JPH0736058B2 - 自動焦点調節装置 - Google Patents
自動焦点調節装置Info
- Publication number
- JPH0736058B2 JPH0736058B2 JP60203029A JP20302985A JPH0736058B2 JP H0736058 B2 JPH0736058 B2 JP H0736058B2 JP 60203029 A JP60203029 A JP 60203029A JP 20302985 A JP20302985 A JP 20302985A JP H0736058 B2 JPH0736058 B2 JP H0736058B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- integration
- focus
- focusing
- subject
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Focusing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本発明はカメラ用自動焦点調節装置、特に赤外光を被写
体に向け投射し、その反射光を受光するいわゆるアクテ
イブ自動焦点調節装置に関するものである。
体に向け投射し、その反射光を受光するいわゆるアクテ
イブ自動焦点調節装置に関するものである。
従来、この種の装置は遠距離を測距可能とするため、受
光信号を積分して信号のS/N比を高める処理が使われて
いる。かかる構成の測距回路を、ビデオカメラや８ミリ
カメラ等の連続撮影を行うカメラに採用する場合は、フ
オーカシングレンズの駆動モータを合焦点へ向けて駆動
中に、受光信号の積分値が所定値になる迄積分を行い、
所定値になった時点で積分を停止し、合焦，非合焦を判
断し、モータを制御するというサイクルをくり返してい
る。ところで、積分時間は被写体の赤外光に対する反射
率や、被写体距離に依存して異なってくる。又この積分
時間が異なってくるとモーターを制御するサイクルも異
なるためにレンズの停止位置にばらつきを生じることに
なる。この時の合焦停止時におけるレンズのピクツキや
ハンチングをなくすために不感帯を設けこの不感帯巾
を、レンズ停止のばらつきの大きい時、即ち最も長い積
分時間に合わせて設定することが望ましい。
光信号を積分して信号のS/N比を高める処理が使われて
いる。かかる構成の測距回路を、ビデオカメラや８ミリ
カメラ等の連続撮影を行うカメラに採用する場合は、フ
オーカシングレンズの駆動モータを合焦点へ向けて駆動
中に、受光信号の積分値が所定値になる迄積分を行い、
所定値になった時点で積分を停止し、合焦，非合焦を判
断し、モータを制御するというサイクルをくり返してい
る。ところで、積分時間は被写体の赤外光に対する反射
率や、被写体距離に依存して異なってくる。又この積分
時間が異なってくるとモーターを制御するサイクルも異
なるためにレンズの停止位置にばらつきを生じることに
なる。この時の合焦停止時におけるレンズのピクツキや
ハンチングをなくすために不感帯を設けこの不感帯巾
を、レンズ停止のばらつきの大きい時、即ち最も長い積
分時間に合わせて設定することが望ましい。
しかしながらこのように設定すると、反射率の高い被写
体つまり、積分時間が短いときは短い周期で早く測距結
果がでる為に停止位置のばらつきは少なくなるものの、
合焦信号も短い時間で出力される為に設定した不感帯の
入口付近にレンズが集中して停止してしまうことにな
る。本来不感帯の中央が真の合焦位置である為にこれは
望ましくない現象である。
体つまり、積分時間が短いときは短い周期で早く測距結
果がでる為に停止位置のばらつきは少なくなるものの、
合焦信号も短い時間で出力される為に設定した不感帯の
入口付近にレンズが集中して停止してしまうことにな
る。本来不感帯の中央が真の合焦位置である為にこれは
望ましくない現象である。
以下、まず図面を参照して、詳細に一例の基本的構成を
説明した後、問題点を述べる。
説明した後、問題点を述べる。
第１図は、アクテイブ自動焦点調節装置の構成図で、赤
外発光ダイオード（iRED）３から投光レンズ２を介し
て、約10KHzで点滅する赤外光を被写体１に向け投射
し、その反射光を受光レンズ６を介して受光素子７で光
電変換する。この受光素子７は隣接した２つの画像7aと
7bよりなっている。フオーカシングレンズ５と受光素子
７は、不図示のカム等の機械的連動部材を介して連動し
ており、合焦時は受光素子上の赤外スポツトが第２図の
