JPS6310114A - オ−トフオ−カス装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、アクティブ式のオートフォーカス装置に関す
るものである。

〔従来の技術〕

アクティブ式オートフォーカス装置は、投光部と受光部
とを所定の基線長を保って配置し、投光部からスポット
光を被写体に向けて投光し、この被写体で反射して戻っ
てきた反射光を受光部で受光し、反射光の入射位置から
被写体距離を測定し、この被写体距離に応じて撮影レン
ズを位置決めするものである。前記受光部は、反射光の
入射位置に応じた信号を発生することが必要であるが、
そのために２個の受光面を隣接して形成した２分割受光
素子、又は２個の受光素子の前にレンズをそれぞれ配置
するとともに、その一方に模状をしたマスクを取り付け
たもの等が用いられている。

一般的に、撮影シーンには各種の外乱光が含まれている
から、これによる誤測距を防止するために、従来のアク
ティブ式オートフォーカス装置は、投光部からパルス光
を投光するとともに、各受光素子の出力をパルス光に同
期してサンプリングし、このサンプリングした信号を積
分回路で積分し、これらの積分値の比を算出して撮影レ
ンズを位置決めするようになっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前述したパルス光を投光するアクティブ式のオートフォ
ーカス装置では、低周波の外乱光が存在していると、こ
の外乱光でパルス状の反射光が変調される。その結果、
外乱光成分によって積分値の比が変化するから、これが
誤測距の原因となっていた。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するために、本発明は、各受光部と積
分回路との間に演算増幅器を設けるとともに、この演算
増幅器の出力電圧と基準電圧との差に応じて、演算増幅
器のオフセット電圧を自動制御するオートオフセット回
路を設けたものである。

このオートオフセット回路は、演算増幅器のオフセット
電圧を自動制御するから、演算増幅器からはノイズ成分
が除去された信号、すなわち、基準レベルからの変化量
が取り出されて積分回路に送られる。

以下、図面を参照して本発明の一実施例について詳細に
説明する。

〔実施例〕

カメラボディの前面に、近赤外光を放出する発光ダイオ
ード１０と、レンズ１１とからなる投光部が設けられて
おり、ドライバ１２により所定の周期で駆動され、パル
ス光を被写体１３に向けて投光する。この被写体１３で
反射した光は、レンズ１４を通って受光部１５に入射す
る。この受光部１５としては、第２図に示すように、受
光面を２つに分割して２個の受光素子１６．１７とした
２分割受光素子が用いられている。

前記受光素子１６は、演算増幅器２０の２つの入力端子
間に接続されており、受光素子１６の光電流を電圧に変
換してから演算増幅器２１に送る。

この演算増幅器２１の出力端子は、オートオフセット回
路の一部を構成する差動増幅器２２のマイナス入力端子
に接続されている。この差動増幅器２２は、そのプラス
入力端子に一定の基準電圧■、が入力されており、この
基準電圧ｖ１と演算増幅器２１との差を算出する。この
差動増幅器２１の出力端子は、パルス光の休止期間中に
ＯＮするスイッチング回路２３を介してコンデンサ２４
に接続されている。このコンデンサ２４には、外光成分
に応じた電圧がサンプリングホールドされ、この電圧が
オフセット電圧として演算増幅器２１のプラス入力端子
に人力される。

前記演算増幅器２１の出力端子には、発光ダイオードｌ
Ｏの発光に同期してＯＮＬ、演算増幅器２１の出力信号
をサンプリングするスイッチング回路２６が接続されて
いる。このスイッチング回路２６でサンプリングされた
信号は、演算増幅器２７のマイナス入力端子に入力され
る。この演算増幅器２７のフィードバック回路には、積
分用コンデンサ２８とリセット用スイッチ２９との直列
回路が接続されている。これらの演算増幅器２７と積分
用コンデンサ２８と、リセット用スイッチ２９とにより
積分回路が構成される。

前記演算増幅器２０から演算増幅器２７までの信号処理
回路は、受光素子１７に対しても設けられているもので
あるが、図面を簡単にするために、受光素子１７の信号
処理回路３０はブロックで示しである。

