JPH0313565B2

JPH0313565B2 -

Info

Publication number: JPH0313565B2
Application number: JP57210889A
Authority: JP
Inventors: Takaichi Maruyama
Original assignee: Kodak Digital Product Center Japan Ltd
Current assignee: Kodak Digital Product Center Japan Ltd
Priority date: 1982-12-01
Filing date: 1982-12-01
Publication date: 1991-02-22
Also published as: JPS59101611A; DE3341417C2; US4573783A; DE3341417A1

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、被写体に向けて光束を投射する発光
素子と、撮影レンズが被写体に対して前ピンある
いは後ピンの場合は、いずれか一方の受光素子が
被写体からの反射光束の過半数を受けるように撮
影レンズの繰り出し動作に連動する構成の一対の
受光部とを用いる合焦制御装置に関する。

（従来の技術）自動焦点調節装置（以下AF装置と略称する）
に関する提案は従来から各種存在するが、その１
つとしてアクテイブ方式と称されるものがある。
この方法は、カメラから被写体に向けて発した光
束のうち、被写体で反射されて戻る光を受光して
測距を行なうものである。

（発明が解決しようとる問題点）このタイプの撮影レンズ用合焦制御装置が、１
〜40ｍの撮影物体の測距用に供するためには、発
光素子の光束の強さなどとの兼合いから事実上、
受光素子に生ずる微弱な信号を検出および処理す
るため、回路の性能を高める必要がある。

すなわち、被写体距離が遠くなるか、または、
被写体の光束反射率が低い場合には、受光素子に
入射する反射光束が極度に減少し、測距信号が弱
まる結果、測距精度が低下したり、測距不能に陥
る問題を有している。

また、シネカメラ等の連続的な使用の撮影レン
ズの測距制御用に供するためには、上記の測距信
号が、比較的短時間に、しかも経済的に検出処理
されることが望まれる。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、
測距精度が向上するとともに、測距距離を遠方に
伸ばすことができる合焦制御装置を提供すること
を目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段）本発明による合焦制御装置は、反射光を得るた
め被写体に光束を照射する発光素子と、前記反射
光を受光するとともにモータにより駆動される撮
影レンズの光軸方向に対して垂直方向に配設され
た第１および第２の２個の隣接した受光素子から
なり、前記撮影レンズの繰り出し動作にしたがつ
て合焦の場合は前記反射光をこれら受光素子がそ
れぞれ等しく受け、前ピンの場合は前記反射光の
過半数を前記第１の受光素子が受け、後ピンの場
合は前記反射光の過半数を前記第２の受光素子が
受けるように配設された受光部と、前記第１の受
光素子および前記第２の受光素子から出力される
信号を加算し和の信号を出力する加算器と、前記
第１の受光素子および前記第２の受光素子から出
力される信号の差を求め差の信号を出力する減算
器と、和の信号および差の信号をそれぞれ積分す
る第１および第２の積分器と、この第１の積分器
から出力される積分された和の信号が一定値とな
り、前記第１および第２の受光素子の信号の出力
が等しくなりこの第２の積分器から出力される積
分された差の信号が零になる方向に前記モータを
所定量駆動させる動作回路とを具備するものであ
る。

（作用）本発明は、発光素子にて被写体に光束を照射し
て反射光を得、受光部では、モータにより駆動さ
れる撮影レンズの繰り出し動作に従つて合焦の場
合は反射光を２つの受光素子がそれぞれ等しく受
け、前ピンの場合は、反射光の過半数を第１の受
光素子が受け、後ピンの場合は、反射光の過半数
を第２の受光素子が受けるようにする。そして、
加算器にて、第１の受光素子および第２の受光素
子から出力される信号を加算し、減算器にて、第
１の受光素子および第２の受光素子から出力され
る信号を減算し、これら和の信号および差の信号
をそれぞれ第１の積分器および第２の積分器で積
分する。そうして、動作回路は、第１の積分器か
ら出力される積分された和の信号が一定値とな
り、第１および第２の受光素子の信号の出力が等
しくなり第２の積分器から出力される積分された
差の信号が零になる方向にモータを所定量駆動さ
せる。すなわち、合焦付近では、反射光が第１お
よび第２の受光素子に分配されるが、積分値の和
を求めることにより、反射光の量を求め、正確な
合焦動作を行なわせ、また、測距距離が長い場合
にも、反射光の量や合焦ズレ量に左右されるが、
積分値の和を求めることにより、合焦ズレ量や反
射率の違いを補正して測距距離を遠方に伸ばす。

