KR0183804B1

KR0183804B1 - A current-time converter of auto focus apparatus

Info

Publication number: KR0183804B1
Application number: KR1019950066892A
Authority: KR
Inventors: 주호걸
Original assignee: 김광호; 삼성전자주식회사
Priority date: 1995-12-29
Filing date: 1995-12-29
Publication date: 1999-05-01
Also published as: KR970056968A

Abstract

카메라의 오토 포커스 장치에 있어서 카메라와 피사체와의 거리를 나타내는 신호를 표현하는 해상도를 크게 한 개선된 전류-전압 변환기가 개시된다.An improved current-to-voltage converter is disclosed in which the resolution of a signal representing a distance representing a distance between a camera and a subject is increased in an autofocus device of a camera.

본 발명에 따른 전류-시간 변환기는 오토 포커스 시스템에 두 개의 위치 감지 센서에서 발생된 위치 감지 신호들의 차에 상응하는 펄스폭 변조 신호를 발생하는 전류-시간 변환기에 있어서, 두 개의 위치 감지 신호의 차에 상응하는 출력을 발생하는 차동 증폭기; 소정의 충전기간 동안 상기 차동 증폭기의 출력에 의해 충전되며, 충전기간 이후에는 소정의 크기를 갖는 기준 전류에 의해 방전되는 커패시터; 및 충전기간 이후부터 상기 커패시터의 충전 전위가 소정의 기준 전압까지 방전되는 기간을 검출하는 비교기를 포함함을 특징으로 한다.The current-time converter according to the present invention is a current-time converter for generating a pulse width modulated signal corresponding to the difference between the position sensing signals generated by the two position sensing sensors in the autofocus system, wherein the difference of the two position sensing signals is A differential amplifier generating an output corresponding to the differential amplifier; A capacitor charged by the output of the differential amplifier during a predetermined charger, and discharged by a reference current having a predetermined size after the charger; And a comparator for detecting a period during which the charging potential of the capacitor is discharged to a predetermined reference voltage after the charger.

본 발명에 따른 오토 포커스 장치의 전류-시간 변환기는 커패시터의 방전 특성을 이용하여 전류-시간 변화를 표현할 수 있는 해상도를 크게 함으로써 포커스 조정의 정확도를 향상시키는 효과를 갖는다.The current-time converter of the autofocus apparatus according to the present invention has the effect of improving the accuracy of focus adjustment by increasing the resolution capable of expressing the current-time change by using the discharge characteristic of the capacitor.

Description

Current-to-Time Converter in Autofocus Units

제1도는 종래의 오토 포커스 장치의 구성을 보이는 블록도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a conventional autofocus apparatus.

제2도는 종래의 전류-시간 변환기의 구성을 보이는 회로도이다.2 is a circuit diagram showing the configuration of a conventional current-time converter.

제3a도 내지 제3b도는 제2도에 도시된 장치의 동작을 보이는 파형도이다.3A to 3B are waveform diagrams showing the operation of the apparatus shown in FIG.

제4도는 본 발명에 따른 전류-시간 변환기의 바람직한 실시예를 보이는 회로도이다.4 is a circuit diagram showing a preferred embodiment of the current-time converter according to the present invention.

제5a도 내지 제5f도는 제4도에 도시된 장치의 동작을 보이는 파형도이다.5A to 5F are waveform diagrams showing the operation of the apparatus shown in FIG.

본 발명은 카메라의 오토 포커스 장치에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 카메라와 피사체와의 거리를 나타내는 신호를 표현하는 해상도를 크게 한 개선된 전류-전압 변환기에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to an autofocus device of a camera, and more particularly, to an improved current-voltage converter having a high resolution for representing a signal representing a distance between a camera and a subject.

카메라의 오토 포커스 장치는 카메라와 피사체와의 거리에 따라 자동적으로 초점을 조정하는 것이다. 카메라와 피사체와의 거리를 측량하는 방법으로서는 적외선을 이용한 삼각 측량법이 많이 사용된다.The camera's autofocus device automatically adjusts the focus according to the distance between the camera and the subject. As a method of measuring the distance between the camera and the subject, a triangulation method using infrared rays is frequently used.

