JPH0340321B2

JPH0340321B2 -

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Publication number: JPH0340321B2
Application number: JP56034697A
Authority: JP
Priority date: 1980-03-12
Filing date: 1981-03-12
Publication date: 1991-06-18
Also published as: FR2478331A1; FR2478331B1; DE3109004A1; JPS56143903A; US4317991A; GB2073532A; DE3109004C2; CA1161932A; GB2073532B

Description

【発明の詳細な説明】

最近、とくに写真機に用いる何種類かの自動焦
点装置が提案されている。そのような自動焦点装
置の多くは主な２つの種類のいずれか一方に含ま
れる。そのうちの１つは受動型であつて、見られ
る光景の２つの映像が比較され、一致した位置す
なわち重なり合つた位置からの変位量が被写体ま
での距離を示すようになつている。第２の種類は
能動型であつて、音または光が写真機から被写体
へ向けて放射され、その物体から反射された音ま
たは光の受けられたエネルギーを解析して被写体
までの距離を決定するようになつている。本発明
は能動型自動焦点装置に関するものであるが、従
来の能動型自動焦点装置にはいくつかの欠点があ
つた。本発明は、いわゆるゾーンフオーカスの能動型
装置に関し、特にサーボモータまたはその他のエ
ネルギ消費量が多く、高価な部品を使用すること
なしに、デジタル出力で動作する独特で、安価な
撮影レンズ位置ぎめ装置をもつた自動焦点装置を
提供するものである。更に詳しくいえば、本発明においては、変調さ
れた赤外線エネルギーが写真機から被写体へ放射
され、被写体から反射されたその赤外線エネルギ
ーが、反射エネルギーの細い帯状すなわち線状の
映像を生ずるように、円筒レンズまたはその他の
種類のひずみレンズを通される。この線状の反射
エネルギービームは、所定のパターンとなるよう
に配置された複数の検出素子で構成された新規な
検出器アレイに入射する。検出器アレイに入射し
た線状の反射エネルギーの位置は被写体までの距
離を示し、検出器アレイに検出素子を独特に配列
することにより、前記位置は十分に高い確度でデ
ジタル的に確認され、非常に近い距離から無限遠
までの場所に存在する被写体に対して正しく焦点
の合つた信号を生ずる。ソレノイドにより作動さ
せられる複数のシムにより、ばねによつて偏倚さ
せられる撮影レンズが位置させられ、前記シムは
正しい焦点領域でレンズの動きを停止させる。以下、図面を参照して本発明を詳細に説明す
る。第１図において、写真機のレンズ系１０はレン
ズ・マウント１４に固定されている撮影レンズ１
２を有する。このレンズ・マウント１４はばね１
６により下方へ偏倚させられる。レンズ・マウン
ト１４の切れ目部２０の中にラツチ１８がひつか
かつており、ラツチ１８を第１図で左方へ偏倚さ
せる偏倚部材２２によりその位置に保持されてい
る状態が示されている。第１の延長部３０と第２
の延長部３４を有するレリーズ・ボタン２６が、
ばね部材２８により第１図で左方へ通常偏倚させ
られている様子が示されている。レリーズ・ボタ
ン２６が押されると、第２の延長部３４が自動焦
点電源スイツチ３２のスイツチ接点を閉じて、装
置へ電力を供給する。レリーズ・ボタン２６を更
に押すと第１の延長部３０がラツチ部材１８に接
触してラツチ部材１８を右方へ動かし、切れ目部
２０からラツチ部材１８を出すことにより、レン
ズ・マウント１４とレンズ１２を下方へ動かすこ
とができるようにする。レンズ・マウント１４とレンズ１２が下方へ動
くと、レンズ・マウント１４の受面３６が複数の
スペーサ部材たとえばシム４０，４２，４４のう
ちの１つのシムに接触することになる。どのシム
に受面３６が接触するかは自動焦点装置の出力に
依存する。シムに接触した受面３６はその後で可
動部材４６に当る。この可動部材４６は、固定部
材５０に接触するまで、スペース４６で示されて
いる狭い間隔だけ下方へ動き、レンズ・マウント
１４の動きを制止する可動部材４６が下降する
と、矢印５２で示されている延長部がスイツチ接
点５４を閉じ、そのためにシヤツタ・レリーズ機
構（図示せず）が動作させられる。後で詳しく説
明する目的のために、シム部材４０，４２，４４
の幅は異つており、かつそれらのシム部材は、自
動焦点装置の出力により動作させられる複数のソ
レノイド６０，６２，６４の動作に従つて、受面
３６と可動部材４６の間に位置させられる。ソレ
ノイド６０は部材６６により最大幅のシム４０に
連結され、ソレノイド６２は部材６８により中間
幅のシム４２に連結され、ソレノイド６４は部材
７０により最小幅のシム４４に連結される。図か
らわかるように、ソレノイド６０，６２，６４の
いずれも作動されなければ、受面３６が部材４６
を動かして固定部材５０に接触させるまで、レン
ズ・マウント１４は下降する。ソレノイド６４が
作動させられると最小幅のシム４４が受面３６と
可動部材４６の間に置かれるから、レンズ・マウ
ント１４は、全てのソレノイドが作動させられな
い時にレンズ・マウント１４が動くほどの距離は
下降しない。同様にして、ソレノイド６２が作動
させられると、中間幅のシム４２が受面３６と可
