JPH055831A - 焦点距離制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複雑な数値演算処理を行う必要がなく、簡単
な回路で構成可能な焦点距離制御装置を提供することで
ある。 【構成】 被写体１４からの反射光は受光素子アレイ１
６（受光素子Ｒ1 〜ＲN）で受光される。そして、互い
に隣り合った受光素子Ｒ1 〜ＲN の受光量を順次比較す
ることにより、受光素子決定回路１７で最大受光量の受
光素子を決定する。このようにして決定された受光素子
Ｒ1 〜ＲN に対応した撮影レンズ１９のレンズ位置（焦
点調整ステップ）が、レンズ位置調整手段１８によって
調整され、被写体１４に焦点が合わされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はカメラ等に用いる焦点距
離制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は、従来のアクティブオ―トフォ―
カスカメラ（以下、単にＡＦカメラという。）における
焦点距離制御装置を示した説明図である。

【０００３】投光回路５１からの信号を受けて投光素子
５２は断続的に発光し、この光は投光レンズ５３を通し
て被写体５４（対象物）に照射される。被写体５４から
の反射光は受光レンズ５５を通して受光素子５６で受光
され、その受光位置に応じた光電変換信号がその両端子
から生じる。両端子から生じた二つの光電変換信号は、
アナログ信号処理回路５７で所定の処理がなされた後、
Ａ／Ｄコンバ―タ５８でデジタルデ―タに変換される。
このようにして変換された二つのデジタルデ―タに基
き、距離演算回路５９で所定の演算処理がなされ、被写
体５４までの距離デ―タが得られる。この距離デ―タに
基きレンズ位置決定回路６０により最適なレンズ位置が
決定され、その結果はレンズ位置のステップ情報として
出力される。このステップ情報に基きレンズ位置調整手
段６１により撮影レンズ６２のレンズ位置（焦点調整ス
テップ）が調整され、被写体５４に焦点が合わされる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の焦点距離制
御装置では距離デ―タそのものが必要であるため、最終
的にはレンズ位置のステップ情報等を選定すればよいに
も拘らず、複雑な数値演算処理を高速で行う必要があっ
た。そのために、アナログ信号処理回路やＡ／Ｄコンバ
―タ等を精度よく構成しなければならなかった。

【０００５】本発明の目的は、複雑な数値演算処理を行
う必要がなく、簡単な回路で構成可能な焦点距離制御装
置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明における焦点距離
制御装置は、対象物を照射する照射光を生じる投光素子
と、上記照射光によって照射された対象物からの反射光
を受光して光電変換信号を生じる複数の受光素子からな
り、各受光素子が対象物までの距離と相関をもって配置
された受光素子アレイと、上記受光素子で生じる光電変
換信号に基き、上記複数の受光素子のなかから上記反射
光を受光した受光素子を決定する受光素子決定回路と、
上記各受光素子に対応して予め設定された複数の焦点距
離のなかから、上記受光素子決定回路で決定された受光
素子に対応した焦点距離を選択する焦点距離選択手段と
からなる。

【０００７】

【実施例】図１はＡＦカメラにおける焦点距離制御装置
の説明図であり、図２は図１に示した受光素子アレイ１
６および受光素子決定回路１７の詳細を示したブロック
図である。

【０００８】投光素子１２は、投光回路１１からの信号
を受けて断続的に発光する光を投光レンズ１３を通して
被写体１４（対象物）に照射するものであり、発光ダイ
オ―ド等で構成されている。受光素子アレイ１６は、同
一方向に配置されたＮ個の受光素子Ｒ1 〜ＲN で構成さ
れている。受光素子Ｒ1 〜ＲN は、被写体１４からの反
射光を受光レンズ１５を通して受光し、その受光量に応
じた光電変換信号を生じるものであり、フォトダイオ―
ドやフォトトランジスタ等の光電変換素子が用いられ
る。各受光素子Ｒ1 〜ＲN は被写体１４までの距離と相
関をもって配置されており、各受光素子Ｒ1 〜ＲN と撮
影レンズ１９のレンズ位置（焦点調整ステップ）とは１
対１に対応している。すなわち、各受光素子Ｒ1 〜ＲN
と１対１に対応して、予めＮ段階に焦点距離が設定され
ているわけである。各受光素子Ｒ1〜ＲN の間隔は、図
１および図２に示すようにしだいに増加するようにして
もよいし、図４に示すように一定であってもよい。要す
るに、撮影レンズ１９のレンズ位置（焦点調整ステッ
プ）と対応して、被写体１４までの距離と相関をもって
配置されていればよい。なお、各受光素子Ｒ1 〜ＲN の
受光面積は互いに等しく構成されているため、投光素子
１２からの照射光に基く被写体１４からの反射光以外の
成分、すなわちノイズ光等の影響が互いに相殺される。
受光素子決定回路１７は、受光素子Ｒ1 〜ＲN で生じる
光電変換信号に基き、受光素子Ｒ1 〜ＲNのなかでどの
受光素子が反射光を受光したかを決定するものである。
この受光素子決定回路１７は、図２に示すように、マル
チプレクサ２１および２２、Ｉ／Ｖ変換（電流／電圧変
換）回路２３および２４、整流回路２５および２６、コ
ンパレ―タ２７、ＣＰＵ２８で構成されている。レンズ
位置調整手段１８は、受光素子決定回路１７で決定され
た受光素子Ｒ1 〜ＲN に対応して、撮影レンズ１９のレ
ンズ位置（焦点調整ステップ）を調整するものである。