제1도는 종래의 오토 포커스 장치의 구성을 보이는 블록도이다. 제7도에 도시된 장치에 있어서 PSD(Position Sensitivity Device)는 적외광의 입사 위치에 따라 변화하는 출력을 발생한다.1 is a block diagram showing the configuration of a conventional autofocus apparatus. In the apparatus shown in FIG. 7, the PSD (Position Sensitivity Device) generates an output that changes depending on the incident position of the infrared light.

적외선 LED(10)에서 출사된 적외광은 피사체에서 반사되어 두 개의 PSD(12a,12b)로 입사된다. 이때 PSD(12a,12b)에의 입사 위치는 피사체와의 거리에 따라 달라진다. 예를 들면, 피사체와의 거리가 가까우면 적외광은 PSD(12a,12b)의 외측으로 입사되고, 거리가 멀어질수록 내측으로 입사된다. 여기서, PSD(12a,12b)에서 발생된 출력의 차이는 PSD(12a,12b)와 피사체와의 각도에 대응된다.The infrared light emitted from the infrared LED 10 is reflected by the subject and incident on the two PSDs 12a and 12b. In this case, the incident position of the PSDs 12a and 12b depends on the distance from the subject. For example, when the distance to the subject is close, infrared light is incident to the outside of the PSDs 12a and 12b, and the distance is incident to the inside as the distance is greater. Here, the difference in output generated from the PSDs 12a and 12b corresponds to the angle between the PSDs 12a and 12b and the subject.

PSD(12a,12b)에 발생된 출력은 피사체와의 각도에 대하여 지수함수의 관계를 가지므로 로그(log) 함수의 특성을 갖는 전류 증폭기(14a,14b)를 통하여 피사체와의 각도에 대하여 1차 함수의 특성을 갖는 신호로 변환시켜 준다.Since the output generated in the PSDs 12a and 12b has an exponential function with respect to the angle with the subject, the first-order output with respect to the angle with the subject is provided through the current amplifiers 14a and 14b having a log function. Convert it to a signal with the characteristics of the function.

전류-시간 변환기(18)는 전류 증폭기(14a,14b)의 출력들의 차에 상응하는 길이를 갖는 펄스 신호를 발생한다. 차동 증폭기(18)에서 발생된 차이 신호는 카메라와 피사체와의 거리에 상응한다. 이 차이 신호를 아날로그 디지털 변환기(20)를 통하여 마이컴(22)에 제공된다. 마이컴(22)은 그에 제공되는 디지털 변환된 차신호에 따라 카메라의 포커스가 최적의 상태가 되도록 모터 구동기(24)를 제어한다. 여기서 제어부(26)는 포커스 조정 동작이 적절한 타이밍에 의해 이루어지도록 적외선 LED(10), 전류-시간 변환기(18), 아날로그 디지털 변환기(20)등을 제어한다.The current-time converter 18 generates a pulse signal having a length corresponding to the difference of the outputs of the current amplifiers 14a and 14b. The difference signal generated by the differential amplifier 18 corresponds to the distance between the camera and the subject. This difference signal is provided to the microcomputer 22 through the analog-digital converter 20. The microcomputer 22 controls the motor driver 24 so that the focus of the camera is optimal according to the digitally converted difference signal provided thereto. The control unit 26 controls the infrared LED 10, the current-time converter 18, the analog-to-digital converter 20, and the like so that the focus adjustment operation is performed at an appropriate timing.

제1도에 도시된 장치에 있어서 전류-시간 변환기(18)는 카메라와 피사체와의 거리를 나타내는 신호를 펄스폭 변조 신호로 변환한다. 구체적으로는 만충전된 커패시터를 주어진 방전 기간동안 카메라와 피사체 사이의 거리에 상응하는 크기를 갖는 신호에 의해 방전시키고, 방전 기간 이후에 기준 전류를 커패시터에 공급하여 주어진 전위까지 충전되는 기간을 검출한다.In the apparatus shown in FIG. 1, the current-time converter 18 converts a signal representing the distance between the camera and the subject into a pulse width modulated signal. Specifically, the fully charged capacitor is discharged by a signal having a magnitude corresponding to the distance between the camera and the subject during a given discharge period, and after the discharge period, a reference current is supplied to the capacitor to detect a period of charging to a given potential. .

카메라의 오토 포커스 장치에 있어서 포커스 조정의 정확도를 향상시키기 위해서는 전류-시간 변환기의 출력 범위를 될 수록 크게 하는 것이 중요한다.In the camera's autofocus device, it is important to increase the output range of the current-time converter as much as possible to improve the accuracy of the focus adjustment.

종래의 전류-시간 변환기의 출력 범위는 충분한 정확도를 보장할 만큼 그다지 크지 않다는 단점이 있다.The disadvantage is that the output range of conventional current-time converters is not so large as to ensure sufficient accuracy.

본 발명은 상기의 문제점의 적어도 일부를 해결하기 위하여 안출된 것으로서 오토 포커스 장치에 있어서 포커스 조정의 정확도를 제고시키는 개선된 전류-시간 변환기를 제공함을 그 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide an improved current-time converter which improves the accuracy of focus adjustment in an autofocus device, which has been devised to solve at least part of the above problems.

상기의 목적을 달성하는 본 발명에 따른 전류-시간 변환기는 오토 포커스 시스템에서 두 개의 위치 감지 센서에서 발생된 위치 감지 신호들의 차에 상응하는 펄스폭 변조 신호를 발생하는 전류-시간 변환기에 있어서, 두 개의 위치 감지 신호의 차에 상응하는 출력을 발생하는 차동 증폭기; 소정의 충전기간 동안 상기 차동 증폭기의 출력에 의해 충전되면, 충전기간 이후에는 소정의 크기를 갖는 기준 전류에 의해 방전되는 커패시터; 및 충전기간 이후부터 상기 커패시터의 충전 전위가 소정의 기준 전압까지 방전되는 기간을 검출하는 비교기를 포함함을 특징으로 한다.In the current-time converter according to the present invention for achieving the above object is a current-time converter for generating a pulse width modulated signal corresponding to the difference between the position sensing signals generated by the two position sensors in the autofocus system, A differential amplifier for generating an output corresponding to the difference between the two position sensing signals; A capacitor which is discharged by a reference current having a predetermined magnitude after charging between the chargers when charged by the output of the differential amplifier during a predetermined charger; And a comparator for detecting a period during which the charging potential of the capacitor is discharged to a predetermined reference voltage after the charger.

여기서, 커패시터는 충전기간의 초기에 충분히 방전될 것이 요구되므로 이를 위하여 방전 수단에 제공된다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.In this case, the capacitor is required to be sufficiently discharged at the initial stage between the chargers and is provided for the discharge means for this purpose. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제2도는 종래의 전류-시간 변환기의 구성을 보이는 회로도이다. 제2도에 도시된 장치는 차동 증폭기(30)에 의해 제1도에 도시된 전류 증폭기에서 제공되는 위치 감지 신호들(IN1,IN2)의 차이 성분에 상응하는 신호를 얻는다. 여기서, 차동 증폭기(30)가 동작하는 기간은 위치 감지 신호들(IN1,IN2)과 동상인 제1제어 신호(CNTA)에 의해 동작하는 제1스위칭 트랜지스터(32)에 의해 제어된다.2 is a circuit diagram showing the configuration of a conventional current-time converter. The apparatus shown in FIG. 2 obtains by means of a differential amplifier 30 a signal corresponding to the difference component of the position sensing signals IN1, IN2 provided in the current amplifier shown in FIG. Here, the period during which the differential amplifier 30 operates is controlled by the first switching transistor 32 operating by the first control signal CNTA in phase with the position sensing signals IN1 and IN2.

제2도에 도시된 장치의 동작 초기에 커패시터(34)는 만충전 상태를 유지하고 있다. 커패시터(34)에 저장된 전하는 주어진 방전 기간동안 차동 증폭기(30)의 출력에 의해 방전된다. 이때 커패시터(34)의 전위는 위치 감지 신호들(IN1,IN2)의 크기 차이가 클수록 더욱 낮아진다.At the beginning of the operation of the device shown in FIG. 2, the capacitor 34 remains in a full charge state. The charge stored in the capacitor 34 is discharged by the output of the differential amplifier 30 for a given discharge period. At this time, the potential of the capacitor 34 becomes lower as the magnitude difference between the position sensing signals IN1 and IN2 increases.

방전 기간 이후에 커패시터(34)는 주어진 크기를 갖는 기준 전류에 의해 다시 충전된다. 이에 따라 커패시터(34)의 충전 전위는 일정한 비율로 증가된다.After the discharge period, the capacitor 34 is charged again by a reference current having a given magnitude. As a result, the charging potential of the capacitor 34 is increased at a constant rate.

방전 기간 이후부터 커패시터(34)의 충전 전위가 주어진 기준 레벨 Vref 까지 충전되기까지의 기간이 비교기(36)에 의해 검출된다. 비교기(36)는 기준 레벨Vref가 커패시터(34)의 충전 전위보다 높은 동안 하이 레벨의 비교 판정 신호를 출력한다.The period from the discharge period until the charge potential of the capacitor 34 is charged to a given reference level Vref is detected by the comparator 36. The comparator 36 outputs a high level comparison determination signal while the reference level Vref is higher than the charging potential of the capacitor 34.

비교기(36)에서 출력되는 비교 판정 신호가 하이 레벨을 유지하는 기간은 방전 기간이 종료되는 시점에서의 커패시터(34)의 전위 즉, 위치 감지 신호(IN1,IN2)의 크기 차이에 비례한다.The period during which the comparison determination signal output from the comparator 36 maintains the high level is proportional to the potential difference of the capacitor 34 at the time when the discharge period ends, that is, the magnitude difference of the position sensing signals IN1 and IN2.

제3도는 제2도에 도시된 장치의 동작을 보이는 파형도이다. 제3a도는 위치 감지 신호(IN1,IN2)의 파형을 보이는 것이고, 제3b도는 차동 증폭기(30)의 동작을 제어하는 제1제어 신호(CNTA)의 파형을 보이는 것이고, 제3c도는 방전 기간의 시작을 나타내는 제2제어 신호(CNTB)의 파형을 보이는 것이고, 제3d도는 방전 기간의 종료 및 전류-시간 변환의 개시를 나타내는 제3제어 신호(CNTC)의 파형을 보이는 것이고, 제3e도는 커패시터(34)의 충전 전위의 변화를 보이는 것이고, 그리고 제3f도는 비교기(36)의 비교 판정 결과를 보이는 것이다.3 is a waveform diagram showing the operation of the apparatus shown in FIG. FIG. 3a shows the waveform of the position sensing signals IN1 and IN2, FIG. 3b shows the waveform of the first control signal CNTA controlling the operation of the differential amplifier 30, and FIG. 3c shows the beginning of the discharge period. FIG. 3D shows the waveform of the third control signal CNTC indicating the end of the discharge period and the start of the current-time conversion, and FIG. 3E shows the capacitor 34. ) Shows the change of the charging potential, and FIG. 3f shows the comparison determination result of the comparator 36.

제2도에 도시된 장치는 제3e도에 도시된 바와 같이 기준 전압 Vref가 커패시터의 충방전 곡선 중에서 상측에 위치하게 되므로 선택의 폭이 좁다. 왜냐하며 정확도를 향상시키기 위해서는 충방전 곡선의 중간에 있는 선형 영역을 이용하여야 하는데 기준 전압 Vref가 상측에 위치함으로써 차신호를 표현하기 위한 영역이 좁아지고 그 결과 정확도가 저하된다.In the apparatus shown in FIG. 2, the selection voltage is narrow since the reference voltage Vref is located above the charge / discharge curve of the capacitor as shown in FIG. 3E. This is because in order to improve the accuracy, a linear region in the middle of the charge / discharge curve should be used. Since the reference voltage Vref is located on the upper side, the region for representing the difference signal is narrowed, and as a result, the accuracy is reduced.

제4도는 본 발명에 따른 전류-시간 변환기의 바람직한 실시예를 보이는 회로도이다. 제4도에 도시된 장치는 두 개의 위치 감지 신호의 차에 상응하는 출력을 발생하는 차동 증폭기(40), 소정의 충전 기간 동안 차동 증폭기(40)의 출력에 의해 충전되며, 충전기간 이후에는 소정의 크기를 갖는 기준 전류에 의해 방전되는 커패시터(44), 충전기간 이후부터 커패시터(34)의 충전 전위가 소정의 기준 전압Vref까지 방전되는 기간을 검출하는 비교기(46), 그리고 커런트 미러(48)를 포함한다.4 is a circuit diagram showing a preferred embodiment of the current-time converter according to the present invention. The device shown in FIG. 4 is charged by the output of the differential amplifier 40 for a predetermined charging period, the differential amplifier 40 generating an output corresponding to the difference between the two position sensing signals, and after the charger between A capacitor 44 discharged by a reference current having a magnitude of V, a comparator 46 for detecting a period during which the charging potential of the capacitor 34 is discharged to a predetermined reference voltage Vref from after the charger, and the current mirror 48 It includes.

커패시터(44)는 충전기간의 초기에 충분히 방전되어져 있어야 한다. 이를 위해 스위치(46)가 제공된다. 스위치(46)는 충전기간이 시작되기 전에 도통되어 커패시터(44)의 충전 저하를 충분한 레벨로 방전시킨다.The capacitor 44 must be sufficiently discharged at the beginning of the charger. A switch 46 is provided for this purpose. The switch 46 is turned on before the charger-to-battery starts to discharge the charge drop of the capacitor 44 to a sufficient level.

커런트 미러(48)는 차동 증폭기(40)에서 발생된 출력에 상응하는 전류를 발생시켜 커패시터(44)에 제공한다. 이에 의해 커패시터(44)와 차동 증폭기(40)가 상호 영향받지 않고 동작하게 된다.The current mirror 48 generates a current corresponding to the output generated by the differential amplifier 40 and provides it to the capacitor 44. As a result, the capacitor 44 and the differential amplifier 40 operate without being influenced by each other.

제4도에 도시된 장치의 동작을 상세히 설명한다.The operation of the apparatus shown in FIG. 4 will be described in detail.

차동 증폭기(40)는 전류 증폭기에서 제공되는 위치 감지 신호들(IN1,IN2)의 차이 성분에 상응하는 신호를 발생한다. 여기서, 차동 증폭기(40)가 동작하는 기간은 위치 감지 신호들(IN1,IN2)과 동상인 제1제어 신호(CNTA)에 의해 동작하는 스위칭 트랜지스터(42)에 의해 제어된다.The differential amplifier 40 generates a signal corresponding to the difference component of the position sensing signals IN1 and IN2 provided by the current amplifier. Here, the period during which the differential amplifier 40 operates is controlled by the switching transistor 42 operating by the first control signal CNTA in phase with the position sensing signals IN1 and IN2.

커패시터(44)는 차동 증폭기(40)의 출력에 의해 충전된다. 이때, 커패시터(44)는 충전기간의 초기에 충분히 방전되어져 있으므로 그의 충전 전위는 차동 증폭기(40)의 출력 즉, 위치 감지 신호(IN1,IN2)의 크기 차이에 비례한다.Capacitor 44 is charged by the output of differential amplifier 40. At this time, since the capacitor 44 is sufficiently discharged at the initial stage between the chargers, its charging potential is proportional to the magnitude difference of the output of the differential amplifier 40, that is, the position sensing signals IN1 and IN2.

충전기간 이후에 커패시터(44)는 주어진 크기를 갖는 기준 전류에 의해 방전된다. 이에 따라 커패시터(34)의 충전 전위는 일정한 비율로 감소된다.After the charger, the capacitor 44 is discharged by a reference current having a given magnitude. As a result, the charging potential of the capacitor 34 is reduced at a constant rate.

충전기간 이후부터 커패시터(44)의 충전 전위가 주어진 기준 전압 Vref까지 방전되기까지의 기간이 비교기(46)에 의해 검출된다. 비교기(46)는 기준 전압 Vref가 커패시터(44)의 충전 전위보다 낮은 동안 하이 레벨의 비교 판정 신호를 출력한다.The comparator 46 detects a period from time after charge between chargers until the charging potential of the capacitor 44 is discharged to a given reference voltage Vref. The comparator 46 outputs a high level comparison determination signal while the reference voltage Vref is lower than the charging potential of the capacitor 44.

비교기(46)에서 출력되는 비교 판정 신호가 하이 레벨을 유지하는 기간은 충전기간이 종료되는 시점에서의 커패시터(44)의 전위 즉, 위치 감지 신호(IN1,IN2)의 크기 차이에 비례한다.The period during which the comparison determination signal output from the comparator 46 maintains the high level is proportional to the potential of the capacitor 44 at the time when the charger ends, that is, the magnitude difference between the position sensing signals IN1 and IN2.

제5도는 제4도에 도시된 장치의 동작을 보이는 타이밍도들이다. 제5a도는 위치 감지 신호(IN1,IN2)의 파형을 보이는 것이고, 제5b도는 차동 증폭기(40)의 동작을 제어하는 제1제어 신호(CNTA)의 파형을 보이는 것이고, 제5도는 충전 기간 전에 커패시터(44)에 충전된 전하를 충분히 방전시켜 주기 위한 제2제어 신호(CNTB)의 파형을 보이는 것이고, 제5d도는 충전기간의 종료 및 전류-시간 변환의 개시를 나타내는 제3제어신호(CNTC)의 파형을 보이는 것이고, 제5e도는 커패시터(44)의 충전 전위의 변화를 보이는 것이고, 그리고 제5f도는 비교기(46)의 비교 판정 결과를 보이는 것이다.5 is a timing diagram showing the operation of the apparatus shown in FIG. FIG. 5A shows the waveform of the position sensing signals IN1 and IN2, FIG. 5B shows the waveform of the first control signal CNTA controlling the operation of the differential amplifier 40, and FIG. 5 shows the capacitor before the charging period. The waveform of the second control signal CNTB for sufficiently discharging the charge charged in 44 is shown. FIG. 5d shows the waveform of the third control signal CNTC indicating the end of the charger and the start of the current-time conversion. 5e shows the change of the charging potential of the capacitor 44, and FIG. 5f shows the result of the comparison decision of the comparator 46. FIG.

제4도에 도시된 장치는 제5e도에 도시된 바와 같이 기준 전압 Vref이 커패시터의 충방전 곡선 중에서 중간에 위치하게 되므로 선택의 폭이 넓다. 즉, 커패시터의 충방전 곡선에서 선형 영역의 상측으로부터 하측까지를 충분히 이용할 수 있어서 차신호를 표현하기 위한 영역이 넓어지고 그 결과 정확도가 향상된다.The apparatus shown in FIG. 4 has a wide selection since the reference voltage Vref is located in the middle of the charge / discharge curve of the capacitor as shown in FIG. 5E. That is, in the charge / discharge curve of the capacitor, it is possible to sufficiently use the upper side to the lower side of the linear region, so that the region for representing the difference signal is widened, and as a result, accuracy is improved.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 오토 포커스 장치의 전류-시간 변환기는 커패시터의 방전 특성을 이용하여 전류-시간 변화를 표현할수 있는 해상도를 크게 함으로써 포커스 조정의 정확도를 향상시키는 효과를 갖는다.As described above, the current-time converter of the autofocus apparatus according to the present invention has the effect of improving the accuracy of the focus adjustment by increasing the resolution capable of expressing the current-time change by using the discharge characteristics of the capacitor.

Claims

A current-time converter for generating a pulse width modulated signal corresponding to a difference between position detection signals generated by two position sensors in an auto focus device of a camera, the output time corresponding to the difference between two position detection signals. Differential amplifiers; A capacitor charged by the output of the differential amplifier during a predetermined charger and discharged by a reference current having a predetermined magnitude after the charger; And a time detector for detecting a period after which the charging potential of the capacitor is discharged to a predetermined reference voltage after between chargers.

2. The current-time converter of claim 1, further comprising a switch that is initially conducted between chargers to discharge the charge charge of the capacitor.

The current-time converter of claim 1, further comprising a current mirror which generates a current corresponding to the output of the differential amplifier and provides the current to the capacitor.