動部材４６の間に置かれるから、レンズ・マウン
ト１４は、ソレノイド６４が作動された時にレン
ズマウント１４が動くほどの距離は下降しない。
３つのソレノイドのうちの１つまたはいくつかを
作動させたり、作動させなかつたりすることによ
り、種々の組合わせのシムを受面３６と可動部材
４６の間に置くことができ、レンズ・マウント１
４とレンズ１２を種々の長さだけ下降させること
ができることがわかる。３つのソレノイドと３つ
のシムを用いることにより、レンズ・マウント１
４とレンズ１２の８種類の位置を得ることができ
る。シヤツタ・レリーズ・スイツチ５４が操作さ
れて撮影が行われてから、レンズ・マウント１４
とレンズ１２を元の位置へ戻し、ラツチ部材１８
を切れ目部分２０の中に再び入れて、レンズ・マ
ウント１４を図示の位置に置いて次の撮影のため
に待機させるために、フイルム送り機構（図示せ
ず）が用いられる。 LED MODとして示されて光源８０は、ここ
で説明している実施例では、レンズ８４を貫通す
る軸８２により示されている経路に沿つて、赤外
線エネルギーの変調されたビームを発生する。光
源８０は、なるべく約0.94ミクロンの赤外線領域
における比較的狭い幅のエネルギーを送ることが
できる。更に狭い周波数帯を得るために、軸８２
に沿つてフイルタを置くこともできる。レンズ８
４は軸８２に沿つて送られてきた赤外線エネルギ
ーを集束または平行にする。もつとも、正確に平
行にすることは絶対のものではない。赤外線エネ
ルギーは被写体に当るまで軸８２に沿つて進み、
被写体により反射された赤外線エネルギーは、第
１図の左側に軸８６で示されている経路に沿つて
進み、レンズ８８とひずみレンズ９０を通つて検
出器アレイ９２に入射する。周囲光エネルギー量
を減少させ、検出器アレイ９２に入射する光の周
波数を光源８０により放射された狭い帯域に制限
するために、フイルタを軸８６に沿つて配置させ
ることもできる。ひずみレンズ９０としては円筒
レンズを用いることができ、この円筒レンズはレ
ンズ８８とは別に装置することもできれば、レン
ズ８８の一部として組込むこともできる。検出器
アレイ９２上に比較的細い映像を発生するために
他の種類のレンズを用いることができ、たとえば
レンズ３８を周知の非点収差レンズに類似のもの
にできる。反射されて軸８６に沿つて進むエネルギーは検
出器アレイ９２上に比較的細い線の像を生ずる。
この像をなす細長いスポツトは第１図の紙面に垂
直にのびており、その位置は写真機から被写体ま
での距離に応じて変化する。被写体が遠方にある
と、軸８６は軸８２にほぼ平行となつて、像は第
１図に∞記号で示されている検出器９２の右端部
の検出位置に生ずる。被写体と写真機との間の距
離が、たとえば1mと、非常に近いと、像は検出
器９２の左端の1Mという記号で示されている左
端部の検出位置に生ずる。1mと無限遠の間の像
の位置は検出器９２の両端部の中間の対応する位
置である。検出器アレイ９２は、２つの等しい面
積に分割されて、それに入射した反射エネルギー
の位置を決定できるようにするパターンで検出器
の表面に配列される複数の検出器で構成される。第２図は検出器アレイ９２の表面の一例を示す
もので、この例では種々の寸法の検出器が３行に
配列される。検出器はなるべくホトダイオードで
構成するとよいが、光導電素子や電荷結合素子の
ような他の種類の検出器も用いることができる。
検出器は図には長方形として示されており、この
長方形は実際には好適な形であるが、他の形の検
出器を用いることもできる。便宜上、隣り合う検
出器は、どの検出器が後述する回路によりデジタ
ルの「０」または「１」を発生させるように動作
するかを示すために、灰色または白色で示されて
いる。第１の行Ａは左端部に小さい検出器１００
を有する。この検出器１００は灰色で示されてい
る。検出器１００の幅は検出器アレイ９２の幅の
８分の１で、高さは適宜である。第２図には検出
器１００はほぼ正方形として示されているが、高
さはより長方形となるように選択できる。検出器
１００の隣りは検出器１０２で、その幅は検出器
１００の幅の２倍で、白色で示されている。第３
の検出器１０４が検出器１０２の隣りに配置され
る。この検出器１０４の幅は検出器１０２の幅と
同じで、灰色領域として示されている。この検出
器１０４の隣りの検出器１０６は検出器１０４と
同じ幅で、白色領域として示されている。第２の
行Ｂは左端部に検出器１１０を有する。この検出
器１１０の幅は検出器１００の幅の４倍である。
行Ｂには検出器１１２も含まれる。この検出器１
１２は行Ｂの右端部で、その幅は検出器１１０の
幅と同じである。第３の行Ｃは左端部に検出器１
０２，１０４，１０６の幅と同じ幅の検出器１１
４を有する。この検出器１１４の隣りには、検出
器１１０，１１２の幅と同じ幅の検出器１１６が
設けられる。最後に、行Ｃには検出器１１６の隣
りに検出器１０２，１０４，１０６，１１４の幅
と同じ幅の検出器１１８が設けられる。第２図の
１番下には８つの領域１〜８が示されている。そ
れらの領域により検出器を識別できる。変調され
た赤外線エネルギーのひずんでいる映像が、第２
図の領域３の中で検出器１０６，１１２，１１６
を横切つた状態で、細長いスポツトすなわち細い
線状映像１２０として示されている。比較的細い
が、映像１２０の幅は隣り合う検出器の間の境界
領域よりもはるかに広い。被写体が動く時のスポ
ツト１２０の動く向きは第２図で右および左で、
その引き延ばしの方向に交わる向きである。合理
的に大きな検出器を用いている３行の検出器に同