様に、２つの画素の境界線上に受光されている。画素7
a,7bからの出力信号はそれぞれ直流光カツト用のハイパ
スフイルター（H.P.F.）10a,10b、赤外発光ダイオード
３の点滅に同期して検波を行う検波回路11a,11b、積分
器12a,12bに接続されている。13は加算器で画素7aから
得られる積分電圧（以下VAと称する）と、画素7bから得
られる積分電圧（以下VBと称する）を加算する。14は減
算器でVA-VB信号を生成する。
外発光ダイオード（iRED）３から投光レンズ２を介し
て、約10KHzで点滅する赤外光を被写体１に向け投射
し、その反射光を受光レンズ６を介して受光素子７で光
電変換する。この受光素子７は隣接した２つの画像7aと
7bよりなっている。フオーカシングレンズ５と受光素子
７は、不図示のカム等の機械的連動部材を介して連動し
ており、合焦時は受光素子上の赤外スポツトが第２図の
様に、２つの画素の境界線上に受光されている。画素7
a,7bからの出力信号はそれぞれ直流光カツト用のハイパ
スフイルター（H.P.F.）10a,10b、赤外発光ダイオード
３の点滅に同期して検波を行う検波回路11a,11b、積分
器12a,12bに接続されている。13は加算器で画素7aから
得られる積分電圧（以下VAと称する）と、画素7bから得
られる積分電圧（以下VBと称する）を加算する。14は減
算器でVA-VB信号を生成する。
15は絶対値化回路で｜VA-VB｜を生成する。16はVA+VBと
所定の閾値VHとを比較するコンパレータ、17は｜VA-VB
｜と所定の閾値VDとを比較するコンパレータ、18はVA-V
Bとゼロレベルとを比較するコンパレータ、即ちＡとＢ
の大小関係を判断するコンパレータである。19はマイク
ロプロセツサであり、３つのコンパレータからの入力に
基づき、赤外発光ダイオードの駆動回路4,モータ駆動回
路９を介して赤外発光ダイオード３とモータ８を制御す
る。
所定の閾値VHとを比較するコンパレータ、17は｜VA-VB
｜と所定の閾値VDとを比較するコンパレータ、18はVA-V
Bとゼロレベルとを比較するコンパレータ、即ちＡとＢ
の大小関係を判断するコンパレータである。19はマイク
ロプロセツサであり、３つのコンパレータからの入力に
基づき、赤外発光ダイオードの駆動回路4,モータ駆動回
路９を介して赤外発光ダイオード３とモータ８を制御す
る。
第３図，第５図，第７図において、（ａ）はVA+VBの信
号波形、（ｂ）は｜VA-VB｜の信号波形、（ｃ）はモー
タ８への通電状態、（ｄ）はフオーカシングレンズ５の
移動量を表わしている。
号波形、（ｂ）は｜VA-VB｜の信号波形、（ｃ）はモー
タ８への通電状態、（ｄ）はフオーカシングレンズ５の
移動量を表わしている。
まず、従来例の動作を第３図〜第６図を使って説明す
る。当初、被写体に対してレンズが前ピン状態にあると
仮定する。第１回目の積分によりVA+VBがVHに達した
時、｜VA-VB｜＞VDであるため、モータを遠（Far）方向
へ回転開始する。これにより移動量（ｄ）のようにレン
ズが移動を始める。積分器をリセツトし、第２回目の積
分を行うが、この積分でもまだ｜VA-VB｜＞VDであり、
この動作を続ける。４回目の積分時、第３図（ｂ）の実
線のように、｜VA-VB｜≦VDとなり、合焦と判断しモー
タを停止させる。ところで、第４回目の｜VA-VB｜がわ
ずかにVDをこえている場合は、第３図（ａ）の点線のよ
うな第５回目の積分により｜VA-VB｜≦VDとなり、合焦
判定が行われモータが停止する。この２つの場合のレン
ズの停止位置の差は第３図の（ｄ）のE1で表わされる。
普通のタイミングでは停止位置はこのE1の中に分布す
る。第５図はVA+VBがVHに達する積分時間（Toとする）
が、予め定められる最大値（TMAX）の場合である。この
時のレンズの停止バラツキ幅は（ｄ）のE2で表わされ
る。ところで、停止位置巾E2内でレンズがばらついても
許容深度内に収まるように全システムの常数を設定する
ことが望ましい。しかしながら、この巾を例えば絞りの
状態が小絞りならまだしも絞りが開放の時のすべてにわ
たって許容深度内に設定することは実際困難で、例え
ば、標準的な撮影状況を想定してこれらの常数を設定す
ることになる。このE2を自動焦点調節装置の不感帯幅
（Dead Band）とよぶと、この場合の精度は±1/2E2で与
えられる。第５図にて逆にレンズが当初、被写体に対し
て後ピン状態にある場合も、同様にしてレンズの停止バ
ラツキ幅はE2であり、精度は±1/2E2の範囲に分布す
