JPS6120845B2

JPS6120845B2 -

Info

Publication number: JPS6120845B2
Application number: JP53019624A
Authority: JP
Inventors: Mikio Takemae; Hiroaki Tanaka
Original assignee: Nippon Kogaku KK
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1978-02-24
Filing date: 1978-02-24
Publication date: 1986-05-24
Also published as: US4284335A; JPS54113334A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は目的とする物体に焦点が合うように結
像レンズを駆動する自動合焦装置に関する。

従来例えばカメラにおいては、焦点位置検出用
のレンズをその光軸方向へ移動し、これを通過し
た光によつて形成される物体像のコントラストか
ら最も強いコントラストを持つ位置を結像レンズ
（カメラの場合撮影レンズと呼ばれている）の合
焦位置として検出し、結像レンズをその検出位置
へ移動してフイルム上にピントの合つた像を得る
ものが知られている。

しかしながらこのカメラは金網を通して目的と
する物体を撮影したり、あるいは林立した木立を
通してその向こうに見える物体を撮影したりする
場合に、コントラストが強い方に焦点が合つてし
まうので、目的とする物体に焦点を合わせられる
かどうかわからなかつた。

本発明の目的は前後方向にいくつかの物体が存
在する場合であつても所望の物体に合焦する如く
結像レンズを駆動可能な自動合焦装置を提供する
ことにある。

以下本発明の実施例を添付図面に基づいて詳述
する。尚、実施例は所望の物体に焦点が合う結像
レンズの合焦位置を検出するとともに、その合焦
位置に結像レンズの位置を合致させることができ
る自動合焦装置を用いて説明する。

第１図は本発明の第１実施例をブロツク図で示
している。第１図において、再現部１は結像レン
ズ１１が無限遠合焦位置から最近距離合焦位置ま
で位置変化する時にその像面上に生ずるコントラ
ストの変化を別の光学系を使用して再現するもの
である。すなわち、再現部１は焦点位置検出用レ
ンズ（不図示）と物体側からこのレンズを通過し
て来た光を受ける受光素子（不図示）とを有し、
受光素子を前述した結像レンズの２つの位置に対
応した位置間で、焦点位置検出用レンズの光軸に
沿つて等速移動することによりこれを行なう。受
光素子は等速で移動されるので再現部１の出力は
結像レンズの位置変化により生ずるコントラスト
の変化を時間とともに変化する電気信号（コント
ラスト信号）として表わしたものとなる。

第２図ａはこのコントラスト信号を例示してい
る。この実施例では受光素子を移動しているが、
この受光素子を固定し、焦点位置検出用のレンズ
をその光軸方向に移動させても同様の信号を得る
ことができるのはもちろんである。増幅器２は再
現部１の出力を増幅する。距離範囲選択部４は後
述するパルス発生器８、階段波発生器９ととも
に、結像レンズが物体を像面上に結像できる全距
離範囲（換言すれば、結像レンズが無限遠合焦位
置から最近距離合焦位置へ移動することにより物
体を像面上に合焦させることができる物体側の距
離範囲）のうち意図に応じて所望の距離範囲を距
離する手段（選択手段）を構成している。この選
択部４はゲート回路３へ信号を伝達するものであ
り、ゲート回路３は選択部４よりＨレベルの信号
を受けて増幅器２からピークデイテクタ５へコン
トラスト信号の伝達を行なう。受光素子は前述の
如く等速移動するものであるからゲート回路３を
介して伝達されるコントラスト信号の伝達時間を
選択部４によつて選択することはそのままこの伝
達時間に対応した結像レンズの位置範囲を選択す
るということを意味し、さらにこれは結像レンズ
が物体を像面上に結像できる全距離範囲のうち所
望の距離範囲からのコントラスト信号を選択する
ということを意味する。したがつて選択部４は選
択された所望の距離範囲に対応する所定の時間ゲ
ート回路３へＨレベルの信号を加え、所望の距離
範囲からのコントラスト信号を選択するようゲー
ト回路３を制御する。距離範囲選択部４の具体例
は後述される。ここでは第２図ｂに示す信号が選
択部４からゲート回路３へ伝達される場合につい
て説明してゆく。ピークデイテクタ５は時間とと
もに変化するゲート回路３の出力電圧（所望の距
離範囲に対応したコントラスト信号）のうち最大
値を検出する。この検出電圧は第２図ｃに示して
ある。コンパレータ６はゲート回路３とピークデ
イテクタ５の出力を受け、ピークデイテクタの出
力が増加しない時のみＬレベルとなる。したがつ
てコンパレータ６の出力が最後にＨレベルからＬ
レベルに変る時点t₂はピークデイテクタ５へ伝達
された信号のうちでコントラストが最大（最も大
きな極大値）f₂となる時点を示すこととなる。こ
れは第２図ｄに示してある。ラスト・イン／フア
ースト・アウトのシフトレジスタ７は受光素子の
移動開始によつて作動するクロツクパルス発生器
８によつて制御されるものであり、受光素子が無
限遠合焦位置から（ｔ_p時点）最近距離合焦位置
まで（ｔ_e時点）移動する時間をクロツクパルス
発生器８の出力パルスに同期して実時間で読み込
み、最大コントラスト検出時点t₂を記憶する。ま
たこのシフトレジスタ７は次の段階でやはりこの
クロツクパルス発生器８の出力パルスに同期して
受光素子の移動が終了した時点ｔ_eから最大コン
トラスト検出時点t₂及び読み込み開始時点ｔ_pに
向かい読み込み時とは逆方向の読み出しを行な
う。検出時点t₂の読み出しにより所望の距離範囲
にある物体に焦点が合う結像レンズの位置を検出
することができる。