時に映像を入射させるために、スポツトは細長く
引き延ばされている。非常に細い検出器行を用い
たとすると、スポツトをひずませなくでき、それ
でも３行の全ての同時に入射する。前記したよう
に、検出器アレイ９２に沿う映像の位置は、エネ
ルギーを反射する被写体までの距離を示す。たと
えば、自動焦点装置から非常に離れている被写体
は線映像１２０を領域１に投射させて、検出器１
０８，１１２，１１８に交差させる。被写体が写
真機に接近すると、軸８６が検出器アレイ９２の
面に対して成す角度のために、線映像１２０は被
写体までの距離に応じて、第１図でますます左へ
動かされる。その結果、第２図に線映像１２０で
示されているエネルギーは右すなわち無限遠位置
から領域１，２，３，４，５，６，７を通つて領
域８に達し、その時に線映像１２０は検出器１０
０，１１０，１１４に入射する。第２図で、Ａ行の灰色領域検出器１００，１０
４，１０８は線１３０に接続され、それには信号
ａが与えられる。Ａ行の検出器１０２，１０６は
線１３２に接続され、信号a′が線１３２へ与えら
れる。Ｂ行の検出器１１２は線１３４へ接続さ
れ、この線へは信号ｂが与えられる。検出器１１
０は線１３６へ接続され、信号b′を与える。Ｃ行
の検出器１１４，１１８は線１３８へ接続されて
信号ｃを与える。検出器１１８は線１４０へ接続
されて信号c′を与える。線映像１２０が検出器の
表面に入射すると、その検出器は信号を常に発生
し、その信号は線１３０〜１４０うちの１本によ
り信号処理回路１５０へ常に与えられる。この回
路１５０は、映像を受けたのが灰色の検出器また
は白色の検出器が受けたのに応じて「０」信号ま
たは「１」信号を発生する。線映像１２０が領域
１に入射すると、検出器１０８，１１２，１１８
から出力が発生され、線１３０，１３４，１３８
に信号が与えられる。それらの信号は、選択され
た規約に従つて、後述する回路から出力「０」，
「０」，「０」を発生する。線映像１２０が第２図
に示すような位置に入射すると、検出器１０６，
１１２，１１６が出力を発生する。それらの出力
は線１３２，１３４，１４０に現われ、それらの
出力は用いる規約に従つて「１」，「０」，「１」出
力を生ずる。線映像１２０が第２図で左へ動くに
つれて、その映像は異なる領域内の異なる検出器
に入射し、各領域に対する信号の組合わせは独特
であることは明らかである。線映像１２０の検出器アレイ９２上の位置は被
写体までの距離の関数であるばかりでなく、検出
器のレンズの焦点距離と、第１図の２枚のレンズ
８４，８８の間のベース距離との関数である。無
限遠位置からの線映像１２０の変位ｄは式ｄ＝
fB／Ｒにより与えることができる。ここに、ｆ
は検出器レンズ８８の焦点距離、Ｂはレンズ８４
と８８の間のベース距離、Ｒは被写体までの距離
である。ここで、ｆが20ミリメートル、Ｂが50ミ
リメートル、Ｒが最短距離の1000ミリメートルと
すると距離ｄは１ミリメートルとなる。これらの
値のこの組合わせにより、検出器アレイの全長
は、被写体までの距離が無限遠から１メートルに
対して１ミリメートルである。各領域の幅は式ｚ
＝fB／R₁−fB／R₂から計算できる。ここに、ｚ
は領域の幅、R₁はその領域に対して選択した近
い距離、R₂はその領域に対して選択した遠い距
離である。通常は、１つの距離領域から別の距離
領域へ焦点を変える際に、レンズ１２がほぼ等し
い距離だけ動くように、領域は等しい幅であるよ
うに選択される。したがつて、幅が１ミリメート
ルの検出器アレイでは各領域の幅はほぼ８分の１
ミリメートル、または隣接する検出器の間の境界
領域のためにそれより少し狭い。そのように小さ
い寸法の検出器の製作は今日の固体製作技術では
困難ではない。もちろん、希望の近距離、ベース
距離、焦点距離は他の値を使用でき、アレイの長
さを増加できるが、先に示した値は標準の手持ち
写真機に使用するためにかなりよく表わす。第２
図は異なる数の行と、１行に含まれる検出器の数
を違えて構成でき、それにより希望の確度に従つ
て領域の数を変えることができる。たとえば、第
３図に示されているように、検出器行を２行用
い、１行中に小さな灰色検出器と、それに続く２
倍幅の白色検出器と、その後に続く前記小さな灰
色検出器の幅と同じ幅の検出器が含まれ、２行中
には幅が小さな検出器の幅の２倍である一対の検
出器が含まれ、一方の検出器は白色、他方の検出
器は灰色である。第２図に示されている検出器の
構成は、線映像１２０が１つの領域から別の領域
へ動くと、１度にただ１つの検出器の出力が変化
するように、好適な実施例で構成される。これに
より「グレイコード」と呼ばれる種類の出力が生
ずる。明らかに、３つの行Ａ，Ｂ，Ｃを異なる順
序に置いて、検出器の他の配置を構成して、グレ
イコード化されたものを発生できる。たとえば、
第４図は右から左へ示されているように、Ａ行は
小さな灰色検出器と、この小さな検出器に隣接
し、幅がその小さな検出器の幅の４倍である白色
検出器と、この白色の検出器に隣接し、幅が小さ
な検出器の幅の３倍である灰色検出器を有する
か、Ｂ行では前記小さな検出器の幅の２倍の幅を
有する２個の白色検出器と２個の灰色検出器が交
互に配置され、Ｃ行は前記小さな検出器の幅の３
倍幅の灰色検出器と、この灰色検出器に隣接し、
幅が小さな検出器の幅の４倍である白色検出器
と、この白色検出器に隣接し、幅が前記小さな検
出器の幅と同じ幅である灰色検出器とを有する。
その他の構成も可能である。もちろん、それらの
検出器は２進出力信号を発生するように配置でき