【０００９】つぎに、図１および図２に示した焦点距離
制御装置の動作を説明するが、その概略は以下の通りで
ある。

【００１０】被写体１４からの反射光は受光素子アレイ
１６（受光素子Ｒ1 〜ＲN ）で受光され、同時にマルチ
プレクサ２１および２２によって互いに隣り合った受光
素子Ｒ1 〜ＲN が順次選択される。そして、マルチプレ
クサ２１および２２を通して出力される光電変換信号
は、Ｉ／Ｖ変換回路２３および２４、整流回路２５およ
び２６を通して、コンパレ―タ２７に入力される。すな
わち、互いに隣り合った受光素子Ｒ1 〜ＲN の受光量
が、順次コンパレ―タ２７で比較されるわけである。Ｃ
ＰＵ２８では、その比較結果に基き、最大受光量の受光
素子を決定する。通常各受光素子Ｒ1 〜ＲN の受光量
は、最大受光量の受光素子を境にして増加から減少に転
じそのピ―クは一つであるが、ピ―クが二つ以上あると
きには、それらのピ―ク位置の平均位置にある受光素子
を最大受光量の受光素子とみなす。そして、このように
して決定された受光素子Ｒ1 〜ＲN に対応した撮影レン
ズ１９のレンズ位置（焦点調整ステップ）が、レンズ位
置調整手段１８によって調整され、被写体１４に焦点が
合わされる。

【００１１】つぎに、図３のフロ―チャ―トを参照し
て、最大受光量の受光素子Ｒ1 〜ＲNを決定する手順を
説明する。

【００１２】まず、各パラメ―タの初期設定が行なわれ
る（ａ）。パラメ―タ“Ｉ”は、マルチプレクサ２１お
よび２２によって順次選択される受光素子Ｒ1 〜ＲN の
素子番号（１〜Ｎ）に対応したものである。パラメ―タ
“Ｊ”は、順次選択される受光素子Ｒ1 〜ＲN の受光量
の増減を示すもので、増加のときには“１”、減少のと
きには“０”である。パラメ―タ“Ｋ”は、受光量のピ
―ク位置にある受光素子Ｒ1 〜ＲN の素子番号（１〜
Ｎ）の総和を示すものである。例えば、ピ―ク位置が二
つあり、それらの素子番号が“６”と“８”の場合に
は、パラメ―タ“Ｋ”の値は“１４”となる。パラメ―
タ“Ｌ”は、受光量のピ―クの個数を示すものである。

【００１３】各パラメ―タの初期設定が終了すると、パ
ラメ―タ“Ｉ”に“１”が加算される。すなわち、受光
素子Ｒ1 〜ＲN の素子番号がに設定されるわけである
（ｂ）。続いて、パラメ―タ“Ｉ”が奇数か偶数かが判
断される（ｃ）。奇数の場合には、マルチプレクサ２１
の“Ｉ”番目のスイッチＳI が導通して“Ｉ”番目の受
光素子ＲI が選択されると同時に、マルチプレクサ２２
の“Ｉ＋１”番目のスイッチＳ(I+1) が導通して“Ｉ＋
１”番目の受光素子Ｒ(I+1) が選択される（ｄ）。そし
て、受光素子ＲI および受光素子Ｒ(I+1) のそれぞれの
光電変換信号が、Ｉ／Ｖ変換回路２３および２４、整流
回路２５および２６を通して、コンパレ―タ２７に入力
され、コンパレ―タ２７の出力値“Ｘ”（“０”または
“１”）がＣＰＵに入力される（ｅ）。このときの値
“Ｘ”を“Ｙ”とする（ｆ）。パラメ―タ“Ｉ”が偶数
の場合には、マルチプレクサ２２の“Ｉ”番目のスイッ
チＳIが導通して“Ｉ”番目の受光素子ＲI が選択され
ると同時に、マルチプレクサ２１の“Ｉ＋１”番目のス
イッチＳ(I+1) が導通して“Ｉ＋１”番目の受光素子Ｒ
(I+1) が選択される（ｇ）。そして、パラメ―タ“Ｉ”
が奇数の場合と同様にして、コンパレ―タ２７の出力値
“Ｘ”がＣＰＵに入力される（ｈ）。このときの値
“Ｘ”を“Ｙ”とする（ｉ）。以上の手順により、“Ｉ
＋１”番目の受光素子Ｒ(I+1) の光電変換信号（受光
量）の方が“Ｉ”番目の受光素子ＲI の光電変換信号
（受光量）よりも大きい場合にはパラメ―タ“Ｙ”の値
が“１”となり、“Ｉ＋１”番目の受光素子Ｒ(I+1) の
光電変換信号（受光量）の方が“Ｉ”番目の受光素子Ｒ
Iの光電変換信号（受光量）よりも小さい場合にはパラ
メ―タ“Ｙ”の値が“０”となる。