一方、階段波発生器９は前述したクロツクパル
ス発生器８によつて作動し、受光素子の移動時間
とともに上昇するステツプ電圧を発する。そして
このステツプ電圧はそれぞれ等速移動する受光素
子の位置番地（撮影レンズの位置番地と言つても
よい）に対応する。すなわちステツプ数と位置番
地数とは等しく設けられている。またポテンシヨ
メータ１０は結像レンズ１１の位置に対応した電
圧を出力するものである。よつてコンパレータ１
２は階段波発生器９とポテンシヨメータ１０から
入力を受け、受光素子の移動により階段波発生器
９のステツプ電圧がポテンシヨメータ１０の出力
電圧に対してその両入力の大小関係を逆点する点
ｘを検出する。すなわちコンパレータ１２は出力
の反転により結像レンズ１１の置かれた位置を検
出することになる。第３図ａはポテンシヨメータ
１０の出力と時間の経過にしたがつて変化する階
段波発生器９の出力とを示し、第３図ｂはコンパ
レータ１２の出力を示している。１３は前述した
シフトレジスタ７と同様にクロツクパルス発生器
８によつて制御されるラスト・イン／フアース
ト・アウトのシフトレジスタであり受光素子が無
限遠合焦位置から最近距離合焦位置まで移動する
時間をクロツクパルス発生器８の出力パルス位置
に同期して実時間で読み込み、結像レンズ位置の
検出時点ｘを記憶する。このシフトレジスタ１３
は次の段階でやはりクロツクパルス発生器８の出
力パルスに同期して受光素子の移動が終了した時
点ｔ_eから結像レンズ位置の検出時点ｘ及び読し
込み開始時点ｔ_pに向かい読み出しを行なう。

このように受光素子が無限遠合焦位置ｔ_pから
最近距離の合焦位置ｔ_eまで移動する時に、両シ
フトレジスタ７，１３の読み込みが同時になさ
れ、またこれが終了すると次の段階でｔ_e時点か
らｔ_p時点までの両シフトレジスタ７，１３によ
る読み出しが同時になされる。ゲート部１４は不
図示のゲート回路とフリツプフロツプ回路とを組
み合わせた公知の回路であり、シフトレジスタ
７，１３の出力信号を受け各出力信号の最初の立
ち上がり時点の差だけをパルスで計数し出力す
る。すなわち最大コントラスト検出時点t₂と結像
レンズ位置検出時点ｘの相対的番地はシフトレジ
スタ７，１３の入力時及び出力時でその関係を保
持するからシフトレジスタ７から読み出される出
力波形の始めの立ち上がり部分に最大コントラス
ト検出時点t₂が、またシフトレジスタ１３から読
み出される出力波形の始めの立ち上がり部分に結
像レンズ位置検出時点ｘがくることになる。よつ
てゲート部１４はこれらの番地差に対応してクロ
ツクパルス発生器８からのクロツクパルスを出力
する。第４図ａはシフトレジスタ７の読み出し出
力、ｂはシフトレジスタ１３の読み出し出力、そ
してｃはゲート部１４の出力をそれぞれ示してい
る。またゲート部１４の出力にはこのゲート部に
最大コントラスト検出時点t₂と結像レンズ位置検
出時点ｘのどちらかの信号が早く入力されたかと
いう情報も含まれており、パルスモータ等を含む
駆動手段１５はこのゲート部１４の出力を受けて
出力パルス数に応じた角度だけ正又は逆回転す
る。こうして結像レンズ１１は所望の距離範囲に
ある物体に焦点が合う位置すなわち合焦位置へ移
動される。本実施例において、要素１，２，５〜
７，１０〜１５は結像レンズを自動的に合焦状態
に駆動する合焦手段を構成し、要素３は結像レン
ズが所望の距離範囲の外に存在する物体に合焦す
ることを制限する制限手段を構成している。