る。一方、積分時間がToMAXより小さい場合は第３図
（ｄ）に示したように、レンズの停止バラツキ幅E1はE1
＜E2となり、この場合のレンズの停止位置は第４図の様
に分布する。ここで真の合焦位置に対して近（Near）側
の分布は、レンズが当初、近（Near）側にあった場合で
あり、他の分布はレンズが当初、遠（Far）側にあった
場合である。
る。当初、被写体に対してレンズが前ピン状態にあると
仮定する。第１回目の積分によりVA+VBがVHに達した
時、｜VA-VB｜＞VDであるため、モータを遠（Far）方向
へ回転開始する。これにより移動量（ｄ）のようにレン
ズが移動を始める。積分器をリセツトし、第２回目の積
分を行うが、この積分でもまだ｜VA-VB｜＞VDであり、
この動作を続ける。４回目の積分時、第３図（ｂ）の実
線のように、｜VA-VB｜≦VDとなり、合焦と判断しモー
タを停止させる。ところで、第４回目の｜VA-VB｜がわ
ずかにVDをこえている場合は、第３図（ａ）の点線のよ
うな第５回目の積分により｜VA-VB｜≦VDとなり、合焦
判定が行われモータが停止する。この２つの場合のレン
ズの停止位置の差は第３図の（ｄ）のE1で表わされる。
普通のタイミングでは停止位置はこのE1の中に分布す
る。第５図はVA+VBがVHに達する積分時間（Toとする）
が、予め定められる最大値（TMAX）の場合である。この
時のレンズの停止バラツキ幅は（ｄ）のE2で表わされ
る。ところで、停止位置巾E2内でレンズがばらついても
許容深度内に収まるように全システムの常数を設定する
ことが望ましい。しかしながら、この巾を例えば絞りの
状態が小絞りならまだしも絞りが開放の時のすべてにわ
たって許容深度内に設定することは実際困難で、例え
ば、標準的な撮影状況を想定してこれらの常数を設定す
ることになる。このE2を自動焦点調節装置の不感帯幅
（Dead Band）とよぶと、この場合の精度は±1/2E2で与
えられる。第５図にて逆にレンズが当初、被写体に対し
て後ピン状態にある場合も、同様にしてレンズの停止バ
ラツキ幅はE2であり、精度は±1/2E2の範囲に分布す
る。一方、積分時間がToMAXより小さい場合は第３図
（ｄ）に示したように、レンズの停止バラツキ幅E1はE1
＜E2となり、この場合のレンズの停止位置は第４図の様
に分布する。ここで真の合焦位置に対して近（Near）側
の分布は、レンズが当初、近（Near）側にあった場合で
あり、他の分布はレンズが当初、遠（Far）側にあった
場合である。
即ち、従来例では積分時間の大小にかかわらず比較的広
い一定の不感帯幅を与えていた為に本来、より高精度な
測距が可能となる筈の被写体、つまり積分時間が短くな
るような高い反射率を持つ被写体に対しては、不感帯幅
に入っているとはいえ真の合焦位置からはずれたところ
でレンズが停止してしまうという不都合があった。
い一定の不感帯幅を与えていた為に本来、より高精度な
測距が可能となる筈の被写体、つまり積分時間が短くな
るような高い反射率を持つ被写体に対しては、不感帯幅
に入っているとはいえ真の合焦位置からはずれたところ
でレンズが停止してしまうという不都合があった。
そして本発明は、特に、積分時間が短くなる様な高い反
射率を持つ被写体に対して高精度測距が可能となる自動
焦点調節装置を提供することを目的としその特徴とする
ところは、被写体に光を投光し、反射された光を受光
し、フォーカシングレンズ駆動中に積分手段によってこ
の受光出力の積分処理を行い、この積分処理による積分
値が所定範囲にあるか否かを検出することで合焦、非合
焦の判定を行う判定手段を有する自動焦点調節装置に於
て、前記判定手段によって前記積分値が前記所定範囲内
にあることが検出され合焦状態であると判定を下した後
の、前記積分手段による積分時間に依存した遅延時間後
に前記フォーカシングレンズを停止させたことにある。
射率を持つ被写体に対して高精度測距が可能となる自動
焦点調節装置を提供することを目的としその特徴とする
ところは、被写体に光を投光し、反射された光を受光
し、フォーカシングレンズ駆動中に積分手段によってこ
の受光出力の積分処理を行い、この積分処理による積分
値が所定範囲にあるか否かを検出することで合焦、非合
焦の判定を行う判定手段を有する自動焦点調節装置に於
て、前記判定手段によって前記積分値が前記所定範囲内
にあることが検出され合焦状態であると判定を下した後
の、前記積分手段による積分時間に依存した遅延時間後
に前記フォーカシングレンズを停止させたことにある。
即ち、実施例を示す第７図の様に、積分時間が短いとき