るが、２進コードでは１度に１つ以上の出力が変
化することがある。第２図に示すグレイコード
は、線映像１２０の幅が同じ行の中の異なる２つ
の検出器に入射するのに十分だとすると、大きな
誤りを防げる利点がある。したがつて、たとえ
ば、線映像１２０が第２図で左へ少し動いて、検
出器１０４と１０６に入射したとすると、ここで
用いる規約により、出力「１」，「０」，「１」また
は「０」，「０」，「１」が後述の回路から得られ
る。したがつて、この装置は写真機が領域３また
は４で焦点を結ぶように応答する。いずれの場合
でも、それらの領域３，４は希望の焦点位置に極
めて近い。一方、各領域に対して１個以上の検出
器が変化したとすると、２つかそれ以上の行にお
いて２個の検出器の重なり合いが生じて、装置は
大きな誤差で焦点を合わせることがある。たとえば、２進の５から２進の６へ進むと、出
力は「１」，「０」，「１」から「１」，「１」，「０
」
へ変化し、その場合に線映像の重なり合いによ
り、（「１」，「０」，「１」）、（「１」，「１」，
「０」）、
（「１」，「１」，「１」）または（「１」，「０」，
「０」）
が生ずることがある。後の２つは２進の７と４を
それぞれ表すもので、この自動焦点装置は２進の
５または６により表されている領域に焦点を合わ
さない。ある応用においては、これは受け容れら
れることもあるが、本発明ではグレイコード化さ
れたアレイの方が好ましい。したがつて、検出器
アレイの設計においては、線映像が異なる行の両
方に入射できるように、異なる行の２つの検出器
の間の境界領域を有することを避けることが最上
である。もちろん、領域は白色と灰色の検出器の
異なる配列を有する独特のものでなければならな
い。式ｄ＝fB／Ｒと、焦点距離ベース、距離につ
いて選択された変数を用い、等しい幅の領域（す
なわちゾーン）を仮定することにより、各領域
（すなわちゾーン）における被写体に対する距離
を計算できる。

【表】

【表】次に表１を参照する。表の１番上の列に８つの
領域が示され、２列目にはそれらの領域の遠くの
部分と近くの部分に位置する被写体までの距離
（ｍ）が示されている。たとえば、領域１におい
ては被写体は無限遠から８メートルに、領域２に
おいては被写体を８〜４ｍに、領域３においては
被写体を４〜2.66ｍに、領域４においては被写体
を2.66〜2.0ｍにでき、領域５においては被写体
を2.0〜1.6ｍに、領域６においては被写体を1.6〜
1.33ｍに、領域８においては被写体を1.14〜1.0ｍ
にできる。表１においては、行Ａ，Ｂ，Ｃ内の検
出器の出力が各領域について示されており、後で
説明するように、映像が検出器に入射すると、第
２図に示されている灰色検出器が信号処理回路１
５０の出力端子に「０」信号を生じ、白色検出器
が回路１５０の出力端子に「１」信号を生ずると
仮定している。表１からわかるように、エネルギ
ー線の映像が第１の領域に入射した時は、３つの
行Ａ，Ｂ，Ｃの出力はＡ＝０，Ｂ＝０，Ｃ＝０で
ある。線映像１２０が領域２の中にある時は出力
はＡ＝１，Ｂ＝０，Ｃ＝０、領域３に線映像１２
０がある場合には出力はＡ＝１，Ｂ＝０，Ｃ＝
１、領域４においては出力はＡ＝０，Ｂ＝０，Ｃ
＝１、領域５においては出力はＡ＝０，Ｂ＝１，
Ｃ＝１、領域６においては出力はＡ＝１，Ｂ＝
１，Ｃ＝１、領域７においては出力はＡ＝１，Ｂ
＝１，Ｃ＝０、領域８においては出力はＡ＝０，
Ｂ＝１，Ｃ＝０である。出力Ａ，Ｂ，Ｃは第１図
では、信号処理回路１５０から出て変換回路１６
６へ入る出力線１６０，１６２，１６４として示
されている。変換回路１６６の目的は、ソレノイ
ド６０，６２，６４を容易に動作させるように、
グレイコード化されている信号Ａ，Ｂ，Ｃを２進
コード化された信号Ｓ，Ｌ，Ｍに変えることであ
る。それらの信号Ｓ，Ｌ，Ｍが、ソレノイド６
４，６２，６０にそれぞれ接続されている出力線
１７０，１７２，１７４上にそれぞれ示されてい
る。線１７０上の信号Ｓは幅の狭いシム４４を動
作させるソレノイド６４を制御し、線１７２上の
信号Ｍは中間幅のシム４２を動作させるソレノイ
ド６２を制御し、線１７４上の信号Ｌは最大幅の
シム４０を動作させるソレノイド６０を制御す
る。２進信号Ｓ，Ｍ，Ｌは表１の出力信号Ａ，Ｂ，
Ｃの下に示されている。領域１においてはＳ＝
０，Ｌ＝０，Ｍ＝０であり、領域２においてはＳ
＝１，Ｌ＝０，Ｍ＝０、領域３においてはＳ＝
０，Ｌ＝０，Ｍ＝１、領域４においてはＳ＝１，
Ｌ＝０，Ｍ＝１、領域５においてはＳ＝０，Ｌ＝
１，Ｍ＝０、領域６においてはＳ＝１，Ｌ＝１，
Ｍ＝０、領域７においてはＳ＝０，Ｌ＝１，Ｍ＝
１、領域８においてはＳ＝１，Ｌ＝１，Ｍ＝１で
ある。これらの出力Ｓ，Ｌ，Ｍは２進信号である
から、ソレノイド６０，６２，６４を正しく附勢
するのに最も有利である。検出される各領域に対して、レンズ１２は無限
遠位置に関して所定の場所に位置させられる。各
領域に対する焦点距離が25ミリメートルのレンズ
位置ぎめの様子が表１の５列目に示されている。
領域１ではレンズの延長は無限遠位置から0.04ミ
リメートルであることがわかる。表１の６列目に示されているように、15.6メー
トルの位置にある被写体に対して焦点が正しく合
わされる。領域２においては、レンズの延長は無
限遠位置から0.12ミリメートルで、これにより
5.23メートルの位置にある被写体に焦点が正しく
合う。領域３においてはレンズの延長は0.20ミリ
メートルで、これにより3.14メートルの所の被写
体に焦点が正しく合う。領域４においては、レン