演算回路３２は、２つの積分値を入力してその比を算出
し、これをエンコーダ３３へ送る。このエンコーダ３３
は、演算回路３２の出力信号を非線型なデジタル信号に
変換するためのものであり、複数のコンパレータ３４ａ
〜３４ｎとから構成されている。これらのコーンパレー
タ３４ａ〜３４ｎには、異なった参照電圧Ｖａ〜Ｖｎが
入力されており、演算回路３２の出力信号とそれぞれ比
較する。したがって、レンズセット位置が５段階の場合
には、５個のコンパレータが用いられ、例えばｒｏｌｌ
ｌｌＪ、ｒｏｏｏｌｌＪの信号が出力される。このコー
ド信号は、デコードラッチ回路３５に送られ、ＯＲ回路
３６からのラッチ信号が入力されたタイミングでレンズ
セント位置信号に変換してからラッチする。

撮影レンズ３８は、レンズ鏡胴３９に保持されており、
光軸方向に移動して焦点調節を行い、フィルム４０に鮮
明な像を結像する。このレンズ鏡胴３９は、バネ４１で
前方に付勢された状態でロックレバ−４２で係止されて
いる。また、このレンズ鏡胴３９には、係止レバー４３
と係合する複数の歯４４が形成されている。この係止レ
バー４３は、コンビネーションマグネット４５の吸着保
持が解除された時に、スプリング４６で時計方向に回動
する。

エンコーダ４８は、レンズ鏡胴３９の位置に応じた信号
を発生し、これを比較回路４９に送る。

このエンコーダ４８としては、例えばレンズ鏡胴３９と
ともに移動する複数のブラシと、これらのブラシに接触
する固定接点群とで構成し、コード化したレンズ位置信
号を発生するものを使用することができる。比較回路４
９は、エンコーダ４８から出力されたレンズ位置信号と
、デコードラッチ回路３５から出力されたレンズセット
位置信号とを比較し、両信号が一致した時に、ドライバ
５０を介してコンビネーションマグネット４５を通電し
て係止レバー４３の吸着を解除する。

スイッチ５１は、レリーズボタン（図示せず）が半押し
された時にＯＮＬ、測距開始信号をスイッチング回路２
９と制御回路５２とに送る。このスイッチング回路２９
は、通常はＯＮして積分用コンデンサ２９を放電してお
り、測距中はＯＦＦに保たれる。前記制御回路５２は、
測距開始信号が入力された時に、パルス発生を開始する
とともに、信号をタイマー５７に送ってこれを作動させ
る。制御回路５２から出力されたパルスは、ドライバ１
２．遅延回路５３．インバータ５４．ＡＮＤ回路５５と
に送られる。遅延回路５３は、信号立ち上がり時のノイ
ズ成分を除去し、信号が安定した後に、積分を開始する
ためのものである。この遅延回路５３で遅延されたパル
スと、遅延されないパルスから幅の狭いパルスが形成さ
れ、このパルスでスイッチング回路２６がＯＮする。な
お、このＡＮＤ回路５５の代わりにワンショットマルチ
バイブレークを使用してもよい。前記インバータ５４の
出力信号は、スイッチング回路２３に送られ、これを０
Ｎ−ＯＦＦさせる。

前記タイマー５７は、第５図に示すように、測光開始時
Ｔ０から所定時間Ｔ１が経過した時に、ｒＨＪの信号を
出力し、これをＯＲ回路３６とＡＮＤ回路５８とに送る
。このＯＲ回路３６は、タイマー５７からｒＨＪの信号
が出力された時にｒＨＪの信号を出力し、これをラッチ
信号としてデコードラッチ回路３５に送るとともに、発
光停止信号として制御回路５２に送る。

被写体が近距離に存在している場１合、又は被写体の反
射率が極端に高い場合には、積分用コンデンサ２８の充
電が急速に行われるから、タイマー５７で設定された標
準測距時間Ｔ、が経過する前に、積分用コンデンサ２８
は飽和する。この積分用コンデンサ２８が飽和すると、
正しい測距を行うことができなくなる。そこで、この入
射光量オーバーを検知するためにコンパレータ５９が設
ケられており、積分用コンデンサ２８の充電電圧が、最
大電圧■２を越えた時に、ｒＨＪの信号を発生してこれ
をＯＲ回路３６に送るようになっている。

