JPS59224806A - Focusing controller - Google Patents

Focusing controller

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Publication number
JPS59224806A
JPS59224806A JP58099615A JP9961583A JPS59224806A JP S59224806 A JPS59224806 A JP S59224806A JP 58099615 A JP58099615 A JP 58099615A JP 9961583 A JP9961583 A JP 9961583A JP S59224806 A JPS59224806 A JP S59224806A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
focusing
output
focal length
focus
Prior art date
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Pending
Application number
JP58099615A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Miyashita
敦 宮下
Shingo Tatsumi
辰己 晋吾
Manabu Yamamoto
学 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Denshi KK
Original Assignee
Hitachi Denshi KK
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Denshi KK filed Critical Hitachi Denshi KK
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Publication of JPS59224806A publication Critical patent/JPS59224806A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/28Systems for automatic generation of focusing signals
    • G02B7/34Systems for automatic generation of focusing signals using different areas in a pupil plane

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)

Abstract

PURPOSE:To reduce the difference in lens focusing response speed between a long- and a short-focus side by obtaining focal length information, iris information, etc., on an image pickup device from a sensor output, and controlling the extent of lens driving in focusing according to the pieces of information. CONSTITUTION:When the correlation in a correlator 9 is completed, a signal dx indicating the extent of focusing on a subject is sent from the correlator 9 and stored in a memory 13-1. At this time, a focus lens system for a lens 1 is driven according to the extent of focusing. Then, the correlation output dx after the focus lens system is driven by some extent is stored in the memory 13-1 as well as before. At this time, the last stored contents of the memory 13-1 are transferred to a memory 13-2 through a gate 13-10. The absolute value of the difference between the contents of those two memories 13-1 and 13-2 is calculated by a subtracter 13-3, and when the value is smaller than the set value ''E'' of a comparator 13-6, a counter 13-7 counts up by one in response to a clock pulse from an oscillator 13-11.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は合焦制御装置、すなわち結像光学系のピント合
わせを11視に依らず自動的に制御する装置に関するも
のである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a focusing control device, that is, a device that automatically controls focusing of an imaging optical system without depending on the optical system.

第1図に示すのは従来技術に基づく自動合焦装置の一例
である。レンズ1の一端1人全通渦する被写体からの光
線2A id、小反射鏡4Cを経て、 CCDなどから
成る一次元固体イメージセンサ(以下屯にセンサという
)3の一端3Aに結像する。この像をA像と呼ぶことに
する。ここでセンサとは空間画像を電気的映像信号に変
換するyt電素子である。レンズ1の他端1Bを通過す
る光線2B H。
FIG. 1 shows an example of an automatic focusing device based on the prior art. A light ray 2A id from the subject swirls through one end of the lens 1, passes through a small reflecting mirror 4C, and forms an image on one end 3A of a one-dimensional solid-state image sensor (hereinafter referred to as sensor) 3 made of a CCD or the like. This image will be called the A image. Here, the sensor is an electric element that converts a spatial image into an electrical video signal. Ray 2BH passing through the other end 1B of lens 1.

小反射鏡4Dを経て、センサ3の他端3Bに結像する。The image is formed on the other end 3B of the sensor 3 via the small reflecting mirror 4D.

この像をB像と呼ぶことにする。This image will be called the B image.

ト記センサ3は撮像面12と光学的に等価な位置に配置
されている。レンズ1が正しい合焦位置より前方V(繰
り出されると、第1図の点線で示すようK ye路が変
化し、従ってセンサ3の一部3Aと3BJ二の二像も移
動する。その移動方向は、レンズ1が前方に紛り出され
た時には二像が互いに接近する方向であり、レンズ1が
後方に引き込まれた時には、二像が互いに遠ざかる方向
である。
The sensor 3 is arranged at a position optically equivalent to the imaging surface 12. When the lens 1 is extended forward from the correct focusing position, the K ye path changes as shown by the dotted line in FIG. is the direction in which the two images approach each other when the lens 1 is pushed forward, and is the direction in which the two images move away from each other when the lens 1 is pulled back.