ズの延長は0.28ミリメートルで、これにより2.25
メートルの所の被写体に焦点が正しく合う。領域
５においては、レンズの延長は0.36ミリメートル
で、これにより1.76メートルの所の被写体に焦点
が正しく合う。領域６においては、レンズの延長
は0.44ミリメートルで、これにより1.44メートル
の所の被写体に焦点が正しく合う。領域７におい
ては、レンズの延長は0.52ミリメートルで、それ
により1.23メートルの所にある被写体に焦点が正
しく合う。領域８においては、レンズの延長は
0.60ミリメートルで、それにより1.06メートルの
所にある被写体に焦点が正しく合う。選択された
値に対して、各領域の変化に対してレンズが0.08
ミリメートル動くことがわかる。もちろん、撮影
レンズの視野の深さで、領域全体を通じて、およ
びそれらを通常こえた範囲にわたつて位置してい
る被写体に焦点が良く合う。したがつて、第２図
に示されている検出器の配置により設けられた８
つの領域を利用することにより、８つの領域のう
ちの任意の１つの領域内で１メートルと無限遠の
間にある被写体に対して、本発明を用いて焦点を
満足できるように合わせることができることがわ
かる。再び第１図を参照して、第２図の検出器アレイ
に関連して説明したように、種々の検出器行から
の信号ａ，a′，ｂ，b′，ｃ，c′は線１３０〜１４
０を介して信号処理回路１５０へ与えられる。更
に詳しくいえば、線１３０に与えられた信号は回
路点２００を経て反転増幅器２０２へ与えられ
る。放射エネルギーが検出器１００，１０４，１
０８のいずれかに受けられると、線１３０に信号
ａが現われ、増幅器２０２の反転特性のためにこ
の信号の位相が180度反転させられるから、線２
０４に現われる信号は放射源８０から放射された
信号と位相が180度異なることになる。検出器１
００，１０４または１０８がエネルギーを受けな
いと、線１３０上に信号が生じないから増幅器２
０２からは線２０４へ出力が与えられない。同様
にして、検出器１０２または１０６がエネルギー
を受けたとすると、信号a′が線１３２に与えら
れ、この信号は非反転増幅器２０６へ与えられ
る。この増幅器２０６の出力は線２０８へ与えら
れる。線２０８に与えられた信号は光源８０から
放射されたエネルギーと同相である。一方、検出
器１０２または１０６によりエネルギーが受けら
れないとすると、線１３２へ信号が与えられない
から、線２０８へは増幅器２０６からの同相出力
信号は与えられない。検出器１１２によりエネル
ギーが受けられると、信号ｂが線１３４へ与えら
れ、この信号ｂは回路点２１０を介して反転増幅
器２１２へ与えられる。この増幅器２１２の出力
は線２１４へ与えられる。したがつて、エネルギ
ーが検出器１１２により受けられると、信号ｂが
線１３４を介して反転増幅器２１２へ与えられ、
その結果として180度位相の異なる信号が線２１
４へ与えられる。一方、エネルギーが検出器１１
２により受けられないと、線１３４または２１４
へは信号が与えられない。検出器１１０がエネル
ギーを受けると、b′信号が線１３６に現われ、こ
の信号は非反転増幅器２１６で増幅されてから線
２１８へ与えられる。検出器１１０がエネルギー
を受けると、同相信号が線１３６に現われ、その
信号に類似の同相信号が線２１８に現われる。同
様に、検出器１１４または１１８がエネルギーを
受けると、信号ｃが線１３８に現われ、その信号
は回路点２２０を介して反転増幅器２２２へ与え
られ、この増幅器の出力は線２２４へ与えられ
る。したがつて、エネルギーが検出器１１４また
は１１８により受けられると同相信号が線１３８
に現われ、180度位相が異なる信号が線２２４に
現われる。一方、検出器１１４または１１８によ
りエネルギーが受けられなければ、線１３８と２
２４へは信号は与えられない。最後に、エネルギ
ーが検出器１１６により受けられると、ｃ信号が
線１４０へ与えられ、この信号ｃは非反転増幅器
２２６へ与えられる。この増幅器２２６の出力は
線２２８へ与えられる。信号が線１４０に現われ
ることはエネルギーが検出器１１６に入射したこ
とを示すものであり、その時には同相信号が線２
２８に現われる。一方、エネルギーが検出器１１
６に入射しないと、線１４０と２２８は信号は現
われない。線２０４，２０８に現われた信号は抵抗２３
０，２３２の回路点２３４を介して増幅器２３６
へ与えられる。この増幅器２３６の出力は線２３
８へ与えられる。抵抗２３０と２３２は線２０４
と２０８に現われる信号を加え合わせるように動
作する。通常は、線映像１２０は各検出器行中の
１つの検出器のみに入射するが、線映像が隣り合
う２つの検出器の境界部近くに入射した場合に
は、線映像が２つの検出器にまたがつて入射する
こともある。信号ａとa′が線１３０と１３２に同
時に現われる場合には、線２０４に逆相信号が現
われると同時に、線２０８に同相信号が現われ
る。しかし、ほとんどまれなケースではあるが、
一方の検出器に他の検出器よりも多くのエネルギ
ーが入射して、線２０４に現われる信号の大きさ
が線２０８に現われる信号の大きさよりも大きく
なり、あるいは一方の検出器に他の検出器より少
いエネルギーが入射すると、線２０８に与えられ
る信号は線２０４に与えられる信号よりも大き
い。どちらの信号が大きいかに従つて、回路点２
３４と増幅器２３６の出力線２３８に同期信号ま
たは逆相信号が現われる。同様にして、線２１
４，２１８に与えられた出力信号は抵抗２４０，
２４２と回路点２４４を介して増幅器２４６へ与