次に前述した距離範囲選択部４の具体例を第５
図を用いて説明する。この図において、ポテンシ
ヨトリマＡはどの距離範囲にある物体に焦点を合
わせるかその距離の限界（第２図ｙ）を任意に定
める為のものでその限界距離に関する情報を電圧
で出力する。コンパレータＢはポテンシヨトリマ
Ａの出力をｉ端子に、また前述したパルス発生器
８によつて制御される階段波発生器９の出力をｈ
端子に受ける。もちろん階段波発生器９の出力す
るステツプ電圧は受光素子の移動開始とともに上
昇を始め、受光素子の移動がすすむにつれその電
圧を上昇する。そしてポテンシヨトリマＡによつ
て設定された電圧と階段波発生器９の出力電圧と
が大小関係を変えた時コンパレータＢはこれを検
出する。フリツプフロツプ回路Ｃはコンパレータ
Ｂの検出信号を受けｌ端子及びｍ端子は出力を反
転する。すなわちそれまでＨレベルの信号を出力
していたｌ端子がコンパレータＢの検出信号を受
けてＬレベルの出力を発するようになり、それま
でＬレベルの信号を出力していたｍ端子は同じく
コンパレータＢの検出信号を受けてＨレベルの出
力を発するようになる。ｌ端子の出力は第２図ｂ
が参照されまたｍ端子の出力は後述する第６図ｂ
の信号が参照される。アンドゲート回路Ｄ１，Ｄ
２は不図示の距離範囲選択スイツチによつて制御
され、このスイツチによつてｎ端子にＨレベルの
信号を加えておくと、一方のゲート回路Ｄ１を通
じてｌ端子の出力がオアゲート回路Ｅへ伝達さ
れ、また前述の距離範囲選択スイツチによつてｎ
端子にＬレベルの信号を加えておくと他方のゲー
ト回路Ｄ２を通じてｍ端子の出力がオアゲート回
路Ｅへ伝達される。オアゲート回路Ｅは不図示の
距離範囲設定スイツチによつて制御されるもので
あり、このスイツチによつてｐ端子にＨレベルの
信号を加えておくとｌ端子あるいはｍ端子の出力
にかかわらず常時Ｈレベルの信号を出力するよう
になる。すなわち前述したゲート回路３のゲート
は常に開放された状態となり、結像レンズが物体
を結像可能な全距離範囲にわたるコントラスト信
号がピークデイテクタ５へ伝達される。またｐ端
子にＬレベルの信号を加えておくと距離範囲選択
スイツチ（不図示）によつて選択されたｌ端子あ
るいはｍ端子の出力のいずれかがオアゲート回路
Ｅを通じてゲート回路３へ伝達される。この信号
は前述した距離範囲選択部４からゲート部３へ加
えられる信号に相当する。そして距離範囲選択部
４からゲート回路３へＨレベルの信号が所定時間
加えられるとその時間中増幅器２からピークデイ
テクタ５へ信号の伝達が行なわれ、所望の距離範
囲に対応するコントラスト信号がピークデイテク
タ５に伝達される。もちろん前述したポテンシヨ
トリマＡを調節することにより選択する距離範囲
の限界ｙを第２図ｂの横方向に移動することがで
きる。その場合の距離範囲選択部４の出力電圧は
例えば第７図ｂ、第８図ｂに示すy₁のようにな
る。