従って二像(A像とB像)の間隔dを検出し。Therefore, the distance d between the two images (image A and image B) is detected.

その間隔が正しい合焦時における値と合致するようにレ
ンズ位置を制御すれば、レンズ1を正しい合焦位置に保
つことができる。駆動回路7によってセンサ3を駆動す
ると、センサ31−、の光学像(A像、B像)は時系列
的電気映像信号に変換される。発生する映像信号は二値
化器51分配器6によって、二値化さt″l−た二つの
映像信号に変換される。その一つは光線2A[よってセ
ンサ3の一部分3Aに結像した映像即ちA像から得られ
たものであり、これを二値映像信号Aと呼ぶ。他の一つ
は同しく 3Bに結像したB像から得られたもので、こ
れを二値映像信号Bと呼ぶ。両者はそれぞれ信号線8A
と8Bを経て相関器9に人力される。
By controlling the lens position so that the interval matches the value at the time of correct focusing, the lens 1 can be maintained at the correct focusing position. When the sensor 3 is driven by the drive circuit 7, the optical images (A image, B image) of the sensor 31- are converted into a time-series electric video signal. The generated video signal is converted by a binarizer 51 and a distributor 6 into two binarized video signals. This is obtained from the image A, and is called the binary video signal A.The other one is obtained from the B image, which is also focused on 3B, and is called the binary video signal B. Both signal lines are called 8A.
and 8B, and then manually inputted to the correlator 9.

相関器9からH,A像とB像間の距離dに関係した信号
dXが得られる。この信号はレンズ制御装置10に入力
される。レンズ制御装置10H,l=−記二像間の距離
の信号が正しい合焦時の値に合致するように、レンズ駆
動部11を制御する。相関器9の構成については特願昭
57−133656号「自動合焦装置」に詳しく述べら
れている。また特開昭56−101111号公報および
特公昭57−.19884号公報にも類似の技術か述べ
られているため詳しい11作説明を省略する。
A signal dX related to the distance d between the H, A and B images is obtained from the correlator 9. This signal is input to the lens control device 10. The lens control device 10H controls the lens drive unit 11 so that the signal of the distance between the two images (l=−) matches the value at the time of correct focusing. The structure of the correlator 9 is described in detail in Japanese Patent Application No. 133656/1988 entitled "Automatic Focusing Device". Also, JP-A-56-101111 and JP-A-57-. A similar technique is also described in Publication No. 19884, so a detailed explanation of the 11 works will be omitted.

次にレンズ制御装置10について説明する。第2図に示
すのけ従来技術によるレンズ制御装置10の一例である
。レンズ制御装置10は、相関器9からの出力によって
、レンズ駆動方向と駆動指を演算する演算器10Aとそ
の演算結果によってレンズ駆動部11のモータを駆動す
るためのモータ駆動回路10Bから成る。モータ駆動回
路JOBは周知の従来技術によって容易に構成すること
ができるので。
Next, the lens control device 10 will be explained. The one shown in FIG. 2 is an example of a lens control device 10 according to the prior art. The lens control device 10 includes an arithmetic unit 10A that calculates the lens driving direction and a driving finger based on the output from the correlator 9, and a motor drive circuit 10B that drives the motor of the lens driving unit 11 based on the calculation result. The motor drive circuit JOB can be easily constructed using well-known conventional techniques.

ここでは説明を省略し、演算器+OAについて説明する
The explanation will be omitted here, and the arithmetic unit +OA will be explained.

相関器9は検出が完了する度、検出完了パルスをアップ
ダウンカウンタ10−N[送る。相関器9の出力dXO
−1アップダウンカウンタ10−Mのセット端子Sへ供
給される。コンパレータ10−9は、相関器9からの出
力dXと、プリセットされている合焦時の基準値”F”
を比べて、 「大−1,「小」、「等しい」を判定する
。QSC]0−Hに低周波の発振器であり、アントゲ−
) ]0−12を通してアップダウンカウンタ10−]
’4 Fクロックパルスを供給する。
Each time the correlator 9 completes detection, it sends a detection completion pulse to the up/down counter 10-N. Output dXO of correlator 9
-1 is supplied to the set terminal S of the up/down counter 10-M. The comparator 10-9 outputs the output dX from the correlator 9 and the preset reference value "F" at the time of focusing.
Compare and judge whether it is "larger - 1,""smaller," or "equal." QSC] 0-H is a low frequency oscillator, and ant game
)] up/down counter 10-] through 0-12
'4 Supply F clock pulse.

 3− アップダウンカウンタ10−14[、アップ・ダウン端
子U/D [論理レベル°′]″が入力されるとアンプ
カウント、論理レベル゛0°°が入力されるとダウンカ
ウントを、クロック入力端子C[加えられるクロックパ
ルスと同期して行う。またパルス入力端子PK論理レベ
ル” ] ”が相関器9から人力されると。
3- Up/down counter 10-14[, up/down terminal U/D [Logic level °']" is input, the amplifier counts; when the logic level "0°" is input, the clock input terminal counts down. C[This is performed in synchronization with the applied clock pulse. Also, when the pulse input terminal PK logic level "]" is input manually from the correlator 9.

カウンタ]0−14の状態を端子Sに印加されている二
値信号の内容にセットする。マl−IJクス10−15
は、アップダウンカウンタ10−1.4があらかしめ設
定した値°′F′″(合焦時のdxの値に対応)になる
と。
Set the states of counters 0-14 to the contents of the binary signal applied to terminal S. Maru-IJ Kusu 10-15
When the up/down counter 10-1.4 reaches the preset value °'F''' (corresponding to the value of dx at the time of focus).

論理レベル°゛0°°を出力するものである。アンドゲ
ート10−12はマトリクス10−15と08CIO−
11の出力の論理積をとり、アップダウンカウンタ10
−14が設定した値“F°′に到達すると端子Cへのク
ロックパルスの入力を禁止する。インバータ10−17
はマトリクス10−15の出力を反転する。またオアゲ
−) IQ−16は前述コンパレータ10−9から発生
する判定信号1等しい」の出力(論理レベル′°1°°
)とマトリクス10−15からの信号の論理和をとるも
のである。インバータ10−18 、  アントゲ−)
 10−19−4− はオアゲー1−10−16の出力とコンパレータ10−
9の判定信号1大」、「小」の出力の論理積をとるもの
である。
It outputs the logic level °゛0°°. AND gate 10-12 is matrix 10-15 and 08CIO-
11 and calculates the AND of the outputs of up/down counter 10.
-14 reaches the set value "F°', inputting the clock pulse to terminal C is prohibited. Inverter 10-17
inverts the outputs of matrices 10-15. Also, IQ-16 is the output (logic level '°1°°
) and the signals from matrices 10-15. Inverter 10-18, Antogame)
10-19-4- is the output of or game 1-10-16 and the comparator 10-
9, the logical product of the outputs of the judgment signals 1 "large" and "small" is taken.

次に動作について説明する。相関器9の検出出力内容d
Xが設定値F(合焦時のdXの値)より小きい場合、ア
ップダウンカウンタ]0−14の端子U/Dに、コンパ
レータ10−9の判定信号「小−1の出力端子から論理
レベル” l ”が出力されアップダウンカウンタ1.
0−14[アップカウント状態となる。また同時ニ、検
出完了パルスによって、dXの値はアップダウンカウン
タ10−14の端子Sからセットされる。
Next, the operation will be explained. Detection output content of correlator 9 d
If X is smaller than the set value F (the value of dX at the time of focus), the judgment signal of the comparator 10-9 is connected to the terminal U/D of the up/down counter]0-14, and the logic level is output from the output terminal of the comparator 10-9 "l" is output and the up/down counter 1.
0-14 [Goes into up count state. At the same time, the value of dX is set from the terminal S of the up/down counter 10-14 by the detection completion pulse.

そして主レンズ1(第1図)の移動速度に応して後述の
様に設定された周波数fのクロックパルスを出力するO
8C10−11により、  1(Lx−Flの値たけア
ップカウントを行ない、カウンタ10−]4の出力力F
’ [達するまでの時間、コンパレータ1O−9)ll
J定信号しJJによって、モータ駆動回路+OBが動作
シ、主レンズ1を駆動する。そしてカウンタ10−14
の出力かFとなると、マトリクス10−15の出力が論
理レベル゛°0″になるため、アントゲ−1−](1−
12を通して、端子Cに入力されていたクロックパルス
か11ユまり、それとともにインバータ10−17の出
力か論理レベル゛1゛となり、オアゲー1−10−16
を通して論理レベル゛°1″か出力され、一方インバー
タ1t)−18,アントゲ−1・10〜19ニよってコ
ンパレータ】O−9の判定信号「小」か論理レベル゛0
″となり。
Then, O outputs a clock pulse with a frequency f set as described later according to the moving speed of the main lens 1 (Fig.
By 8C10-11, the output power F of counter 10-]4 is counted up by the value of 1 (Lx-Fl)
'[Time to reach, comparator 1O-9)ll
The motor drive circuit +OB operates and drives the main lens 1 according to the J constant signal JJ. and counter 10-14
When the output of matrix 10-15 becomes F, the output of matrix 10-15 becomes logic level ゛°0''.
Through 12, the clock pulse input to terminal C increases to 11, and the output of inverter 10-17 becomes logic level ``1'', and OR game 1-10-16
A logic level "1" is output through the inverter 1t)-18, ant game 1, 10 to 19, and the comparator O-9 determines whether the judgment signal is "small" or the logic level is "0".
“Next.”

これによってモータ駆動回路10Bへのレンズ駆動停止
の指示信号が発生し、主レンズ1は停止する。
This generates an instruction signal to the motor drive circuit 10B to stop driving the lens, and the main lens 1 stops.

ここでレンズ移動量は、レンズ移動速度(一定)×レン
ズ駆動時間(l dX−FI X ]/f )  で表
わされる。したがってクロック周波数fを、レンズ移動
速度を考慮して適正な周波数値に設定することにより、
レンズ移動量を調節する。
Here, the amount of lens movement is expressed by lens movement speed (constant) x lens driving time (ldX-FIx]/f). Therefore, by setting the clock frequency f to an appropriate frequency value in consideration of the lens movement speed,
Adjust the amount of lens movement.

次に相関器9からの出力内容d、Xが設定値Fより大き
い場合は、コンパレータ10−9の判定信号「小」の出
力端子が論理レベル” o ”になるため、カウンタT
O−1/Iの端子U/Dに論理レベル゛0″が入力され
Next, when the output contents d and
Logic level "0" is input to terminal U/D of O-1/I.

カウンタTO−1,1は、ダウンカウント4犬態となる
The counter TO-1,1 becomes a down count of 4 dogs.

そしてこの時のdxの値かカウンタ10−14 Kセッ
トされる。そして所定のダウンカウント全行うと。
Then, the value of dx at this time is set in the counter 10-14K. Then, complete the prescribed down count.

7− カウンタ10−14の出力は設定値Fとなり、マトリク
ス1015の出力がロジックレベル°゛0″になるため
、アントゲ−1−10−12を通して入力されていたク
ロックパルスか止まり、それとともに、インバータ]0
−17の出力がロジックレベル“1゛°となり。
7- The output of the counter 10-14 becomes the set value F, and the output of the matrix 1015 becomes the logic level ゛0'', so the clock pulse that was being input through the anti-game 1-10-12 stops, and at the same time, the inverter ]0
-17 output becomes logic level "1゛°.

オアゲー1−]0−]6を通してロジックレベル゛°1
”が出力され、モータ駆動回路10Bへのレンズ駆動停
止指示信号となり主レンズ1を停止する。
Logic level ゛°1 through or game 1-]0-]6
" is output, which becomes a lens drive stop instruction signal to the motor drive circuit 10B, and the main lens 1 is stopped.

Jr、述の従来技#iには次のような欠点かある。4−
述の従来技術においては、レンズ10合焦位置までの駆
動量Wはセンサ3の一部分3Aと3Bの上の二像間の距
離dの、ある基準値からのずれx−dx−Fに比例する
。即ち比例定数ayよって。
Jr., the prior art #i mentioned above has the following drawbacks. 4-
In the prior art described above, the amount of drive W of the lens 10 to the in-focus position is proportional to the deviation x-dx-F of the distance d between the two images on the portions 3A and 3B of the sensor 3 from a certain reference value. . That is, by the constant of proportionality ay.

W−αX ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 
(1)と表才つすことができる。
W-αX ・・・・・・・・・・・・・・・・・・
(1).

ところで一般に被写体か無限遠の距離にあるときを基準
にとると、被写体がレンズの前側焦点からLの距離まで
近づいたとき、像点は次の式にュートンの式)で与えら
れる1lll′lI離Zたけ移動する。
By the way, generally speaking, when the subject is at infinity, when the subject approaches the front focal point of the lens to a distance of L, the image point will be at a distance of 1ll'lI given by the following equation (Euton's equation). Move by Z.

z−J2/■。z-J2/■.

8− ここでfI−1l:レンズの焦点尉コ離である。この式
から明らかなように、焦点距離fの小さいレンズになる
程、被写体の一定W離の移動に対する像点の移動は少な
い。像点の移動か少なければセンサ3[−の二像間の距
離dの変化喰xも小さくなり、従って4−、記(1)式
で与えられる駆動量Wも小さくなる。
8- Here, fI-1l is the focal distance of the lens. As is clear from this equation, the smaller the focal length f of the lens, the less the image point moves when the subject moves a certain distance W. If the movement of the image point is small, the change x in the distance d between the two images of the sensor 3[- will also be small, and therefore the drive amount W given by equation (1) will also be small.

このことから次のような問題が発生する。即ちズームレ
ンズのように焦点距離可変のレンズに従来の自動合焦数
置を適用すると、レンズの焦点距離が変化するのに伴っ
てレンズ駆動量か変化し。
This causes the following problems. That is, when a conventional autofocus number setting is applied to a variable focal length lens such as a zoom lens, the amount of lens drive changes as the focal length of the lens changes.

長焦点側ではレンズは高速で、短焦点側では低速で駆動
されることになる。したかって高速側で動作が不安定に
なるか、又は低速側で応答速度か遅くなるか、いず旧か
の問題が発生する。ズームレンズでは、ピント合わせは
通常フォーカス・レンズの移動によって行われる。した
がってフォーカス・レンズを一定蹴駆動したときの像点
移動量は。
The lens is driven at high speed on the long focal length side, and at low speed on the short focal length side. Therefore, the problem arises that either the operation becomes unstable on the high speed side or the response speed becomes slow on the low speed side. In zoom lenses, focusing is usually accomplished by moving the focus lens. Therefore, the amount of movement of the image point when the focus lens is driven with a constant kick is:

長焦点■1離側で大、短焦点距離側で小となる。Long focal length ■1 Larger on the far side, smaller on the short focal length side.

本発明は上述のような問題を解決するためのものである
。すなわち、センサ出力から撮像装置の−9−。
The present invention is intended to solve the above-mentioned problems. That is, -9- of the imaging device from the sensor output.

焦点距離情報、アイリス情報等に対応した情報を得、こ
の情報に応じて合焦時のレンズ駆動量を制御するもので
ある。例えば、ズームレンズのような焦点距離可変のレ
ンズに従来のTTL方式の自動合焦装置を適用した場合
に、センサ出力から焦点距離に対応した情報を得て、こ
の情報を利用してレンズ駆動量を調整することによって
、長焦点側と短焦点側とのレンズ合焦応答速度の差を短
縮することが本発明の目的である。
Information corresponding to focal length information, iris information, etc. is obtained, and the amount of lens drive during focusing is controlled according to this information. For example, when a conventional TTL automatic focusing device is applied to a variable focal length lens such as a zoom lens, information corresponding to the focal length is obtained from the sensor output, and this information is used to adjust the lens drive amount. An object of the present invention is to reduce the difference in lens focusing response speed between the long focal length side and the short focal length side by adjusting .