えられる。前記した加算回路と同様に、正常な条
件の下では線２１４と２１８へ信号が同時に与え
られることはないが、線映像が検出器１１０と１
１２の境界に非常に近く入射した場合には、両方
の検出器にエネルギーが同時に入射して、線１３
４と１３６に信号ｂ，b′が同時に与えられること
がある。これらの信号のうちの一方はほとんど常
に他方より少くとも僅かに大きいから、加算抵抗
２４０，２４２が同相または逆相の優勢な信号を
回路点２４４と増幅器２４６の回路点２４４と、
増幅器２４６の出力線２４８に現わさせる。最後
に、線２２４と２２８に現われた信号は抵抗２５
０，２５２と回路点２５４を介して増幅器２５６
の入力端子へ与えられる。この増幅器の出力は線
２５８へ与えられる。前記したのと同様にして、
１度に線２２４または２２８の一方にのみ信号が
現われるが、線映像１２０が検出器の境界近くに
入射する時は、線１３８と１４０に信号ｃとc′が
同時に現われる。いずれの場合でも、線２２８に
現われた同相信号は線２２４に現われた逆相信号
と比較されるから、回路点２５４と線２５８に現
われる結果信号は、Ｃ行のどの検出器がエネルギ
ーの全部または多くを受けているかを示す同相ま
たは逆相である。明らかに非反転増幅器２０６，
２１６，２２６の利得はインバータ２０２，２１
２，２２２の利得と同じにすべきであり、インバ
ータ２０２，２１２，２２２の利得が１であれ
ば、非反転増幅器２０６，２１６，２２６はなく
すことができる。各行Ａ，Ｂ，Ｃでエネルギーを受けている検出
器を示す線２８，２４８，２５８上の信号は位相
検出器２６０，２６２，２６４へそれぞれ与えら
れる。これらの位相検出器２６０，２６２，２６
４は発振器２６８から線２７０，２７２，２７４
をそれぞれ介して同相信号も受ける。位相検出器
２６０，２６２，２６４は線２３８，２４８，２
５８上の信号の位相を発振器２６８から与えられ
る同相信号と比較して、比較結果を示す出力信号
を線２８０，２８２，２８４へそれぞれ与える。
位相検出器は、それらに与えられた入力信号が同
相の時は「１」信号を常に発生し、与えられた入
力信号が逆相の時は「０」信号を常に発生する。
更に詳しくいえば、線１３２上の信号ａが優勢な
大きさを有することを示す同相信号が線２３８に
現われた時は、位相検出器２６０は線２３８と２
７４から２つの同相入力を受け、線２８０へ出力
「１」を出すが、線２３８に与えられた信号が線
２７４に与えられた信号の位相と180度異なつて、
線１３０に現われる信号ａの振幅が優勢であるこ
とを示すと、線２８０へ与えられる出力は「０」
である。同様にして、線２４８上の信号が発振器
２６８から線２７２へ与えられた信号と同相で、
線１３６上の信号b′の振幅が優勢であることを示
したとすると、線２８２に「１」出力が与えられ
るが、線２４８上の信号が発振器２６８から線２
７２へ与えられた信号と180度位相が異なつて、
線１３４上の信号ｂの振幅が優勢であることを示
すと、線２８２に「０」出力が与えられる。最後
に、線２５８上の信号が発振器２６８から線２７
０へ与えられた信号と同相で、線１４０上の信号
c′の振幅が優勢であることを示すと、線２８４に
「１」出力が与えられるが、線２５８上の信号が
発振器２６８から線２７０へ与えられた信号と逆
相で、線１３８上の信号ｃの振幅が優勢であるこ
とを示すと、線２８４に「０」出力が与えられ
る。線２８０，２８２，２８４上の信号は第１図
の信号処理回路１５０からの出力Ａ，Ｂ，Ｃとし
て表わされており、それらの信号は第２図におけ
る線映像１２０の位置に応じて「１」または
「０」となる。コンデンサ２９０，２９２，２９
４が位相検出器２６０，２６２，２６４の出力端
子と信号アースとの間にそれぞれ接続されて信号
Ａ，Ｂ，Ｃを平滑にし、ノイズを減少させるとと
もに、位相検出器に通常固有のリツプルを減少さ
せる。発振器２６８の出力は線２９６とコンデンサ２
９８，３００，３０２をそれぞれ介して線１３
０，１３４，１３８にそれぞれ与えられる。この
ような接続の目的は、被写体までの距離が非常に
大きい時に起ることであるが、第２図の検出器か
ら信号が全く与えられない時に、線２０４，２１
４，２２４したがつて線２３８，２４８，２５８
に逆相信号が与えられて出力信号Ａ，Ｂ，Ｃが全
て「０」となり、後で説明するように、装置が無
限遠または至近結像距離に焦点を合わせるよう
に、線１３０，１３４上に少し同相の信号を生じ
させることである。コンデンサ２９８，３００，
３０２により与えられるバイアスが存在すること
が予測されるノイズより少し大きいが、検出器か
らの信号より小さいから、希望によつては第２図
の灰色検出器をなくすことができる。その理由
は、線映像１２０が灰色検出器に入射せずに空い
ているスペースに入射して、コンデンサ２９８，
３００，３０２により発生されるバイアスが信号
をインバータ２０２，２１２，２２２へ与えて、
線映像があたかも灰色検出器に入射したのと同じ
結果となるからである。しかし、実際には、検出
器の製作が非常に容易であるから、エネルギーが
灰色検出器に入射した時に小さなバイアス信号よ
りも明確な信号を有する方が良いために、検出器
アレイ中に白色の検出器と灰色の検出器を配置す
る方が好ましい。大きな信号を与えるまでバイア
スが高くなつたとすると、離れている被写体の場
合には、検出器に入射するエネルギーがバイアス
レベル以下に低下して、白色検出器からの信号が
バイアス信号によつて圧倒され、誤指示が行われ
る結果となる。発振器２６８は最後の出力を線３０４を介して