これまで述べた第１実施例の動作を要約すると
次のようになる。まず再現部１に設けた受光素子
を結像レンズの無限遠合焦位置から最近距離合焦
位置に対応するまで等速移動し結像レンズの位置
変化によつて生ずるコントラストの変化を時間と
ともに変化するコントラスト信号として再現す
る。受光素子の移動開始と同時にクロツクパルス
発生器８が作動し、階段波発生器９は時間ととも
に上昇するステツプ電圧を出力する。距離範囲選
択部４はこのステツプ電圧と、意図に応じて定め
た所望の距離範囲の限界に相当する電圧とを比較
し、目的とする物体側にある所望の距離範囲に対
応した所定の時間信号をゲート回路３へ伝達す
る。ゲート回路３はその信号を受けて所望の距離
範囲に対応した所定の時間だけコントラスト信号
をピークデイテクタ５に伝達する。こうして選択
されたコントラスト信号へピークデイテクタ５、
コンパレータ６を介してシフトレジスタ７へ伝達
される。シフトレジスタ７は前述したクロツクパ
ルス発生器８の出力に同期して作動し、所望の距
離範囲に対応したコントラスト信号のうちその値
が最大となる時点を最終信号として記憶する。一
方、受光素子の移動開始とともに作動する階段波
発生器９の出力はコンパレータ１２にも伝達さ
れ、階段波発生器９の出力電圧と結像レンズの位
置に対応する電圧との比較により結像レンズの置
かれた位置が検出される。シフトレジスタ１３は
やはり前述したクロツクパルス発生器８の出力に
同期して結像レンズ位置の検出時点を記憶する。
シフトレジスタ７と１３は同時に作動し、それぞ
れの時点の記憶を行なう。受光素子が全ストロー
ク移動を終了すると、クロツクパルス発生器８の
出力に同期してシフトレジスタ７，１３から逆方
向に読み出しが行なわれる。ゲート部１４は両シ
フトレジスタ７，１３の出力から最大コントラス
ト検出時点と結像レンズ位置検出時点の差に相当
する時間クロツクパルスを出力する。駆動手段１
５はこの出力を受けて結像レンズ１１を最大コン
トラスト検出時点に対応する位置へ移動し、目的
とする物件に結像レンズの焦点を合わせる。

第６図〜第８図は距離範囲選択部４の出力がそ
れぞれｂに示すような波形である場合における各
部の出力を示してある。そして各図のａ，ｃ，ｄ
は第２図のそれと対応し、ａはコントラスト信
号、ｃはピークデイテクタ５の出力、ｄはコンパ
レータ６の出力をそれぞれ示している。また距離
範囲設定スイツチ（不図示）によつてｐ端子にＨ
レベルの信号を加えた場合の各部の出力は第２図
ｂが常時（ｔ_pからｔ_eに至るまで）Ｈレベルであ
ることを除いて第２図ａ，ｃ，ｄと同じである。

このようにして本実施例は所望の距離範囲にあ
る物体に焦点を合わせることができる結像レンズ
の位置を検出し、かつこの位置に結像レンズを駆
動するものである。

これまで述べて来た第１実施例は多くの場合満
足のいく結果を得ることができる。しかしながら
第６図及び第７図に示す如く、選択された所望の
距離範囲の限界に相当する部分ｙ，y₁においてコ
ントラスト信号が減少あるいは増大の状態にあ
り、しかもその部分ｙ，y₁のコントラストが所望
の距離範囲からの信号に対応する他の極大値f₃，
f₁よりも大きい場合にはコントラストが最大とな
るその位置t₃，t₄が検出されてしまい、コントラ
ストが極大となる位置t₅，t₁を検出できない。こ
れは所望の距離範囲にある目的とする物体に完全
に焦点を合わせることができないということを意
味する。

以下この点を解決した第２実施例について述べ
る。尚本実施例において第１実施例と同一の作倫
をなす要素は同一の符号を付し説明を省略するも
のとする。第９図は第２実施例のブロツク図であ
る。また第１０図〜第１３図は前述した第２図、
第６図〜第８図にそれぞれ対応した第２実施例の
各部の出力を示している。また距離範囲選択部４
の出力がコントラスト信号に対して第１１図ｃ
（第６図ｂに対応）のような波形の場合について
述べて行くことにする。第９図において、微分係
数判別回路２１は時間とともに変化する増幅器２
の出力を受けこの出力の微分係数が正の時Ｈレベ
ルの信号を、負の時Ｌレベルの信号を発する。よ
つてコントラスト信号が第１１図ａのような場合
には微分係数判別回路２１の出力は第１１図ｂの
ようになる。この微分係数判別回路２１の具体例
は第１４図の如くである。この図でｓ端子には増
幅器２の出力が加えられ、またｔ端子出力はアン
ドゲート回路２２に伝達される。アンドゲート回
路２２はこの信号と前述した距離範囲選択部４か
らの信号とがＨレベルの時にゲート回路３のゲー
トを開放し増幅器２の出力をピークデイテクタ５
に伝達される。よつて距離範囲選択部４からの信
号が第１１図ｃの場合にはゲート回路３の出力は
第１１図ｄのようになる。またピークデイテクタ
５及びコンパレータ６の出力は前述した第１実施
例と同様にして得られ、それぞれ第１１図ｅ，ｆ
のようになる。アンドゲート回路２３は距離範囲
選択部４の出力（第１１図ｃ）とクロツクパルス
発生器８の出力がＨレベルの時にＨレベルの信号
を出力する。そしてＤ型フリツプフロツプ回路２
４はアンドゲート回路２３からクロツクパルスが
伝達されてくる限り（第１５図ｂ参照）コンパレ
ータ６の出力（第１１図ｆ、第１５図ａ参照）を
１ビツト遅れた形でシフトレジスタ７へ伝達する
（第１５図ｃ参照）。したがつてこの場合フリツプ
フロツプ回路２４の出力は第１１図ｇ、第１５図
ｃに示す如くコンパレータ６の出力（第１１図
ｆ）と同様になり、フリツプフロツプ回路２４の
出力が最後にＨレベルからＬレベルに変つた時点
t′₅が距離範囲選択部４によつて選択された信号
の範囲内でコントラストが極大となる点f₃とほぼ
一致する。もちろんクロツクパルスの幅を小さく
とつてあるのでt′₅の時点が、t₅時点すなわちf₃の
時点に一致すると考えてさしつかえない。そして
t′₅時点を前述した実施例と同様にシフトレジス
タ７で読み出せば結像レンズの合焦位置を検出す
ることができる。このように微分係数判別回路２
１とアンドゲート回路２２を付加することによ
り、所望の距離範囲に対応し、かつ時間の経過と
ともに増大するコントラスト信号のみを取り出し
てこれよりコントラスト最大となる位置を検出す
るのでたとえ第６図のような所望の距離範囲に対
応する時間が設定された場合であつても所望の距
離範囲内でコントラストが極大となる時点を検出
することができる。

また距離範囲選択部４の出力がコントラスト信
号に対して第１２図ｃ（第７図ｂに対応）のよう
な波形の場合にも前述と同様にして微分係数判別
回路２１、ゲート回路３、ピークデイテクタ５、
コンパレータ６の出力が得られる。これは第１２
図ｂ，ｄ，ｅ，ｆに示してある。前述したＤ型フ
リツプフロツプ回路２４はアンドゲート回路２３
からクロツクパルスが伝達されてくる限りコンパ
レータ６の出力をシフトレジスタ７へ伝達するも
のであると説明した。しかしながらＤ型フリツプ
フロツプ回路２４はクロツクパルス入力が断たれ
た場合に最後のクロツクパルスが入力された時点
の出力信号を保持するものである。よつてコンパ
レータ６の出力が第１６図ａのような出力であ
り、第１６図ｂの如く距離範囲選択部４の出力
（第１２図ｃ）によつてアンドゲート回路２３か
らのクロツクパルスが断たれた場合にはフリツプ
フロツプ回路２４は第６図ｃの如く最後のクロツ
クパルスが入力された時点ｔ_zの出力、すなわち
Ｈレベルを保持する。したがつてＤ型フリツプフ
ロツプ回路２４からは第１２図ｇに示すような出
力すなわち第１２図ｆとは異なつた出力が得られ
ることになる。この出力が最後にＨレベルからＬ
レベルに変つた時点t′₁が距離範囲選択部４によ
つて選択された信号の範囲内でコントラストが極
大となる点f₁となる。このようにして得られたコ
ントラスト極大となる時点t₁′をシフトレジスタ
７で読み出せば結像レンズの合焦位置を検出する
ことができる。このようにアンドゲート回路２３
とＤ型フリツプフロツプ回路２４を付加すること
によりコントラスト信号が極大でない最大値とな
る時点は検出しないようにしたので、たとえ第７
図のような所望の距離範囲に対応した時間が設定
された場合であつても所望の距離範囲内でコント
ラストが極大となる時点を検出できる。前述した
第１０図、第１３図は距離範囲選択部４の出力が
それぞれｃに示すような波形である場合における
各部の出力である。そして各図のａ，ｂ，ｄ，
ｅ，ｆ，ｇは第１１図及び第１２図のそれと対応
し、ａはコントラスト信号、ｂは微分係数判別回
路２１の出力、ｄはゲート回路３の出力、ｅはピ
ークデイテクタ５の出力、ｆはコンパレータ６の
出力、ｇはフリツプフロツプ回路２４の出力をそ
れぞれ示している。