は、合焦判定を行ってから所定時間（TD）遅らせた後、
モータを停止させている。
は、合焦判定を行ってから所定時間（TD）遅らせた後、
モータを停止させている。
そしてこの遅延により、第４図の２つの分布は第８図の
ように１つに重なり、精度は±1/2E1となり、従来の±1
/2E2に比して大幅に改善される。
ように１つに重なり、精度は±1/2E1となり、従来の±1
/2E2に比して大幅に改善される。
今、レンズ５の移動速度をυ，VA+VBがVHに達する積分
時間をTx、この時のレンズ停止バラツキ幅をExとする
と、 であるから、 となる。
時間をTx、この時のレンズ停止バラツキ幅をExとする
と、 であるから、 となる。
又、改善度 となる。
例えば、従来例でTMAX＝30msec,E2＝0.05mmであった場
合、積分時間の短い被写体に対してもレンズ停止バラツ
キ幅は0.05mmであったが、本実施例ではTx＝5msecの
時、TD＝12.5msecとすることにより、レンズ停止バラツ
キ幅は0.0083mmと大幅に改善される。
合、積分時間の短い被写体に対してもレンズ停止バラツ
キ幅は0.05mmであったが、本実施例ではTx＝5msecの
時、TD＝12.5msecとすることにより、レンズ停止バラツ
キ幅は0.0083mmと大幅に改善される。
第９図は、本実施例に係るマイクロプロセツサのフロー
チヤートを示している。図中の遅延（デイレイ）タイマ
ーの遅延時間TDは、積分時間に依存関係を持つ式によ
りマイクロプロセツサ19内でカウントされるものとす
る。即ちプログラム的に実行する。又、合焦タイマー
は、合焦時に赤外線発光ダイオード（iRED）を所定時間
消灯させておき、省電力とレンズ停止状態の安定化をは
かるもので、一般に最大積分時間の６〜10倍程度に設定
される。
チヤートを示している。図中の遅延（デイレイ）タイマ
ーの遅延時間TDは、積分時間に依存関係を持つ式によ
りマイクロプロセツサ19内でカウントされるものとす
る。即ちプログラム的に実行する。又、合焦タイマー
は、合焦時に赤外線発光ダイオード（iRED）を所定時間
消灯させておき、省電力とレンズ停止状態の安定化をは
かるもので、一般に最大積分時間の６〜10倍程度に設定
される。
以上の説明は便宜上、モータの給電がオフされてからの
レンズのイナーシヤによるオーバーランがゼロであると
して説明しているが、実際のシステムではこのオーバー
ランが若干ある。従って、遅延時間TDは式で得られる
値より若干小さくするのがよい。演算式としては、 となる。
レンズのイナーシヤによるオーバーランがゼロであると
して説明しているが、実際のシステムではこのオーバー
ランが若干ある。従って、遅延時間TDは式で得られる
値より若干小さくするのがよい。演算式としては、 となる。
以上の説明は、アクテイブ・タイプの自動焦点調節装置
の例を示したが、パツシブ・タイプの場合にも同様のデ
イレイが有効である。
の例を示したが、パツシブ・タイプの場合にも同様のデ
イレイが有効である。
効果 本発明は、フオーカシングレンズ駆動中に測距信号の積
分処理を行い、合焦判定を行うような自動焦点調節装置
において、合焦信号が出た後、積分時間により変化する
遅延時間を設けてフオーカシングモータを停止させるよ
うにしたから、特に積分時間が短い被写体を測距した時
の測距精度が大幅に向上する効果を有する。
分処理を行い、合焦判定を行うような自動焦点調節装置
において、合焦信号が出た後、積分時間により変化する
遅延時間を設けてフオーカシングモータを停止させるよ
うにしたから、特に積分時間が短い被写体を測距した時
の測距精度が大幅に向上する効果を有する。
第１図は本発明を適用する装置の全体構成図。第２図は
受光素子を示す平面図。第３図，第５図は従来例の信号
波形図。第４図と第６図は従来例のレンズの停止位置の
分布を示す図。第７図は本発明実施例の波形図。第８図
はレンズの停止位置の分布を示す図。第９図はマイクロ
プロセツサのフローチヤート図。 ７は受光素子で、7aと7bは画素、12aと12bは積分回路、
19はマイクロプロセツサ、８はモータである。
受光素子を示す平面図。第３図，第５図は従来例の信号
波形図。第４図と第６図は従来例のレンズの停止位置の
分布を示す図。第７図は本発明実施例の波形図。第８図
はレンズの停止位置の分布を示す図。第９図はマイクロ
プロセツサのフローチヤート図。 ７は受光素子で、7aと7bは画素、12aと12bは積分回路、
19はマイクロプロセツサ、８はモータである。
Claims (1)
- 【請求項１】被写体に光を投光し、反射された光を受光