（実施例）以下、本発明の図面に示す一実施例を参照して
説明する。

第１図は本発明の原理を示すものであり、図に
おいて、１１は発光素子で、この発光素子１１は
被写体１２に向つて赤外光束を発するたとえば赤
外発光ダイオードを用いている。１３は受光部
で、この受光部１３は上記発光素子１１の赤外光
束による被写体１２から反射光を受ける２個の互
いに隣接した受光素子１４，１５を有する。この
受光部１３は、図示しない撮影レンズの繰り出し
量に連動して被写体１２への光軸と直角方向に変
位するよう構成する。すなわち、撮影レンズの繰
り出し量を多くして近くにピントを合わせると、
受光部１３は光束を発する発光素子１１との間隔
が大きくなる。反対に、撮影レンズの繰り出し量
を少なくして遠方にピントを合わせると、受光部
１３と前記発光素子１１との間隔は小さくなる。

上記構成において、発光素子１１から集光レン
ズL₁を通り、被写体１２に向つて発せられた光
束は被写体１２で反射され、集光レンズL₂を通
つて受光部１３に入射する。ここで、被写体１２
までの実際の距離（以下被写体距離と呼ぶ）D₀
と撮影レンズが見ている距離、すなわちピントの
合つている地点までの距離（以下物体距離と呼
ぶ）Dlとが一致していると、反射光は第２図の
位置Ｃで示す如く、隣接する２個の受光素子１
４，１５に対し均等に入射される。これに対し、
被写体１２より前の地点にピントが合つている、
いわゆる前ピンの状態（Do−Dl₂＞０）では、撮
影レンズの繰り出し量が多く、受光部１３が所定
の位置より図示下方にズレているため、第１の受
光素子１４への入射光量が多くなる。このズレが
著しい場合には第２図の位置Ａで示す如く第１の
受光素子１４だけに入射する。反対に、第１図で
示す如く後ピンの状態（Do−Dl₁＜０）のとき
は、第２の受光素子１５に反射光の過半数が入射
され、このズレが著しいと、第２図の位置Ｂで示
す如く第２の受光素子１５だけに入射される。

このように、撮影レンズの物体距離Dlと被写
体距離D₀とのズレに連動して第２図に示す如く
受光部１３への入射位置が変化するので、第２図
の位置Ｃに対して入射光量がどちら側に偏つてい
るかを電気的に比較すれば、前ピンか後ピンかを
判別でき、その結果、撮影レンズをピント合致点
に駆動することができる。

第３図はこのための電気回路を示す。図におい
て、前記第１および第２の受光素子１４，１５の
出力端には、電流増幅用のバツフア回路１７，１
８が設けられる。また、第２の受光素子１５用バ
ツフア回路１８の出力端には出力反転回路１９が
設けられ、バツフア回路１８から生じる第２の受
光素子１５の出力Ｂを反転させる。２１は加算器
としての機能を有する第１の増幅器で、この第１
の増幅器２１は、抵抗R₁，R₂，R₃および演算増
幅器（以下オペアンプと呼ぶ）２２からなる。そ
して、その入力端は抵抗R₁を介してバツフア回
路１７の出力端に接続されると共に、抵抗R₂を
介してバツフア回路１８の出力端とも接続され
る。また、その出力端は抵抗R₇を介して第１の
積分器２３と接続されており、その出力端に、前
記第１および第２の受光素子１４，１５の出力の
和の積分値Ａ＋Ｂを発生させる。２５は減算器と
しての機能を有する第２の増幅器で、この第２の
増幅器２５は抵抗R₄，R₅，R₆およびオペアンプ
２６からなる。そして、その入力端は抵抗R₄を
介してバツフア回路１７の出力端に接続されると
共に、抵抗R₅を介して前記出力反転回路１９の
出力端とも接続される。また、その出力端は抵抗
R₈を介して第２の積分器２７と接続されており、
その出力端は前記第１および第２の受光素子１
４，１５の出力の差の積分値Ａ−Ｂを発生させ
る。