このように本実施例では第１実施例の回路に要
素２１，２２，２３，２４を付加しシフトレジス
タ７よりコントラストが極大となる時点を結像レ
ンズの合焦位置として検出することができる。

尚、本実施例において検出された極大値となる
時点（結像レンズの合焦位置に対応）t₂′，t₅′，
t₁′は所望の距離範囲に対応するコントラスト信
号のうち最も大きな極大値となる時点と一致する
ことは前述の説明からも明らかである。

もう１つのＤ型フリツプフロツプ回路２５は前
述したフリツプフロツプ回路２４と同期して結像
レンズ１１の位置を検出する為に設けられたもの
であり、フリツプフロツプ回路２４の出力信号の
ビツトずれを結像レンズ位置の検出信号について
補償する。シフトレジスタ１３はこのフリツプフ
ロツプ回路２５の出力を受ける。その他の構成は
第１実施例と同様であるので説明を省略する。本
実施例において、要素４，８，９は選択手段を、
要素１，２，５〜７，１０〜１５，２５は合焦駆
動手段を、要素３，２１〜２４は制限手段をそれ
ぞれ構成する。

以上述べた第１、第２実施例は結像レンズが位
置を変えた時生ずるコントラストの変化を別の光
学系により結像レンズが等速移動した場合の時間
の経過によつて生ずるコントラスト信号に置き換
え時間的な信号選択手段によつた所望の距離範囲
に対応するコントラスト信号を注出し、これによ
り結像レンズの合焦位置を検出している。次に示
す実施例は前述した実施例の如く結像レンズが位
置を変えた時に生ずるコントラストの変化を時間
とともに変化するコントラスト信号に置き換える
必要はない。即ち本実施例は別光学系によつて結
像レンズの位置変化及びそれによつて生ずるコン
トラストの変化を再現し、所望の距離範囲に対応
した結像レンズの位置範囲におけるコントラスト
信号を注出して結像レンズの合焦位置を検出する
ものである。