前記受光素子１６．１７に入射する光量が極端に小さい
場合には、被写体が遠距離に存在していることが殆どで
あるから、撮影レンズ３８を最遠レンズセット位置に強
制的にセットするのがよい。

この入射光量アンダーを検出するために、コンパレータ
６０が設けられており、積分用コンデンサー２８の充電
電圧が、最低電圧Ｖ３以下の場合には、ｒＨＪの信号を
出力し、これをＡＮＤ回路５８に送る。このＡＮＤ回路
５８には、タイマー５７の出力信号を入力されているか
ら、標準測距時間Ｔ、内にコンパレータ６０の出力信号
がｒＨＪからｒＬＪに反転しない場合には、ＡＮＤ回路
５８からｒＨＪの信号が出力して、撮影レンズ３８を最
遠レンズセット位置例えば無限遠レンズセット位置に位
置決めする。

この実施例では、ＡＮＤ回路５８の信号でＯＮするスイ
ッチング回路６１を設け、入射光量アンダ一時に演算回
路３２の出力電圧を■４にセットしている。なお、この
スイッチング回路６１の代わりに、ＡＮＤ回路５８の出
力信号を直接にドライバ５０に送り、近距離位置に向か
って繰り出されないように最初からレンズ鏡胴３９を係
止してもよい。

次に、第３図ないし第５図を参照して上記実施例の作用
について説明する。フィルム巻上げに連動して、レンズ
鏡胴３９をバネ４１に抗して右方向にシフトし、ロック
レバ−４２に係止する。これとともに、係止レバー４３
は反時計方向に回動してコンビネーションマグネット４
５に吸着される。この状態では、撮影レンズ３９の焦点
が無限遠に合っている。

レリーズボタンを半押しすれば、スイッチ５１がＯＮＬ
、て、レリーズ半押し信号を制御回路５２に送って測距
を開始させるとともに、スイッチング回路２９をＯＦＦ
にする。制御回路５２は、パルスの発生を開始するとと
もに、信号をタイマー５７に送ってこれを作動させる。

制御回路５２から出力されたパルスは、ドライバ１２を
駆動して発光ダイオード１０から近赤外のパルス光を放
出する。この発光ダイオード１０の発光動作に同期して
スイッチング回路２３．２６をＯＮ・ＯＦＦさせるため
に、制御回路５２から出力されたパルスは、インバータ
５４．遅延回路５３．ＯＲ回路５５とに送られる。

前記発光ダイオード１０から放出された近赤外のパルス
光は、被写体１３の一部をスポット状に照明する。この
被写体１３で反射された近赤外光は、レンズ１４を通っ
てから、並設配置した２個の受光素子１６．１７に入射
する。第２図において、受光部１５に入射した反射光１
８はハツチングで示されている。この反射光１８の入射
位置は、被写体距離に応じて変化し、例えば近距離にな
るほど反射光の入射位置が受光素子１７に向かって移動
し、逆に遠距離になるほど入射位置が受光素子１６に向
かって移動する。したがって、各受光素子１６．１７は
、被写体距離に応じて入射光量が変換するから、被写体
距離に応じた光電流が発生する。

前記受光素子１６には、発光ダイオード１０の発光に対
応したパルス状の光電流が発生するから、演算増幅器２
０の出力端子からパルス状の電圧が出力される。この演
算増幅器２０の出力電圧は、第３図に示すように、低周
波の外乱光で変調されているため、反射光成分とノイズ
成分とが加算された値となっている。このノイズ成分は
、オートオフセット回路により、演算増幅器２１のオフ
セット電圧を制御することにより除去される。すなわち
、差動増幅器２２は、演算増幅器２１の出力電圧と、基
準電圧■、との差を演算し、得られた電圧をコンデンサ
２４に貯えるとともに、この電圧をオフセット電圧とし
て演算増幅器２１のプラス入力端子に入力する。ここで
、スイッチング回路２３は、発光ダイオード１０の休止
期間中にＯＮするから、差動増幅器２２がノイズ成分の
電圧と基準電圧Ｖ、との差に応じた電圧を出力している
期間にサンプリングが行われる。したがって、基準電圧
■、からの変化量が演算増幅器２１から出力され、それ
によりノイズ成分が除去される。