光変調器８０へ与えられ、レンズ８４から放射さ
れる赤外線ビームを変調し、同相信号を発生す
る。信号処理回路１５０から線１６０に与えられた
信号Ａは、排他的オアゲート３１２の１つの入力
端子に接続されている線３１０により変換回路１
６６へ与えられる。ゲート３１２は出力Ｓを線３
１４へ与える。信号処理回路１５０の出力Ｂは線
１６２を介して変換回路１６６へ与えられる。こ
の信号は回路点３２０を介して出力Ｌとして線３
２２へ与えられる。信号処理回路１５０から線１
６４へ与えられた信号ｃは変換回路１６６へ与え
られ、線３２６を介して排他的オアゲート３２８
の１つの入力端子へ与えられる。このゲート３２
８の出力は線３３０へ与えられる。この出力は回
路点３３４を介して出力Ｍとして線３３６へ与え
られる。回路点３２０は線３４０により排他的オ
アゲート３２８の別の入力端子へ接続され、回路
点３３４は線３４４によりオ他的オアゲート３１
２の別の入力端子へ接続される。線３１４，３２
２，３３６にそれぞれ与えられた出力Ｓ，Ｌ，Ｍ
は線１７０，１７４，１７２をそれぞれ介してソ
レノイド６４，６０，６２へそれぞれ与えられ
る。信号Ｓ，Ｌ，Ｍは最小幅のシム４４と、中間
幅のシム４２と、最大幅のシム４０を受面３６と
可動部材４６の間に位置させて、レンズ１２を正
しく位置させる。出力Ｓ，Ｌ，Ｍは線３５０，３
５２，３５４によつて領域デコーダ・ボツクス３
５６へも与えられる。この領域デコーダ・ボツク
スは、アメリカ合衆国ニユージヤージ−州イング
ルウツド・クリフス（Englewood Cliffs）所在
のブレンテイス−ホール社（Prentice−Hall
Inc.）発行のマノ（M.Morris Mano）著「コン
ピユータの論理設計（Computer Logic
Design）」の109ページ、４−８節４−１２図に
示されている種類の２進−８進デコーダで構成で
きる。領域デコーダ・ボツクス３５６は２進コー
ド化された信号を３つ受けて８つの出力信号を発
生する。それらの出力信号は指示器３６０〜３６
７へそれぞれ与えられる。領域デコーダ３５６は
信号Ｓ，Ｌ，Ｍを示す線３５０，３５２，３５４
上の信号を解析して、指示器３６０〜３６７に、
第２図の領域１〜８のどれに線映像１２０が入射
したかを指示させる。こうすることにより、どの
領域に写真機の焦点が合つているかが撮影者へ視
覚的に指示される。信号Ａ，Ｂ，Ｃが全て「０」であれば、変換回
路１６６の排他的オアゲート３１２，３２８が
「０」信号を線３１４，３２２，３２６へ与える
から、ソレノイド６０，６２，６４はいずれも作
動させられない。この状態は、第２図の線映像１
２０が無限遠位置すなわち領域１にある時に起
る。その結果、ラツチ部材１１８がレンズ・マウ
ント１４を離すと、受面３６は可動部材４６に接
触するまで下降し、その下降中にレンズ・マウン
ト１４と可動部材４６は静止するまでに間隔４８
に等しい距離だけ動く。可動部材４６の長さは、
領域１に必要なレンズ延長を与えるように選択さ
れる。その延長は0.04ミリメートルであつて、至
近結像距離位置を与える。したがつて、レンズ１
２が静止し、シヤツタ・レリーズ・スイツチ５４
が作動させられると、レンズは写真機から８メー
トルの位置と無限遠位置の間の被写体に対して正
しい位置に置かれる。もちろん、可動部材４６は
固定部材５０に固定させることもできるが、そう
するとスイツチ５４を作動させるために別の機構
を必要とする。領域２において、出力Ａが「１」、出力Ｂが
「０」、出力Ｃが「１」であると排他的オアゲート
３１２，３２８が動作して、出力Ｓが「１」、出
力Ｌが「０」、出力Ｍが「０」となるようにする。
このような状況の下において、信号が線１７２，
１７４でなくて線１７０に現われ、シム４４を受
面３６と可動部材４６の間に挿入するようにソレ
ノイド６４だけが作動させられる。シム４４の幅
は0.08ミリメートルとなるように選択され、した
がつて、ラツチ部材１８がレンズ・マウント１４
を放すと、受面３６はシム４４に接続するまで動
き、それから可動部材４６に接触するまで受面３
６とシム４４がいつしよに動き、更に間隙４８の
存在のために更に余分に動くことができる。その
結果、レンズ・マウント１４は、至近結像距離位
置を表わす0.4ミリメートルとシム４４の幅であ
る0.08ミリメートルの和である位置に静止する。
したがつて、レンズ・ハウジングは無限遠位置か
ら0.12ミリメートルの位置に停止する。その無限
遠位置は、表１からわかるように、領域２のレン
ズ延長位置であり、写真機から８〜４メートルの
位置にある被写体の焦点が正しく合う。領域３に
おいては、出力Ａ，Ｂ，Ｃがそれぞれ「１」，
「０」，「１」で、排他的オアゲート３１２，３２
８が動作して信号Ｓ＝０，Ｌ＝０，Ｍ＝１を発生
する。その結果、ソレノイド６２が作動させら
れ、シム４２が受面３６と可動部材４６の間を動
く。シム３６の幅は0.16ミリメートルに定められ
ているから、ラツチ部材１８がレンズマウント１
４を放すと、受面３６はシム４２に接触するまで
動き、それから可動部材４６に接触するまで受面
３６とシム４２はいつしよに動き、その後は間隔
４８により与えられる距離だけ受面３６とシム４
２および可動部材４６がいつしよに動く。この時
にはシヤツタ・レリーズ機構５４が作動させられ
る。この位置においてはレンズ・マウントは0.04
ミリメートル＋0.16ミリメートル＝0.2ミリメー
トルの距離の所に位置させられる。この位置は領
域３に対する正しい設定位置であり、４〜2.66メ