し、フォーカシングレンズ駆動中に積分手段によってこ
の受光出力の積分処理を行い、この積分処理による積分
値が所定範囲にあるか否かを検出することで合焦、非合
焦の判定を行う判定手段を有する自動焦点調節装置に於
て、前記判定手段によって前記積分値が前記所定範囲内
にあることが検出され合焦状態であると判定を下した後
の、前記積分手段による積分時間に依存した遅延時間後
に前記フォーカシングレンズを停止させたことを特徴と
する自動焦点調節装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60203029A JPH0736058B2 (ja) | 1985-09-13 | 1985-09-13 | 自動焦点調節装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60203029A JPH0736058B2 (ja) | 1985-09-13 | 1985-09-13 | 自動焦点調節装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6262312A JPS6262312A (ja) | 1987-03-19 |
| JPH0736058B2 true JPH0736058B2 (ja) | 1995-04-19 |
Family
ID=16467167
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60203029A Expired - Lifetime JPH0736058B2 (ja) | 1985-09-13 | 1985-09-13 | 自動焦点調節装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0736058B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8040450B2 (en) | 1995-12-20 | 2011-10-18 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Liquid crystal electro-optic device |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63262968A (ja) * | 1987-04-20 | 1988-10-31 | Victor Co Of Japan Ltd | オ−トフオ−カス方式 |
| JP2546172B2 (ja) * | 1993-11-04 | 1996-10-23 | 日本電気株式会社 | 高速バス装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60156028A (ja) * | 1984-01-25 | 1985-08-16 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | 自動合焦装置 |
-
1985
- 1985-09-13 JP JP60203029A patent/JPH0736058B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8040450B2 (en) | 1995-12-20 | 2011-10-18 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Liquid crystal electro-optic device |
| US8339558B2 (en) | 1995-12-20 | 2012-12-25 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Liquid crystal electro-optic device |
| US9182642B2 (en) | 1995-12-20 | 2015-11-10 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Liquid crystal electro-optic device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6262312A (ja) | 1987-03-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |