JPS5812562B2 - カメラトウノ コウガクソウチニオケル シヨウテンセイゴウソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は結像光学系殊に写真装置に利用して効果的な焦
点整合装置に関し、光学的焦点整合の状態を２系列に発
生するパルスの計数値を比較することによって判別し得
るようになして判別精度を向上せしめる装置を提案する
。

従来技術として焦点整合点の情報信号を得るための光電
変換器としては光導電素子（例えば硫化カドミウム）が
利用されている。

そして、この素子は結像光学系の光路中に配置され、そ
の内部抵抗変化にもとずいて前記情報信号を得るのであ
るが、当該素子の受光面で結像が生ずると素子の内部抵
抗値が非結像時のそれよりも大きいと言う特性現象を利
用している。

すなわち、第１図の特性図に示す如く、横軸は結像位置
を採り、縦軸は素子の内部抵抗値を採ってみると、素子
の受光面で結像が生ずるとその内部抵抗値が最も大きく
（Ｐ点）なる。

しかし、同図から理解されるように素子特性並びに光学
上の性質からこのＰ点附近に至る内部抵抗値の変化率は
非常に小さいものとなる。

従って、光導電素子によって上記Ｐ点を検出し焦点整合
状態を判知しようとすると、上記変化率の小さい部分で
の判別が非常に困難であると共に高精度の判別信号の取
り出しは望み得ない。

これに対して本発明の基本的技術手段は上記光導電素子
特性の変化率が大きいところの、つまり特性曲線の立上
り部及び下り部のＭ−Ｎ点を比較することによって焦点
整合点を検出するものであり、そのため本発明では、パ
ルス周波数が結像光の明るさに応じて定まり、焦点整合
時の明るさに応じたパルス数が互に等しくなる２系列の
パルスを発生すべく焦点整合位置を挾む結像光路中に配
置した各々の光導電素子を別々に含む光応答第１、第２
発振器と、上記２系列のパルスをタイマー回路によって
時間規制された所定時間の間に系列別に計数する２つの
計数器と、これら２つの計数器の計数値を比較して計数
値が一致したとき出力する比較回路と、上記計数器の計
数及び比較回路の比較の後に上記タイマー回路に応動す
る信号発生回路の出力と上記比較回路の出力とを入力し
て焦点整合情報を発生するゲート回路とによって構成し
た。

この構成によって光導電素子の内部抵抗値変化率が大き
いところで焦点整合状態の判別を行うことが可能となる
ので、その判別のための情報信号が正確なものとなるば
かりでなく、周囲温度等装置自体への外部影響並びに電
源電圧変動等の内部影響の少ない高精度の装置を得る。

更に本発明の他の特徴は以下に詳述する好ましい実施例
により明らかになるであろう。

第１図において、Ｐ点に相当する横軸の結像位置ＰＱに
光導電素子が配置されている場合に結像レンズ系を移動
すれば、該素子の内部抵抗値は同図に示すように変化す
る。

従ってＰ点を挾んで対称となる点Ｍ−Ｎを得るような横
軸位置ＭＯ，Ｎｏ１に夫々光導電素子を配置する。

この配置によると、結像位置がＰＱからＮｏに向って移
動（結像レンズ系を移動）すれば、ＭＯ位置に配置した
第１素子の内部抵抗値が減少し、Ｎｏ位置の第２素子は
内部抵抗値を増加する。

この状態を第２図に示してある。

焦点整合位置がこの逆に移動すれば、上記第１及び第２
素子の内部抵抗値は先の場合に比較して逆に変化する。

而して、第１素子と第２素子との内部抵抗値とが互に等
しいＭ−Ｎ値にあるとき、焦点整合位置はＭＯ，Ｎｏの
中間位置Ｐｏにあって適正焦点整合状態にあると言える
。

しかも、このような素子配置及び比較検出手段によると
、これ等素子が感知する光の明るいときでも又暗いとき
でもその時々のＭ−Ｎ値の比較によって結果を得ること
ができるから明るさに左右されることなく焦点整合点を
検出することができる。