ートルの位置にある被写体に焦点が正しく合う。
領域４においては出力Ａ，Ｂ，Ｃはそれぞれ
「０」，「０」，「１」で、排他的オアゲート３１２，
３３８が領域４のために信号Ｓ＝１，Ｌ＝０，Ｍ
＝１を発生する。その結果、ソレノイド６４と３
２が作動されてシム４４と４２が受面３６と可動
部材４６の間に挿入される。そのために、レン
ズ・マウント１４が静止すると、その位置は0.04
ミリメートルと、シム４４の幅と、シム４２の幅
との和となる。この和は0.28ミリメートルであつ
て、領域４に対する正しい位置であるから、2.66
〜２メートルの位置にある被写体に焦点が正しく
合う。領域５においては、出力Ａ，Ｂ，Ｃはそれ
ぞれ「０」，「１」，「１」であり、変換された出力
Ｓ，Ｌ，Ｍはそれぞれ「０」，「１」，「０」とな
る。このような状況においてソレノイド６０が作
動されて、幅の広いシム４０が受面３６と可動部
材４６の間に挿入される。シム４０の幅は0.32ミ
リメートルであるから、レンズ・マムント１４は
シム４０の幅と0.04ミリメートルの和すなわち
0.36ミリメートルを表わす静止位置に達する。こ
れは領域５に対する正しい位置であり、２〜1.6
メートルの距離にある被写体に対して焦点が正し
く合わされる。領域６においては、出力Ａ，Ｂ，
Ｃは全て「１」となり、変換された信号Ｓ，Ｌ，
Ｍはそれぞれ「１」，「１」，「０」となる。このよ
うな状況の下で、ソレノイド６０，６４が作動さ
せられてシム４０と４４を受面３６と可動部材４
６の間に挿入する。したがつて、レンズ・マウン
ト１４が無限遠位置から0.44ミリメートルの位置
である静止位置に達し、1.6〜1.33メートルの距
離にある被写体に対して焦点が正しく合う。領域
７においては、出力Ａ，Ｂ，Ｃはそれぞれ「１」，
「１」，「０」で、変換回路１６６の出力Ａ，Ｂ，
Ｃはそれぞれ「１」，「１」，「０」で、変換回路１
６６の出力はＳ＝０，Ｌ＝１，Ｍ＝１となる。こ
れらの状況の下において、ソレノイド６０，６２
が作動させられて、シム４０，４２を受面３６と
可動部材４６の間に挿入される。したがつて、レ
ンズ・マウント１４は無限遠位置から0.52ミリメ
ートルの静止位置に達し、1.33〜1.14メートルの
間にある被写体に焦点が正しく合う。最後に、領
域８においては、出力Ａ，Ｂ，Ｃはそれぞれ
「０」，「１」，「０」で、変換された出力Ｓ，Ｌ，
Ｍはそれぞれ「１」，「１」，「１」となる。このよ
うな状況においては、全てのソレノイド６０，６
２，６４が作動させられて、全てのシム４０，４
２，４４が受面３６と可動部材３６の間に挿入さ
れる。したがつて、レンズ・マウント１４が静止
すると、そのレンズ・マウントはシムの厚さと
0.04ミリメートルの和を表わす位置にあることに
なる。この和は0.60ミリメートルで、領域８にお
けるレンズ延長の正しい距離であり、1.14〜１メ
ートルの位置にある被写体に焦点が正しく合わさ
れる。写真機から被写体までの距離を表わす８つ
の領域のうちのどの領域に光像が存在するかを決
定する新規な検出器を用いる能動自動焦点装置に
ついて説明した。この装置は複雑でなく、低コス
トで容易に製作できることがわかる。また、電動
機を用いることなしに、レンズを正しい焦点位置
へ動かす新規で正確かつ安価な装置が得られたこ
ともわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図は写真機と本発明の自動焦点装置の一部
を断面で示す概略図、第２図は個々の検出器が上
に置かれている検出器アレイの一実施例の平面
図、第３図は４領域装置用の検出器アレイの一実
施例の略図、第４図は８領域装置用の検出器アレ
イの一実施例の略図である。１４……レンズ・マウント、４０，４２，４４
……シム、６０，６２，６４……ソレノイド、８
０……光源、９２……検出器アレイ、１００，１
０２，１０４，１０６，１０８，１１０，１１
２，１１４，１１６，１１８……検出器、１５０
……信号処理回路、１６６……変換回路、２６
０，２６２，２６４……位相検出器、３５６……
領域デコーダ。

Claims

【特許請求の範囲】１レンズ要素を含んで、自動焦点装置から離れ
ている物体までの複数の距離領域をそれぞれ表わ
す所定のレンズ位置まで第１の方向に動くことが
できるハウジング手段と、このハウジング手段から前記第１の方向で所定
の間隙をおいた位置に位置させられ、前記ハウジ
ング手段の動きを制止する制止手段と、異なる幅の少くとも２つのスペーサ部材を有
し、これらのスペーサ部材は、前記ハウジング手
段の前記第１の方向での動きを前記所定のレンズ
位置のうちの何れか所望のレンズ位置までに制限
するため、前記所定の間隙の中へ移動され得るも
のであり、更に、入力信号に応じ、前記所定の間
隙の中へスペーサ部材を何も挿入しないか、選択
された少くとも１つのスペーサ部材を挿入するた
めの駆動要素を有している間隔どり手段と；前記自動焦点装置からの放射を離れている物体
へ導いてその物体により放射を反射させる放射送
出手段と；物体により反射された放射を受信し、近距離と
遠距離との間での物体の動きに伴つて動く放射の
スポツトを与える受信手段と；前記放射のスポツトを受けてそのスポツトの位
置の動きに伴つて変化する出力を生じるように配
置された検出手段と；前記検出手段に接続されてその出力を受け、近
くと遠くとの間でのゾーンを示す結果信号を与え
る信号応答手段と；この信号応答手段に前記駆動要素を接続して結
果信号を駆動要素にその入力信号として与える手
段、とを備える自動焦点装置。