考案による自動焦点調整装置は発光素子１、像位置検
出素子（PSD）２、光電流プロセッサU₁、第１、第２レ
ベル判定器20、21距離演算回路10で構成する。

発光素子１は発光素子駆動回路24のクロックパルスCLK₂
で発光し被検体11へ光を投射する。尚、パルスCLK₂は論
理回路25から同周期のクロックパルスCLK₅として発光素
子駆動回路24に入力される。

像位置検出素子２は第１、第２接合部を有し、電圧V_Kで
逆バイアスされ、被検体11で反射した光信号から第１、
第２像位置信号（以下、第１、第２光電流という）を生
成する。第１光電流が近距離側、第２光電流が遠距離側
である。

光電流プロセッサU₁は端子P₁、P₂から入力された第１、
第２で光電流CH₁、CH₂を増幅、検波、積分し端子P₃、P₄
から第１、第２演算データVI₁、VI₂（電圧）として出力
する。

光電流プロセッサU₁は第１、第２光電流・電圧変換器
３、13、アンプ４、14、バンドパスフィルタ５、15、検
波器６、16、積分回路７、17で構成する。

像位置検出素子２の第１、第２接合部から出力された第
１、第２光電流CH₁、CH₂は端子P₁、P₂を介して第１、第
２光電流・電圧変換器３、13へ入力される。第１、第２
光電流・電圧変換器３、13は入力された第１、第２光電
流をそれぞれ電圧に変換し、アンプ４、14、バンドパス
フィルタ５、15を経由して検波器６、16へ送出する。

なお、バンドパスフィルタ５、15はクロックパルスCLK₂
による変調光のみを通過させるフィルタである。また、
検波器６、16にはCPU23からのクロックパルスCLK₁を論
理回路25で分周し、発光素子駆動回路24から発光素子１
へ送られるクロックパルスCLK₂と同周期のサンプリング
パルスCLK₃を入力され増幅された第１、第２光電流C
H₁、CH₂を検波し第１、第２検波信号VD₁、VD₂を出力す
る。

積分回路７、17は第１、第２検波信号VD₁、VD₂を平滑化
し、第１、第２演算データVI₁、VI₂を生成する回路であ
り、この積分回路７、17で生成された第１、第２演算デ
ータVI₁、VI₂は端子P₃、P₄から出力される。AGCループ
はAGC9、アンプ４、バンドパスフィルタ５、検波器６、
AGC用レベル判定器８で構成される。AGC9は第１検波信
号VD₁のレベルが判定器８の参照レベルREF₃を越えたと
き出力される判定信号LD₃が入力されたときアンプ４、1
4の利得を保持するよう作動する。また、論理回路25か
ら出力されるクロックパルスCLK₄によりアンプ４、14の
利得を切換える。

測距演算回路10は光信号プロセッサU₁の端子P₃、P₄から
入力された第１演算データVI₁、第２演算データVI₂の差
を和で割算する演算機能を有し、演算値の距離信号V₀p
（電圧）をA/D変換器22を介してデジタル化してCPU23へ
送出する。

第１、第２レベル判定器20、21は参照レベルREF₁、REF₂
をCPU23へ送出する。参照レベルREF₁、REF₂およびREF₃
はREF₃＞REF₁＞REF₂の関係にある。

レンズ位置設定プログラム31は第２図に示すように処理
F₁で発光素子１を発光素子駆動回路24で駆動する。判断
ボックスF₂で第１検波信号VD₁のレベルが参照レベルREF
₃に到達するまでアンプ４、14の利得を上げ、第１検波
信号VD₁が参照レベルREF₃になったときの条件で判定信
号LD₃の有無を判定する。なお、AGCの利得が最大でない
ときは、最大になるまで判断ボックスF₂aで判断し、最
大になったら処理F₃へフローする。判定信号LD₃が出力
されたときは処理F₃でAGC9の利得を一定に保持する。

判断ボックスF₄で演算データVI₁と参照レベルREF₂の関
係がVI₁≧REF₂の条件になったとき出される判定信号LD₂
の有無を判定し、判定信号LD₂がないときは処理F₁₀で最
遠のステップにレンズ位置を設定する。

判断ボックスF₅でVI₁≧REF₁の条件になったとき出力さ
れる判定信号LD₁の有無を判定し、判定信号LD₁がないと
きは処理F₉で最遠に最も近いステップ、すなわち最遠の
ステップよりも１ステップ近距離側のステップにレンズ
位置を設定する。判定信号LD₁があったときは距離信号V
₀pが有効であるから、処理F₆で第１、第２演算データVI
₁、VI₂の差と和を計算し、得られた差を和で除して距離
信号V₀pを生成する。