第３図はこの発明の１実施例であって、上記第．１及び
第２の光導電素子は光応答第１及び第２の発振器１ａ＞
１ｂに配置してある。

そして発振器１ａは第１光導電素子の内部抵抗値に応じ
た発振周期を以って、また、発振器１ｂは第２光導電素
子の内部抵抗値に応じた発振周期によって各々パルス発
振する如く構成してある。

２ａは一方の入力として上記発振器１ａのパルス出力を
受けるアンドゲート回路で、２ｂは一方の入力として上
記発振器１ｂのパルス出力を受けるアンドゲート回路で
ある。

これ等２つのゲート回路２ａ，２ｂの他方の入力はタイ
マー回路３による時間規制信号を受けるように接続して
ある。

このタイマー回路３は後述する計数回路の計数時間を定
めるもので、単安定マルチ回路等によって構成されてい
る。

また、当該タイマー回路３は定周波パルス発振器４によ
って起動信号を受け、起動後所定の時間の間アンドゲー
ト回路２ａ，２ｂに出力するものである。

定周波パルス発振器４はＵＪＴ発振回路等広く知られた
ものを使用することができる。

５は計数結果の比較を評価するための信号発生回路を始
動するもので、この実施例ではアンド回路６の一入力を
分担するが、タイマー回路３のタイマ一時間終期で起動
信号を受ける単安定マルチ回路などにより構成されてい
る。

一方、アンドゲート回路２ａから所定時間内に出力され
るパルス列は計数素子７ａ＋７ｂ，７ｃｔ７ｄ…で示す
計数器７に供給され、他方のアンドゲート回路のパルス
列は計数素子８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ…で示す計数器８
に供給される。

これ等２つの計数器はトリガフリップフロツプを多段接
続した２進多段計数器によって構成することができる。

これ等計数器７，８の計数結果は各アンド回路及びオワ
回路によって構成された比較回路によって対比される。

この比較回路の１つは計数素子７ａと８ａとの出力端子
間に接続したアンド回路９ａ，１０ａと、当該回路９ａ
，１０ａの各出力を入力として受けるオワ回路１１ａと
によって構成される。

他の計数素子間７ｂ〜８ｂ，７ｃ〜８ｃ，７ｄ〜８ｄ…
に接続される比較回路についても同様な構成の下にアン
ド回路９ｂと１０ｂ，９ｃと１０ｃ，９ｄと１０ｄ…及
びオワ回路１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ…が接続されている
。

そして、オワ回路１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ…の
各出力はアンド回路６の入力として各別に供給される如
く接続されている。

この構成より理解できるように相対応する計数素子が同
じような出力状態にあれば各オワ回路１１ａ，１１ｂ，
１１ｃ，１１ｄ…が出力状態に置かれる。

また、アンド回路６の情報出力はランプ或いはメーター
などに表示する表示回路１２に与えられる。

一方、上記計数器７，８の各計数素子は出力状態が全て
同一であるとは限らないから、装置を動作させるに際し
て予め計数器７，８をリセットする必要があり、このた
めリセット回路１３を設けてあるが、この回路は単安定
マルチ回路などによって構成されている。

斯かる構成の実施例では、先ず、リセット回路１３によ
って各計数素子が一定の法則にセットされるが、このリ
セット回路は定周波パルス発振器４の発振信号を受ける
ことによって、その後にリセット信号が発生しないよう
に回路動作する。

例えば、当該リセット回路が単安定マルチ回路により構
成されるときは斯かる回路の非反転時にリセットパルス
を発生するようにすると共に定周波パルス発振器４の発
振信号を受けて斯かる回路を反転動作する如く構成する
。

定周波パルス発振器４の発振信号は同時に計数時間タイ
マー回路３に供給されるので、このタイマー回路３が動
作を開始する。

タイマー回路３はその後アンドゲート回路２ａ，２ｂに
所定の時間の間出力を与え続けるが、それ以前に予め光
応答第１及び第２発振器１ａ，１ｂによる発振を開始さ
せておく、すなわち、発振器１ａ，１ｂのパルス発振が
継続している間に計数時間タイマー回路３の出力がアン
ドゲート回路２ａ，２ｂに供給される。