第３図においては、演算増幅器２１の出力信号を簡略し
て矩形波で示しであるが、実際には第４図に示すように
、発光時のノイズ誤差、受光素子１６及び演算増幅器２
０の応答遅れ等による誤差が含まれている。そこで、こ
れらの誤差を除くために、演算増幅器２１から出力され
る各信号が安定した時点からサンプリングを行なうよう
にしている。すなわち、遅延回路５３は、制御回路５２
から出力されたパルスを時間ｔだけ遅延させてからＡＮ
Ｄ回路５５に送る。このＡＮＤ回路５５は、遅延されな
いパルスも入力されているから、２個のパルスが同時に
ｒＨＪとなっている期間だけｒＨＪの信号を出力してス
イッチング回路２６をＯＮにする。このスイッチング回
路２６でサンプリングされた有効な信号は、積分用コン
デンサ２８で積分される。

前記受光素子１６での測光と同時に、受光素子１７での
測光が行われるため、これらの受光素子１６．１７に入
射した光量に応じた信号がそれぞれ積分される。これら
の積分値は、演算回路３２に送られてその比が算出され
る。得られた比は、エンコーダ３３に送られ、ここでコ
ード化されてから、デコードラッチ回路３５に送られる
。

第５図に示すように、通常の測距では、曲線ａで示すよ
うに積分されるため、測距開始から時間Ｔ１が経過する
と、タイマー５７の出力信号がｒＨＪとなる。このタイ
マー５７の信号は、ＯＲ回路３６を通ってから、発光停
止信号として制御回路５２に送られ、またランチ信号と
してデコードラッチ回路３５に送られる。制御回路５２
は、発光停止信号が入力されると、パルス発生を停止す
るから、発光ダイオード１０の発光が停止する。

前記ラッチ信号がデコードラッチ回路３５に入力される
と、エンコーダ３３からのコード信号をレンズセット位
置信号に変換してからラッチし、これを比較回路４９に
送る。

測距後にレリーズボタンを更に押下すれば、ロックレバ
−４２が時計方向に回動し、レンズ鏡胴３９のロックを
解除する。レンズ鏡胴３９は、バネ４１の蓄勢力で最遠
レンズセント位置、例えば無限遠に焦点が合った位置か
ら至近レンズセント位置に向かって移動する。このレン
ズ鏡胴３９の移動位置は、エンコーダ４８でレンズ位置
信号に変換されてから比較回路４９に送られる。この比
較回路４９は、デコードラッチ回路３５からのレンズセ
ント位置信号と、エンコーダ４８からのレンズ位置信号
とを比較する。そして、両者が一致した時に、ドライバ
５０を介してコンビネーションマグネット４５を通電す
る。このコンビネーションマグネット４５が所定時間だ
け通電されると、係止レバー４３の吸着が解除されるた
め、係止レバー４３がバネ４６の蓄勢力で時計方向に回
動し、その爪が歯４４に係合する。これにより、レンズ
鏡胴３９の繰出しが停止し、盪影レンズ３８の焦点が被
写体１３に合わせられる。この焦点調節後に、シャッタ
が作動して１コマの逼影を行ない、その直後にモータが
回転してフィルム巻上げを行なう。このフィルム巻上げ
時に、係止レバー４３が反時計方向に回動し、コンビネ
ーションマグネット４５に吸着される。これとともに、
レンズ鏡胴３９がバネ４１をチャージしながら、最遠レ
ンズセット位置に戻され、ロックレバ−４２でロックさ
れる。

受光部１５に入射する光量が極端に少ない場合には、第
５図において曲線すで示すように積分が行われる。この
入射光量アンダーの場合には、被写体が遠方に存在して
いることが殆どであるから、盪影レンズ３８を最遠レン
ズセット位置に位置決めする。すなわち、標準測距時間
Ｔ、が経過した時点において、積分用コンデンサ２８の
電圧が最小電圧■３よりも小さい場合には、コンパレー
タ６０の出力がｒＨＪのままであるから、ＡＮＤ回路５
８の出力がｒＨＪとなる。この場合には、スイッチング
回路６１がＯＮとなるから、一定の電圧ｖ４がエンコー
ダ３３に入力される。これにより、デコードラッチ回路
３５から、最遠レンズセット位置信号が出力され、邊影
時に逼影レンズ３８が最遠レンズセット位置にセットさ
れる。なお、ＯＲ回路３６とデコードラッチ回路３５と
の間に遅延回路を設け、信号が安定した時点でデコード
ラッチをするのがよい。