第１７図は本発明の第３実施例をブロツク図で
示している。この第１７図において、再現部１′
は前述した実施例と同様結像レンズの移動により
生ずるその像面上のコントラストの変化を別の光
学系を使用して再現するものである。この再現部
１′は光軸方向に付勢部材等により移動される焦
点位置検出用のレンズ（不図示）と、このレンズ
の通過光を受ける固定された受光素子（不図示）
とを有し焦点位置検出用のレンズを結像レンズ
（不図示）の無限遠合焦位置と最近距離合焦位置
に対応する位置間（ｄ_p−ｄ_e）で移動する。そし
て受光素子は結像レンズの位置変化により生ずる
コントラストの変化を焦点位置検出用のレンズの
位置移動により変化する電気信号（コントラスト
信号）として出力するものである。レンズ位置検
出装置３１は再現部１′の焦点位置検出用レンズ
から信号を受け、このレンズの位置を電圧に変換
して出力する。検出装置３１の出力電圧は焦点位
置検出用レンズが無限遠合焦位置ｄ_pから最近距
離合焦位置ｄ_eへ移動するにしたがい直線的に減
少するよう設定されている。第１８図ｂの実線は
このレンズ位置と出力電圧の関係を示している。
距離範囲選択部４′はレンズ位置検出装置３１の
出力に基づき、焦点位置検出用レンズが前述した
所望の距離範囲に対応する位置関係にあることを
判別してゲート回路３によるコントラスト信号の
伝達を許すものである。この距離範囲選択部４′
の具体的構成を第１９図を参照して述べる。第１
９図においてポテンシヨトリマＡは前述の実施例
と同様所望の距離範囲の限界を定める為のもの
で、この限界に関する情報を電圧で出力する。そ
してポテンシヨトリマＡの出力はコンパレータＧ
のｊ端子に伝達される。ポテンシヨトリマＡの出
力電圧は第１８図ｂに一点鎖線で示されている。
またコンパレータＧのｋ端子には前述したレンズ
位置検出装置３１の出力が伝達される。コンパレ
ータＧは両入力電圧を比較し焦点位置検出用レン
ズの移動によりその大小関係が逆転した時これを
検出して出力を反転する。すなわちそれまでＨレ
ベルの信号を出力していたｌ端子はこの検出信号
によりＬレベルの信号を出力するようになり、ま
たそれまでＬレベルの信号を出力していたｍ端子
は検出信号を受けてＨレベルの出力を発するよう
になる。この信号は第５図と同様不図示の距離範
囲選択スイツチ及び距離範囲設定スイツチによつ
て制御され、ｐ端子にＬレベルの信号が加えられ
ている状態でｎ端子にＨレベルの信号を加えてお
けばアンドゲート回路Ｄ１及びオアゲート回路Ｅ
を通じてｌ端子の出力が伝滝される（第１８図ｃ
参照）。またｎ端子にＬレベルの信号を加えてお
けばアンドゲート回路Ｄ２及びオアゲート回路Ｅ
を通じてｍ端子の出力が伝達される（第２０図ｃ
参照）。ゲート回路３はオアゲート回路ＥからＨ
レベルの信号を受ける時コントラスト信号を増幅
器２からピークデイテクタ５へ伝達する。よつて
ｎ端子にＨレベルの信号を加えておいた場合、焦
点位置検出用レンズが移動してコンパレータＧの
出力が反転するまでゲート回路３にＨレベルの信
号が加えられコントラスト信号の伝達が行なわれ
る。このことは焦点位置検出用のレンズが所望の
距離範囲に対応した位置範囲を移動している間だ
け物体からのコントラスト信号が増幅器２からピ
ークデイテクタ５へ伝達されることを意味する。
もちろんｎ端子にＬレベルの信号を加えておけば
コンパレータＧの出力が反転してから最近距離合
焦位置までのコントラスト信号を選択することも
できる。またポテンシヨトリマＡの調節によりコ
ンパレータＧの反転位置を選択することんでき
る。本実施例においてレンズ位置検出装置３１と
距離範囲選択部４′は、結像レンズによつて物体
を像面上に結像可能な全距離範囲のうち所望の距
離範囲を選択する手段（選択手段）を構成してい
る。尚、この実施例では焦点位置検出用レンズの
位置範囲に基づいて所定の距離範囲に対応したコ
ントラスト信号を選択するので第１、第２実施例
の如く焦点位置検出用のレンズを等速で移動する
必要はない。ここでは距離範囲選択部４′が焦点
位置検出用レンズに移動にしたがい第１８図ｃの
ような波形を出力するものとし、またコントラス
ト信号が第１８図ａのような波形であるとする。
増幅器２、ゲート部３、ピークデイテクタ５、コ
ンパレータ６は前述した実施例と同様に構成され
ており、それぞれ焦点位置検出用レンズの位置変
化にしたがい第１８図ｄ，ｅ，ｆのような出力を
発する。サンプルホールド回路３２はレンズ位置
検出装置３１とコンパレータ６から信号を受けコ
ンパレータ６の出力がＨレベルの時検出装置３１
の電圧を圧力し、コンパレータ６の出力がＬレベ
ルになつた時その時点における検出装置３１から
の電圧を保持して出力する。コンパレータ６は所
望の距離範囲に対応したコントラスト信号が増大
する時のみＨレベルとなるから最終的に保持され
たサンプルホールド回路３２の出力電圧は所望の
距離範囲にある物体に焦点が合う結像レンズの合
焦位置に対応したものとなる。このサンプルホー
ルド回路３２の出力は第１８図ｇに示す如くであ
る。もう１つのレンズ位置検出装置３３は焦点位
置検出用のレンズが全ストローク（ｄ_pからｄ_eま
で）移動した後に移動を開始する結像レンズ（不
図示）から信号を受けるものであり、このレンズ
の位置を電圧に変換して出力する。レンズ位置検
出装置３１，３３の出力電圧はそれぞれのレンズ
が無限遠合焦位置から移動を開始した時点ｄ_p，
ｄ_p′、及びそれぞれのレンズが全ストローク移動
を完了した時点ｄ_e，ｄ_e′で等しく、またレンズ
の移動距離に従つて線型に変化する。すなわち検
出装置３３の出力は検出装置３１の出力（第１８
図ｂ実線図示）と同様に変化する如く設けられて
いる。コンパレータ３４はサンプルホールド回路
３２とレンズ位置検出装置３３によつて制御され
る。したがつて焦点位置検出用のレンズが全スト
ローク（ｄ_pからｄ_eまで）移動した時点（ｄ_e，
ｄ_p′）でレンズ位置検出装置３３の出力電圧（第
１８図ｈ実線図示）はサンプルホールド回路３２
の出力電圧（第１８図ｈ一点鎖線図示）より大き
く電磁石３５が励磁され爪３６は吸引保持されて
いるが、結像レンズの移動によりレンズ位置検出
装置３３の出力がサンプルホールド回路３２の出
溶に達すると（第１８図ｈのd₂′時点）電磁石３
５に流れる電流が断たれ爪３６の吸引が解除され
る。そして結像レンズは爪３６によつて係止され
目的とする所望の範囲内の物体に結像レンズの焦
点を合わせることができる。本実施例において、
要素１，２，５，６，３２〜３６及び結像レンズ
を移動する手段（不図示）は合焦駆動手段をまた
要素３は、制限手段を構成している。第２０図、
第２１図、第２２図は距離範囲選択手段４′の出
力がそれぞれｃに示すような波形である場合にお
ける各部の出力である。そして各図のａ，ｂ，
ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈは第１８図のそれと対応
し、ａはコントラスト信号、ｂはレンズ位置検出
装置３１とポテンシヨトリマＡの出力、ｄはゲー
ト部３の出力、ｅはピークデイテクタ５の出力及
ｆはコンパレータ６の出力、ｇはサンプルホール
ド回路３２の出力、ｈはレンズ位置検出装置３３
とサンプルホールド回路３２の出力をそれぞれ示
している。