従って、計数時間タイマー回路３の出力継続時間、換言
すればタイマー回路３の設定時間ｔの間に光応答第１及
び第２発振器１ａ，１ｂから発生したパルスに応じてア
ンドゲート回路２ａｔ２ｂの出力パルス数が決定される
。

光応答第１発振器１ａと第２発振器１ｂとは上記したと
ころから明らかなように、焦点整合時には同じ周波数の
パルスを発生するが、非整合時には周波数の異なるパル
スを発生するから、上記設定時間ｔが経過した直後のア
ンドゲート回路２ａ，２ｂの出力パルス数を考えてみる
と、焦点整合時のパルス数は等しくなり、非整合時はそ
れに差異が現われる。

そこで、設定時間ｔの間にアンドゲート回路２ａ，２ｂ
が共に４個のパルスを発生したものと仮定すれば、計数
器７の計数素子７ａ，７ｂ及び７ｃが計数のために関与
してその出力状態を反転すると同時に計数器８の計数素
子８ａ，８ｂ及び８ｃも同様に出力状態を反転する。

ここにおいて計数素子の出力反転は相対応する各素子７
ａと８ａ，７ｂと８ｂ，７ｃと８ｃとが等しく行なわれ
ておるので、比較回路に含むオワ回路１１ａ，１１ｂ及
び１１ｃは継続して出力を保持する。

一方、この度計数のために関与しなかった計数素子７ｄ
…及び８ｄ…は先にリセットされておるから、相対応す
る計数素子７ｄと８ｄ…は同じ法則に従った出力状態に
あり、オワ回路１１ｄ…も出力を発している。

結局、アンドゲート回路２ａと２ｂとが上記設定時間ｔ
の間に同数個のパルスを発生しておれば、比較回路に含
むオワ回路１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ…の全てが
出力を発生し、その出力がアンド回路６の入力として供
給される。

また、設定時間ｔの経過後に計数時間タイマー回路３が
復元し、その際アンド回路６を始動するための回路５に
起動信号を与える。

当該回路５は起動によって短時間にアンド回路６の一人
力端子に出力を供給するから、これによってアンド回路
６の出力端子に情報信号を発生させ表示回路１２を動作
する。

上記説明より明らかである通り、計数器７，８の計数値
が共に同じであるときは表示回路１２の表示変化によっ
て、計数される２系列のパルス周波数が等しいこと、つ
まり、光応答第１及び第２発振器１ａ，１ｂから発振す
るパルスが同周波数であることを知ることができ、従っ
て、焦点整合状態であることを判別することができる。

なお、アンド回路６を始動する回路５は前記したように
単安定マルチ回路によって構成されているから、その回
路の時定数によって定まるタイマ一時間後にアンド回路
６への出力を断ち、その結果アンド回路６の出力は消失
する。

次に、リセット回路１３は前記したように単安定マルチ
回路であると仮定し、その復元時間が少なくともアンド
回路６を始動する回路５の復元後になるように時定数を
定めれば、表示回路１２の入力が断れた後に再びリセッ
ト回路１３によって計数器７．８がリセットされ、続い
てこのリセット回路１３は定周波パルス発振器４によっ
て２回目の発振パルスを受けることになる。

この発振パルスは同時に計数時間タイマー回路３の始動
信号となるので、上記したパルス計数動作が繰返される
。

リセット回路１３をこのように構成したときは、焦点整
合状態が続く限り、表示回路１２による表示は断続する
ことになる。

一方、焦点が非整合状態である場合には、光応答第１及
第２発振器１ａ，１ｂの発振周期が相違することになる
から、計数器７，８は異った計数ｉ値となる。

例えば、計数時間タイマー回路３の設定時間ｔの間に第
１発振器１ａが４個のパルスを発振し、第２発振器１ｂ
が３個のパルスを発振した状態では、アンドゲート回路
２ａが４個のパルスを出力し、そのため計数素子７ａ，
７ｂ及び７ｃが計数のために関与するが、アンドゲート
回路２ｂは３個のパルスを出力するに止まるから、計数
素子８ａ及び８ｂのみが計数のために関与することにな
る。

その結果、相対応して配置される計数素子７ｃと８０と
はその出力状態が変ってしまい、これ等素子間に接続し
た比較回路のオワ回路１１ｃのみが出力を発生しないこ
とになる。

これより、アンド回路６を始動するために回路５が出力
を発してもアンド回路６による情報信号は発生しないこ
とになり、表示回路は何等表示変化をせず、従って、焦
点が非整合状態であることを判別し得る。

第４図及び第５図は上記実施例における光応答第１及び
第２発振器１ａ，１ｂの回路例であって、第４図は上記
第１光導電素子または第２光導電素子１４とコンデンサ
１５とを直列に接続し、この接続部にＵＪＴ１６のエミ
ツタを接続して構成され、ＵＪＴ１６の第１ベースには
光導電素子１４の内部抵抗値に相応する発振パルスが繰
返し発生する。

第５図は無安定マルチ回路の時定抵抗として上記第１光
導電素子または第２光導電素子１４を接続したものであ
って、図中ｒ１抵抗に変えて今１つの光導電素子を接続
しても良い。

この回路では光導電素子１４の内部抵抗値に応じてトラ
ンジスタ１７のＯＦＦ時間（トランジスタ１８のＯＮ時
間）が定まるから、当該トランジスタ１７のコレクタよ
りパルスが繰返して発振する。

この他光応答第１及び第２発振器１ａ，１ｂを構成する
回路例としてはＣＲ発振器のＲ抵抗を光導電素子に変え
ることによっても構成することができる。

第６図は上記実施例の表示回路１２を示す１例であって
、スイッチングトランジスタ１９のコレクタに表示ラン
プ２０を接続して構成される。

表示回路１２はこの他にメーターによって表示させたり
、また、情報信号を受けた際動作するリレーを設け、こ
のリレーによって結像レンズの移動を停止させるように
構成することも可能である。

次に第７図は上記実施例に附加構成した一種の表示回路
であるが、ただ、この表示回路は結像レンズの移動方向
を表示する。

焦点を速かに整合させるには結像レンズの移動方向を知
ることが大切である。

この回路は上記実施例の計数時間タイマー回路３を単安
定マルチ回路で構成した場合で、当該マルチ回路の反転
時にＯＮするトランジスタ２１のコレクタ電圧を受けて
始動する。

すなわち、当該マルチ回路が非反転時にはトランジスタ
２２，２３が共にＯＮしておるので、コンデンサ２４，
２５を短絡している。

しかし、当該マルチ回路が反転すれば、そのトランジス
タ２２．２３が共にＯＦＦとなるから、コンデンサ２４
，２５は光導電素子２６．２７の内部抵抗値に応じて充
電され、従ってＵＪＴ２８，２９も発振を始める。

ここに光導電素子２６は第１図中ＭＯの位置に配置され
、光導電素子２７はＮＱの位置に配置されているものと
する。

而して、焦点が非整合状態にあって第２図のように光導
電素子２６の内部抵抗値が光導電素子２７の内部抵抗値
に比べ小さいと仮定すると、ＵＪＴ２８はＵＪＴ２９に
比較して早く発振を開始することになる。

それ故、シリコン制御整流素子（以下ＳＣＲという）３
０が導通してランプ３１を点灯する。

ＵＪＴ２９はＵＪＴ２８が発振を開始した後に発振をす
るが、ＳＣＲ３２が既に抵抗３３によりバイアスされて
おるので導通せずランプ３４も消灯のままとなる。

これより、ランプ３１の点灯を視認できるから、第２図
上結像位置がＮｏからＰｏに向って移動するに必要な結
像レンズの移動方向を知ることができる。

また、上記とは反対に光導電素子２６が光導電素子２７
より大きい内部抵抗値であるときはＳＣＲ３２のみ導通
してランプ３４を点灯するから、結像レンズを前記とは
逆方向に移動すればよいことが分る。

なお、スイッチ３５は常時閉成しておいても前記したと
ころのランプ表示を行なうことができるが、しかし、こ
の場合には焦点整合操作中ランプが点灯することになる
ので、第３図の表示回路１２をランプ表示とした場合に
錯覚する惧れがあるし、また、不要な電力を消費するこ
，とからも好ましくない。