処理F₇で距離信号V₀pとCPU23に内蔵したデータとを比較
してレンズ位置ステップを決定する。この、ルーチンで
は演算されたステップは正しいと推定されるので処理F₈
で距離信号V₀pにもとずくステップを設定する。処理F₁₁
では距離信号による演算F₈、最遠の直近ステップF₉、最
遠のステップF₁₀のいずれかによりレンズ駆動をする。

レンズ駆動の機構は鏡胴28、マグネット27およびエンコ
ーダ29で構成する。

28は鏡胴で係止爪28aとブラシ28bを備え、ばねにより左
方向へ、又はモータにより左および右方向へ作動され
る。鏡胴28の移動量はエンコーダのリード29bとマーカ2
9aおよびブラシ28bの位置で検出され、予め測定された
合焦点信号と一致する位置で鏡胴28を停止させる信号を
CPU23へ送出する。CPU3の制御によりマグネット駆動回
路26が動作するとマグネット27の爪27aにより係止爪28a
で鏡胴28を停止する。

［考案の作用］以上のように構成された自動焦点調整装置において、図
示してないシャッタ釦を押下すると発光素子駆動回路24
で発光素子１が駆動され被検体11へクロックパルスCLK₂
による変調光（光進号）が投射される。被検体11から反
射した変調光は像位置検出素子（PSD）２に入射され
る。像位置検出素子２は生成された第１、第２光電流CH
₁、CH₂を光電流プロセッサU₁の端子P₁、P₂に送出する。
光電流プロセッサU₁はレンズ位置設定プログラム31の実
行により判定信号LD₃、LD₁、LD₂の有無を判断し、判定
信号LD₃が出力された時点でAGC9の利得を一定にするの
で第３図K₂線図に示す第１演算データVI₁（電圧）が生
成され、最近点のS₈点では距離信号V₀pに対応したK₃線
図のレンズ設定ステップが設定される。K₁線図のS₃点
ではK₃線図のS₃点ステップが設定される。

距離信号V₀pが不安定になり判定信号LD₂が出力されない
ときはK₂線図のS₁点より遠い処に被検体11があると推定
され、K₃線図に示す最遠のにレンズ位置が設定され
る。判定信号LD₁が出力されたときはK₂線図上のS₂点よ
りも近距離に被検体が存在すると推定され、被検体に対
応した撮影レンズステップにレンズ位置が設定される。
さらに、判定信号LD₁が出力され、かつ被検体11がS₂点
付近に存在する場合には、やはり前述のごとく、距離信
号VOPに対応したステップにレンズ位置が設定され
る。判定信号LD₁が出力されず、判定信号LD₂が出力され
た場合には被検体11はS₂点からS₁点の間に存在すると推
定され、のステップに最も近いのステップにレンズ
位置が設定される。

［考案の効果］以上の実施例から明らかなように本考案による自動焦点
調整装置は被検体へ投射する光を発光する発光素子と、
前記被検体から反射した光を受光し像位置信号を出力す
る像位置検出素子と、像位置信号から生成された演算デ
ータが入力され被検体までの距離を演算し距離信号を出
力する距離演算手段とを備えた自動焦点調整装置におい
て、前記像位置信号による前記演算データのレベルが前
記演算を有効とするレベルにあるか否かを判定する第１
のレベル判定手段と、前記像位置信号による前記演算デ
ータのレベルが前記第１のレベルより低く、かつ前記像
位置信号による前記演算データの有無により最遠信号を
出力する第２のレベル判定手段と、前記第１、第２レベ
ル判定手段の判定に応じて前記距離信号、前記最遠信号
または前記最遠信号より直近の距離信号でレンズ位置を
定めるレンズ位置設定手段とを備えているので反射光と
雑音によるS/N比を考慮してスレッシホールドレベルを
安全側に設定しても最遠ステップ近傍における誤測定を
防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による自動焦点調整装置の一実施例を示
すブロック図、第２図はレンズ位置設定プログラムのフ
ローチャート、第３図は第１図、第２図に係わる特性図
である。１……発光素子２……像位置信号検出素子 20……第１レベル判定器 21……第２レベル判定器 31……レベル位置設定プログラム

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】被検体へ投射する光を発光する発光素子
と、前記被検体から反射した光を受光し像位置信号を出
力する像位置検出素子と、像位置信号から生成された演
算データを入力され被検体までの距離を演算し距離信号
が出力する距離演算手段とを備えた自動焦点調整装置に
おいて、前記像位置信号による前記演算データがレベル
が前記演算を有効とするレベルにあるか否かを判定する
第１のレベル判定手段と、前記像位置信号による前記演
算データのレベルが前記第１のレベより低く、かつ前記
像位置信号による前記演算データの有無により最遠信号
を出力する第２のレベル判定手段と、前記第１、２レベ
ル判定手段の判定に応じて前記距離信号、前記最遠信号
または前記最遠信号より直近の距離信号でレンズ位置を
定めるレンズ位置設定手段とを備えた自動焦点調整装
置。