受光部１５に入射する光量が極端に多い場合には、第５
図において曲線Ｃで示すように積分が行われる。この入
射光量オーバーの場合には、標準測距時間Ｔ、が経過す
る前に、積分用コンデンサ２８の電圧が最大電圧Ｖｔに
達するから、コンパレータ５９の出力がｒＨＪとなる。

このコンパレータ５９出力がｒＨＪに反転すると、発光
ダイオード１０の発光が停止し、これとともにデコード
ラッチが開始される。したがって、入射光量オーバーの
場合には、積分用コンデンサ２８が飽和する前に測距が
停止される。

第６図は受光部の別の実施例を示すものである。

この実施例では、独立した受光素子６５．６６の前にレ
ンズ６７．６８がそれぞれ設けられており、同−の被写
体からの反射光が同時に入射する。受光素子６５は、そ
の受光面にハンチングで示したマスク６９が設けられて
おり、それにより入射位置に応じた光電流を発生する。

他方、受光素子６８は、反射光の入射位置に関係しない
光電流を発生する。これらの光電流を積分してから、そ
の比を算出すれば、入射位置にだけ依存し、入射光量に
関係しない信号、すなわち被写体距離に依存した信号を
得ることができる。

前述した実施例では、演算回路３２とエンコーダ３３は
アナログ回路であるが、演算回路３２から比較回路４９
までをデジタル回路例えばマイクロコンピュータで置き
換えることができる。この場合には、ＯＲ回路３６の出
力信号で演算・制御のシーケンスを開始する。また、こ
の場合には、エンコーダ３３としてテーブルメモリを使
用することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したところから明らかなように、本発明は、受
光素子の出力を増幅する演算増幅器に、オートオフセッ
ト回路を接続し、ノイズ成分に応じた電圧をオフセット
電圧として演算増幅器に入力したから、低周波のノイズ
を除去し、正確な測距を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路図である。 第２図は受光部の一例を示す平面図である。 第３図はオートオフセット回路の作動を説明するタイミ
ングチャートである。 第４図はサンプリング回路と積分回路の作動を示すタイ
ミングチャートである。 第５図は入射光量と積分コンデンサの充電状態の関係を
示すグラフである。 第６図は受光部の別の実施例を示す斜視図である。 １０・・発光ダイオード １３・・被写体 １５・・受光部 １６．１７・・受光素子 ２１・・演算増幅器 ２２・・差動増幅器 ２３．２６・・スイッチング回路 ２８・・積分用コンデンサ ２９・・リセット用スイッチング回路 ３３・・エンコーダ ３４ａ〜３４ｎ・・コンパレータ ３８・・撮影レンズ ３９・・レンズ鏡胴 ４５・・コンビネーションマグネット ５９．６０・・コンパレータ ６５．６６・・受光素子。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）被写体に向けてパルス光を投光し、この被写体で
   反射されて戻ってきた反射光を２個の受光素子で受光し
   、これらの受光素子の出力信号を積分回路でそれぞれ積
   分し、得られた積分値の比に応じて撮影レンズを位置決
   めするオートフォーカス装置において、 前記各受光素子と積分回路との間に演算増幅器を設ける
   とともに、この演算増幅器の出力電圧と基準電圧との差
   に応じて、演算増幅器のオフセット電圧を自動制御する
   オートオフセット回路を設けたことを特徴とするオート
   フォーカス装置。
2. （２）前記オートオフセット回路は、前記出力電圧と基
   準電圧との差を算出する差動増幅器と、この差動増幅器
   の出力信号をホールドし、このホールドした電圧を演算
   増幅器の一方の入力端子に入力するコンデンサと、この
   コンデンサと演算増幅器との間に接続され、パルス光の
   休止期間中にＯＮして差動増幅器の出力信号をサンプリ
   ングするスイッチング回路とからなることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載のオートフォーカス装置。