本実施例では結像レンズの位置及び焦点位置検
出用レンズの位置をそれぞれ電圧に変換しそれを
レンズの位置信号としているが、パルスあるいは
パルス的番地等に変換しこれを位置信号とするこ
ともできる。

尚、前述した各実施例ではゲート操作により所
望の距離範囲に対応したコントラスト信号を抽出
したが、ゲイン操作により所望のコントラスト信
号のゲインを増大しこれを抽出してやることもで
きる。

以上詳述した如く本発明によれば、結像レンズ
によつて像面上に物体を結像できる全距離範囲の
うち所望の距離範囲を選択し、この距離範囲の外
にある物体に結像レンズが合焦することを制限す
る。したがつて所望の距離範囲の内にある所望の
物体に合焦するように結像レンズを駆動すること
が可能となる。また所望の距離範囲の外にある物
体に結像レンズが合焦することを制限するので、
所望しない物体に結像レンズを合焦させるという
ような無駄な動作を極力抑えることが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による合焦位置検出装置の第一
の実施例を示すブロツク図、第２図ないし第４図
は第１図に示す実施例の各部における波形を示す
図、第５図は第１図に示す距離範囲選択部の具体
例を示す回路図、第６図ないし第８図は距離範囲
選択部の各出力に対応した第１図の各部における
波形を示す図、第９図は本発明による合焦位置検
出装置の第二の実施例を示すブロツク図、第１０
図ないし第１３図は第９図に示す実施例の各部に
おける波形を示す図、第１４図は第９図に示す微
分係数判別回路の具体例を示す図、第１５図およ
び第１６図は第９図に示す実施例の各部における
波形を示す図、第１７図は本発明による合焦位置
検出装置の第三の実施例を示すブロツク図、第１
８図は第１７図に示す実施例の各部における波形
を示す図、第１９図は第１７図に示す距離範囲選
択部の具体的構成を示す回路図、および第２０図
ないし第２２図は第１７図に示す実施例の各部に
おける波形を示す図である。主要部分の符号の説明、４……距離範囲選択
部、５……ピークデイテクタ、６……コンパレー
タ、７……シフトレジスタ、８……パルス発生
器、９……階段波発生器、１２……コンパレー
タ、１３……シフトレジスタ、１４……ゲート
部、２１……微分係数判別回路、３１……レンズ
位置検出装置、３３……レンズ位置検出装置。

Claims

【特許請求の範囲】

１結像レンズが物体を像面上に結像させること
ができる全距離範囲のうち所望の距離範囲を選択
する選択手段と、前記全距離範囲に存在するいず
れかの物体に自動的に合焦する如く前記結像レン
ズを駆動する合焦駆動手段と、前記選択手段によ
り選択された所望の距離範囲に応じ、前記合焦駆
動手段が前記所望の距離範囲の外に存在する物体
に前記結像レンズを合焦せしめることを制限する
制限手段とを有することを特徴とする自動合焦装
置。