【００１４】パラメ―タ“Ｊ”の値が“１”（受光量が
増加）か“０”（受光量が減少）かが判断される
（ｊ）。パラメ―タ“Ｊ”の値が“０”の場合には、
“Ｙ”の値を“Ｊ”に入れる（ｍ）。パラメ―タ“Ｊ”
の値が“１”の場合には、パラメ―タ“Ｙ”の値が
“１”（Ｒ(I+1) の受光量＞ＲI の受光量）か“０”
（Ｒ(I+1) の受光量＜ＲI の受光量）かが判断される
（ｋ）。パラメ―タ“Ｙ”の値が“１”の場合には、
“Ｙ”の値を“Ｊ”に入れる（ｍ）。パラメ―タ“Ｙ”
の値が“０”の場合、すなわち受光量が増加から減少に
転じる場合には、パラメ―タ“Ｋ”の値に“Ｉ”の値を
加算すると同時にパラメ―タ“Ｌ”の値に“１”を加算
し（ｌ）、“Ｙ”の値を“Ｊ”に入れる（ｍ）。以上の
手順により、受光量のピ―ク位置にある受光素子Ｒ1 〜
ＲN の素子番号（１〜Ｎ）の和“Ｋ”および受光量のピ
―クの個数“Ｌ”が求められる。

【００１５】パラメ―タ“Ｉ”の値が“Ｎ”に達したか
どうか、すなわち受光素子Ｒ1 〜ＲN の選択が最後まで
終了したかどうかが判断される（ｎ）。パラメ―タ
“Ｉ”の値が“Ｎ”である場合には、“Ｋ／Ｌ”の整数
部の値“Ｚ”に対応した素子番号の受光素子Ｒ1 〜ＲN
を最大受光量の受光素子と決定する。すなわち、ピ―ク
が一つの場合にはそのピ―ク位置にある受光素子を最大
受光量の受光素子とし、ピ―クが二つ以上あるときには
それらのピ―ク位置の平均位置にある受光素子を最大受
光量の受光素子とみなす（ｏ）。そして、その素子番号
“Ｚ”がそのままレンズステップ“Ｚ”となる（ｐ）。
すなわち、撮影レンズ１９のレンズ位置（焦点調整ステ
ップ）がＺ番目のレンズ位置に調整されるわけである。

【００１６】以上の手順により、最大受光量の受光素子
Ｒ1 〜ＲNが決定される。

【００１７】以上の実施例では、受光素子Ｒ1 〜ＲN と
撮影レンズ１９のレンズ位置（焦点調整ステップ）とを
１対１に対応させていたが、精度を上げるために受光素
子の数を焦点調整ステップよりも多くしてもよい。ま
た、以上の実施例では、互いに隣り合った受光素子Ｒ1
〜ＲN の受光量を順次比較することにより最大受光量の
受光素子Ｒ1 〜ＲN を決定していたが、それまでの受光
量の最大値そのものを記憶しておき、この最大値と受光
素子Ｒ1 〜ＲN の受光量とを順次比較するようにしても
よい。なお、受光素子アレイ１６（受光素子Ｒ1 〜ＲN
）と受光素子決定回路１７等を同一のＩＣチップに集
積化すれば、ノイズを低減することができ効果的であ
る。

【００１８】

【発明の効果】本発明によれば、複雑な数値演算処理を
行う必要がないため、高精度のアナログ信号処理回路や
Ａ／Ｄコンバ―タ等が必要なく、簡単な回路で焦点距離
制御装置構成可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示したものであり、ＡＦカメ
ラにおける焦点距離制御装置の説明図である。

【図２】図１に示した受光素子アレイ１６および受光素
子決定回路１７の詳細を示したブロック図である。

【図３】図１および図２に示した実施例の動作を示した
フロ―チャ―トである。

【図４】図１および図２に示した受光素子アレイ１６の
他の実施例を示した説明図である。

【図５】従来例を示した説明図である。

【符号の説明】

１２……投光素子 １６……受光素子アレイ Ｒ1 〜ＲN ……受光素子 １７……受光素子決定回路 １８……レンズ位置調整手段（焦点距離選択手段）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 対象物を照射する照射光を生じる投光素
   子と、上記照射光によって照射された対象物からの反射
   光を受光して光電変換信号を生じる複数の受光素子から
   なり、各受光素子が対象物までの距離と相関をもって配
   置された受光素子アレイと、上記受光素子で生じる光電
   変換信号に基き、上記複数の受光素子のなかから上記反
   射光を受光した受光素子を決定する受光素子決定回路
   と、上記各受光素子に対応して予め設定された複数の焦
   点距離のなかから、上記受光素子決定回路で決定された
   受光素子に対応した焦点距離を選択する焦点距離選択手
   段とからなる焦点距離制御装置。