３１は第１のコンパレータで、この第１のコン
パレータ３１の一方の入力端は前記第１の積分器
２３の出力端と接続されており、その出力、すな
わち前記和の積分値Ａ＋Ｂを入力する。また、他
方の入力端は一定の閾値V_Hを発生する電源と接
続される。そして、前記和の積分値Ａ＋Ｂが一定
の閾値V_Hに達するとこれを検出し、検出信号を
出力する。３２は第２のコンパレータで、この第
２のコンパレータ３２の一方の入力端は前記第２
の積分器２７の出力端と接続されており、その出
力、すなわち前記差の積分値Ａ−Ｂを入力する。
また、他方の入力端は、可変閾値V_Mを発生する
デジタルーアナログ変換器（以下Ｄ−Ａ変換器と
呼ぶ）３３の出力端と接続される。上記可変閾値
V_Mは初期値が零で、その後、後述するカウンタ
ー３４等の動作により、前記差の積分値Ａ−Ｂと
一致する方向に変化する。そして、第２のコンパ
レータ３２は、前記差の積分値Ａ−Ｂと可変閾値
V_Mとを比較し、差の積分値Ａ−Ｂの方向（極性）
に応じた出力を生じる。すなわち、前述したよう
に、前ピンの状態で第１および第２の受光素子１
４，１５の出力がＡ＞Ｂの関係にあり、差の積分
値Ａ−Ｂが正であれば、初期状態において、出力
はＨレベルとなる。しかし可変閾値V_Mが変化し、
その入力関係がＡ−Ｂ≒V_Mになると、出力はＬ
レベルに反転する。なお、後ピンの場合は、上記
関係が反対となり、第２のコンパレータ３２の出
力は、初期状態にてＬレベル、Ａ−Ｂ≒V_Mにて
Ｈレベルに反転する。

前記カウンター３４は、前記可変閾値V_Mの基
になるデジタル信号を生じるもので、そのリセツ
ト端子Ｒは前記第１のコンパレータ３１の出力端
と接続される。そして、第１のコンパレータ３１
から出力される検出信号によりリセツトされる。
また、そのクロツク端子はアンドゲート３５の出
力端と接続されており、後述する条件の成立によ
り出力されるクロツクパルスCPをカウントし、
そのカウント値（デジタル信号）をＤ−Ａ変換器
３３に出力する。Ｄ−Ａ変換器３３は動作極性切
換端子付きのもので、その端子は第２のコンパレ
ータ３２の出力端と接続されており、その出力
（ＨまたはＬ）に応じて動作極性を切換える。す
なわち、第２のコンパレータ３２の出力がＨレベ
ルであれば、カウンター３４からのカウント値に
応じて、可変閾値V_Mを＋側に階段状に上昇させ
る。反対に、第２のコンパレータ３２の出力がＬ
レベルであれば、可変閾値V_Mを−側に、階段状
に上昇させる。