従って、上記ランプ３１ ．３４はスイッチ３５の閉成
操作の下に必要に応じて点灯させる。

更に、スイッチ３５を断続的に閉成すると、焦点整合位
置を境にランプ３１と３４が交互に点灯することになる
ので、結像レンズの移動位置が簡単に検出でき、かつ、
結像レンズが焦点整合位置を通り越して移動された場合
でもスイッチ３５を閉成操作することによって検出し得
るから、結像レンズをなお一層焦点非整合の方向に移動
してしまうことがない。

叙述した如く、本発明では一方のパルス系列の周波数と
他方のパルス系列の周波数とを焦点整合位置を境にした
前後の結像光の明るさに相応せしめ、かつ、正しく焦点
が整合したときはそれ等２系列のパルス周波数が等しく
なるように構成し、更に、これ等２系列のパルスを別々
に計数すると共にこの計数結果を比較することによって
、焦点整合状態を判別するようになしておるから、焦点
が僅かでも非整合状態となれば、前記２系列のパルス数
が互に反比例して変化する。

それ故、僅かな非整合状態を大きく異った２系列のパル
ス数として検出し、これを系列毎に計数比較して判別す
るので、極めて高い精度で焦点整合状態が判別される。

例えば一方のパルス系列が所定時間内に１００１個のパ
ルスを発生し、他の系列が１０００個のパルスを発生し
たとしてもこれを正確に判別して焦点非整合状態を検出
することができるのである。

また、この発明では２系列のパルスを系列別に計数して
この計数値を互に比較させるので、多数個のパルスを処
理して焦点整合状態が判別される。

従って、チヤタリングを含む発生初期の数個のパルスの
影響をほとんど受けることがないので、この点でも本発
明は装置精度を高めることができる。

特にこの発明では結像光が明るくても、また、暗くても
装置精度に関係しない。

すなわち、明るくても暗くても２系列のパルス数がそれ
に応じて変化するから、計数結果から考えれば何等支障
がない。

このように本発明ではパルス信号によって焦点整合状態
を判別する結果、周囲温度或いは電源電圧の変動による
影響が少ない等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は焦点整合位置に光導電素子を配置し、結像レン
ズを移動した場合に現われる当該素子の内部抵抗特性図
で、焦点整合位置を挾んで等距離に配置された２つの光
導電素子は焦点整合状態において同一の内部抵抗値とな
ることを示している。 第２図は上記２つの光導電素子の内部抵抗値は焦点非整
合状態においては等しくないことを示す説明図、第３図
はこの発明に係る焦点整合装置の１実施例を示す回路図
、第４図及び第５図は上記実施例の光応答第１、第２発
振器を具体的に示す回路図、第６図は上記実施例の表示
回路を具体的に示す回路図、第７図は結像レンズの移動
方向を表示させるための回路図である。 １ａ……光応答第１発振器、１ｂ……光応答第２発振器
、２ａ，２ｂ……アンドゲート回路、３……計数時間タ
イマー回路、４……定周波パルス発振器、５……アンド
回路６を始動する回路、７，８……計数器、９ａ〜９ｄ
及び１０ａ〜１０ｄ……アンド回路、１１ａ〜１１ｄ…
…オワ回路、１２……表示回路、１３……リセット回路
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ パルス周波数が結像光の明るさに応じて定まり、焦
   点整合時の明るさに応じたパルス数が互に等しくなる２
   系列のパルスを発生すべく焦点整合位置を挾む結像光路
   中に配置した各々の光導電素子を別々に含む光応答第１
   、第２発振器と、上記２系列のパルスをタイマー回路に
   よって時間規制された所定時間の間に系列別に計数する
   ２つの計数器と、これら２つの計数器の計数値を比較し
   て計数値が一致したとき出力する比較回路と、上記計数
   器の計数及び比較回路の比較の後に上記タイマー回路に
   応動する信号発生回路の出力と上記比較回路の出力とを
   入力して焦点整合情報を発生するゲート回路とからなる
   カメラ等の光学装置における焦点整合装置。