３７は記憶回路で、この記憶回路３７は、Ｄフ
リツプフロツプを用いており、上記第２のコンパ
レータ３２の出力、すなわち差の積分値Ａ−Ｂの
方向を記憶する。そのために、Ｄ端子は第２のコ
ンパレータ３２の出力端と接続され、また、Ｔ端
子は第１のコンパレータ３１の出力端と接続され
る。したがつて、第１のコンパレータ３１の検出
信号によりトリガーされ、第２のコンパレータ３
２の出力（ＨまたはＬ）を記憶する。すなわち、
上記トリガー時、Ｄ端子にＨレベルの入力があれ
ばＱ端子がＨレベル、端子がＬレベルになり、
反対にトリガー時、Ｄ端子にＬレベルの入力があ
ればＱ端子がＬレベル、端子はＨレベルとな
り、この状態を維持する。

３８はコントロール回路で、このコントロール
回路３８は、クロツクパルスCPを入力し、所定
周期で発光素子１１に対する発光指令や、第１お
よび第２の積分器２３，２７に積分開始指令およ
び解除指令を与える。また、前記第１のコンパレ
ータ３１の出力端とも接続されており、この出力
端から検出信号が入力されると、第１および第２
の積分器２３，２７に積分停止指令を与えると共
に、前記アンドゲート３５の１つの入力端子に合
焦ズレ検出スタート信号を与える。

３９は排他オアゲートで、この排他オアゲート
３９は、その一方の入力端は前記第２のコンパレ
ータ３２の出力端に接続され、また、他方の入力
端はＤフリツプフロツプ３７のＱ端子に接続され
る。また、その出力端はインバータ４０を介して
前記アンドゲート３５の入力端子に接続され、こ
のアンドゲート３５に、第２のコンパレータ３２
の入力Ａ−Ｂが可変閾値V_Mと一致していないと
いう条件を与える。

上記アンドゲート３５には、上述した合焦ズレ
検出スタート信号および第２のコンパレータ３２
の不一致条件のほか、クロツクパルスCPが入力
されており、これらの入力条件が揃うことにより
導通し、クロツクパルスCPを前記カウンター３
４に与える。このカウンター３４のカウント値は
前記Ｄ−Ａ変換器３３のほか、メモリ４１にも与
えられる。このメモリ４１は前記インバータ４０
の出力端と接続されており、ここから生じる前記
不一致条件が反転した（一致状態となつた）こと
により、その時点のカウント値（最終カウント
値）を記憶する。

４２はパルス幅決定回路で、パルス幅決定回路
４２は、上記メモリ４１に記憶されている最終カ
ウント値に応じて、モータ４３に対する駆動用の
パルス幅を決定する。このモータ４３は図示しな
い撮影レンズを合焦位置に駆動するものであり、
上記パルス幅は撮影レンズの繰り出し量に対応す
る。

４５は動作回路で、この動作回路４５は、前記
モータ４３を正転および逆転させるべく２つのア
ンドゲート４６，４７を持つ。これらアンドゲー
ト４６，４７は、前記パルス幅決定回路４２の出
力、すなわち撮影レンズの繰り出し量に対応する
信号をそれぞれ入力すると共に、前記Ｄフリツプ
フロツプ３７のＱ端子および端子から生じる繰
り出し方向に関する信号を入力し、これらの一致
により、モータ４３を正転または逆転動作させ
る。

上記構成において、コントロール回路３８によ
り発光素子１１を発光させると、被写体１２から
の反射光は受光部１の第１および第２の受光素子
１４，１５に入り、ここで光電変換させた後、各
バツフア回路１７，１８、各増幅器２１，２５を
経て積分器２３，２７に加えられる。このため、
第１の積分器２３の出力端には、第１および第２
の受光素子１４，１５の出力の和の積分値Ａ＋Ｂ
が生じ、また、第２の積分器２７の出力端には、
上記各出力の差の積分値Ａ−Ｂが生じる。

ここで、今、図示しない撮影レンズが前ピンの
状態にあるものとする。この場合、各受光素子１
４，１５の出力関係は（Ａ＞Ｂ）なので、差の積
分値Ａ−Ｂは正であり、第２のコンパレータ３２
は初期状態（V_M＝０）において、Ｈレベルの出
力を生じる。

また、和の積分値Ａ＋Ｂが一定の閾値V_Mに達
すると、第１のコンパレータ３１はこれを検出
し、検出信号（Ｈレベル）を生じる。この検出信
号はコントロール回路３８に加わり、第１および
第２の積分動作を停止させると共に、アンドゲー
ト３５に対する合焦ズレ検出スタート信号を生じ
させる。また、この検出信号はカウンター３４の
リセツト端子Ｒに加わつてこれをリセツトさせる
と共に、Ｄフリツプフロツプ３７のＴ端子に加わ
つてこれをトリガーする。このとき、Ｄフリツプ
フロツプ３７のＤ端子には第２のコンパレータ３
２からＨレベルの出力が加わつており、そのＱ端
子はＨレベル、端子はＬレベルとなつてこの状
態を維持する。すなわち、Ｄフリツプフロツプ３
７は前記差の積分値Ａ−Ｂの方向（極性）、言い
換えれば前ピン、後ピンのいずれか（この場合は
Ｈレベルなので前ピン）を記憶したことになる。

上記動作により、排他オアゲート３９の入力は
共にＨレベルになるので、出力はＬレベルにな
り、インバータ４０により反転されてＨレベルと
なり、アンドゲート３５に対し、第２のコンパレ
ータ３２の不一致条件を与える。このため、アン
ドゲート３５は導通し、クロツクパルスCPをカ
ウンター３４に与える。すなわち、カウンター３
４は、前記第１のコンパレータ３１の検出信号に
よりリセツトされ、かつこの時点から入力される
クロツクパルスCPをカウントする。Ｄ−Ａ変換
器３３は、このカウント値を基に、可変閾値V_M
を差の積分値Ａ−Ｂと一致する方向に階段状に変
化させる。この閾値V_Mの変化により、V_M≒Ａ−
Ｂの関係になると、第２のコンパレータ３２の出
力はＨレベルからＬレベルに反転する。このた
め、排他オアゲート３９の出力もＨレベルに反転
し、インバータ４０を介してアンドゲート３５に
加わつていた不一致条件をＬレベルに反転させて
このアンドゲート３５を不導通状態とする。この
動作によりカウンター３４のカウントは停止し、
また、メモリ４１には前記不一致条件の反転信号
（Ｌレベル）が加わつて上記カウンター３４の最
終カウント値をメモリする。この最終カウント値
は、パルス幅決定回路４２にて撮影レンズの繰り
出し量に対応するパルス幅信号となり、２つのア
ンドゲート４６に加わる。ここで、一方のアンド
ゲート４６は、前記前ピン状態を記憶したＤフリ
ツプフロツプ３７のＱ端子からＨレベルの信号が
入力されているので、前記パルス幅決定回路４２
からの信号を導通させ、そのパルス幅分モータ４
３を合焦方向に駆動する。

上記動作は、コントロール回路３８および第１
のコンパレータ３１の指令に基づくタイミングで
繰り返し行なわれ、前記差の積分値Ａ−Ｂの検出
動作中でもモータ４３はパルス幅決定回路４２お
よびＤフリツプフロツプ３７の記憶内容に基づい
て回転し続ける。

このようにして、第１および第２の受光素子１
４，１５に均等反射光が入る合焦状態になると、
前記インバータ４０からアンドゲート３５に加わ
る前記不一致条件はＬレベルに反転したままとな
り、アンドゲート３５は不導通のままとなる。こ
のため、カウンター３４はクロツクパルスCPを
カウントせず、第１のコンパレータ３１の出力に
より何回リセツトされてもＤ−Ａ変換器３３およ
びメモリ４１に出力は現われない。したがつて、
可変閾値V_Mは零の状態、すなわち合焦時の闘値
を維持しつづける。また、パルス幅決定回路４２
はアンドゲート４６，４７にパルスを与えないの
で、モータ４３は停止し、その状態を保つ。

上記説明は前ピンの場合について行なつたが、
後ピンの場合は、第２のコンパレータ３４の出力
がＬレベルになり、Ｄ−Ａ変換器３３の動作極性
が反対になる等前記説明とは信号レベルが反対に
なるが、基本的動作は同じなので、その説明は省
略する。

ここで、本実施例は、和の積分値Ａ＋Ｂによ
り、差の積分値Ａ−Ｂ、すなわち合焦ズレ量の検
出周期を決定しているので、この差の積分値Ａ−
Ｂの大小にかかわりなく検出周期は一定となる。
つまり、合焦ズレ量によつて、回路全体のタイミ
ングを左右する必要がないので、コントロール回
路３８を簡素に構成できる。

また、被写体からの反射光は、被写体までの距
離や、その反射率に左右されるので、従来は受光
素子からの信号の増幅率や、発光素子の発光量を
自動制御しなければならなかつたが、本発明で
は、和の積分値Ａ＋Ｂが一定値になるまで、差の
積分値Ａ−Ｂを検出するようにしたので、上述し
たような自動制御を行なう必要はない。

さらに、第１および第２の受光素子１４，１５
からの信号の入力段にてこれらの出力差をとり、
これを増幅して１つのコンパレータ３２で判定す
るので、両受光素子１４，１５の受光出力特性の
み精度を合わせておけば、確実に合焦ズレ量を検
出できる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、合焦付近で反射
光が分配され寿光素子出力が半減されても、積分
値の和を求め反射光の量を求めることにより、ま
た、測距距離を遠方に伸ばして、反射光の量が低
下しても、積分値の和を求めて、合焦ズレ量や反
射率の違い等を補正して、検出感度を高めること
により、合焦ズレ量や被写体までの距離やその反
射率等の違いに左右されることなく確実に合焦制
御できるので、測距精度が向上するとともに、測
距距離を遠方に伸ばすことができる。また、差の
信号が零となる方向にモータを駆動するので、ビ
デオカメラのように連続した合焦調節にも使用で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理を三角測量方式を用いた
場合について説明する測距説明図、第２図は第１
図で示した受光部の配置構成図、第３図は本発明
による合焦制御装置の一実施例を示す回路図であ
る。１１……発光素子、１２……被写体、１３……
受光部、１４……第１の受光素子、１５……第２
の受光素子、２１……加算器としての機能を有す
る第１の増幅器、２３……第１の積分器、２５…
…減算器としての機能を有する第２の増幅器、２
７……第２の積分器、４３……モータ、４５……
動作回路、Ａ＋Ｂ……和の積分値、Ａ−Ｂ……差
の積分値。

Claims

【特許請求の範囲】１反射光を得るため被写体に光束を照射する発
光素子と、前記反射光を受光するとともにモータにより駆
動される撮影レンズの光軸方向に対して垂直方向
に配設された第１および第２の２個の隣接した受
光素子からなり、前記撮影レンズの繰り出し動作
にしたがつて合焦の場合は前記反射光をこれら受
光素子がそれぞれ等しく受け、前ピンの場合は前
記反射光の過半数を前記第１の受光素子が受け、
後ピンの場合は前記反射光の過半数を前記第２の
受光素子が受けるように配設された受光部と、前記第１の受光素子および前記第２の受光素子
から出力される信号を加算し和の信号を出力する
加算器と、前記第１の受光素子および前記第２の受光素子
から出力される信号の差を求め差の信号を出力す
る減算器と、和の信号および差の信号をそれぞれ積分する第
１および第２の積分器と、この第１の積分器から出力される積分された和
の信号が一定値となり、前記第１および第２の受
光素子の信号の出力が等しくなりこの第２の積分
器から出力される積分された差の信号が零になる
方向に前記モータを所定量駆動させる動作回路とを具備することを特徴とした合焦制御装置。