第3図に本発明の一実施例の構成図を示す。13は焦点
距離検出器であり、相関器9からのセンサ3上の二像間
の距離に応じた信号をもとに、変倍レンズ系(図示せず
)の焦点距離、即ちズームリングの位置を算出し、その
情報をレンズ制御装置10へ送る。レンズ制御装@10
は、この情報をもとにレンズ駆動量を制御する。
FIG. 3 shows a configuration diagram of an embodiment of the present invention. 13 is a focal length detector, which detects the focal length of the variable magnification lens system (not shown), that is, the position of the zoom ring, based on a signal from the correlator 9 that corresponds to the distance between the two images on the sensor 3. is calculated and the information is sent to the lens control device 10. Lens control system @10
controls the lens drive amount based on this information.

すなわち前述(])式の比例定数aの値を、ズームリン
グの位置に応じて変化させているのである。
That is, the value of the proportionality constant a in the above-mentioned equation ( ) is changed depending on the position of the zoom ring.

その他の第3図の構成および動作は第1図の従来技術と
同じであるので説明を省略する。
The rest of the configuration and operation of FIG. 3 are the same as those of the prior art shown in FIG. 1, so their explanation will be omitted.

10− 第4図に本発明の焦点距離検出器13の一実施例の具体
的構成図を示す。第3図の相関器9による相関か終了す
ると、即ち循環シフトの数が考慮されるべき最大値nに
なると、相関器9からの二像間の距離に関係した二進数
出力cLxは、第4図のメモlJ]3−+[人力される
。また、この時、メモ1J13−1にストアされていた
内容は、ゲー1−13−10を通ってメモIJ 13−
2に移される。ゲー) 1.3−10は発振器13−1
1によって一定周期で開閉するので、メモリ13−2の
内容は1発振器13−11の発振周波数より速い周期で
更新されることはない。メモ1月3−1の出力信号Xと
メモlJ]3−2の出力信号Yは、引算器13−3に入
力される。引算器13−3 U、 2つの入力信号Xと
Yの差の絶対値を表わす出力C=lX−Ylと。
10- FIG. 4 shows a specific configuration diagram of an embodiment of the focal length detector 13 of the present invention. Once the correlation by the correlator 9 of FIG. Diagram memo lJ] 3-+[Manualized. Also, at this time, the contents stored in memo 1J13-1 are passed through game 1-13-10 and stored in memo IJ13-1.
Moved to 2. Game) 1.3-10 is the oscillator 13-1
1 opens and closes at a constant cycle, so the contents of the memory 13-2 are not updated at a cycle faster than the oscillation frequency of the 1 oscillator 13-11. The output signal X of the memo January 3-1 and the output signal Y of the memo IJ] 3-2 are input to the subtracter 13-3. Subtractor 13-3 U, output C=lX-Yl representing the absolute value of the difference between the two input signals X and Y;

X>Yとなった時の出力りを発生するものである。It generates an output when X>Y.

引算器13−3からの出力Cは、比較器13−6に入力
される。比較器13−6では、あらかしめ設定されてい
る基準値Eと、入力信号Cとを比較し、C<Eの時に出
力端子か高レベルとなり、そのとき発振器13−11の
クロックパルスはゲート13−12を介して2進カウン
タ13−7に人力される。
Output C from subtractor 13-3 is input to comparator 13-6. The comparator 13-6 compares the preset reference value E with the input signal C, and when C<E, the output terminal becomes high level, and the clock pulse of the oscillator 13-11 is at the gate 13. -12 to the binary counter 13-7.

一方、引算器13−3の出力りは、メモ1JI3−4へ
入力される。これと同時に、以前メモ1月3−4にスト
アされていた内容は、メモリ]3−5に移される。メモ
リ13−4.、  メモ1月3−5の出力は、各々排他
的論理和(EX−OR)ゲー)1.3−8の入力となる
。EX−ORゲート13−8の出力は論理和(OR)ゲ
ート13−9の一方の人力を介してカウンタ13−7の
りセント人力となる。また、レンズ制御装置10内のレ
ンズ駆動停止信号即ち被写体に焦点が合ったことを示す
信号が、 ORアゲ−13−9の他方の入力を介してカ
ウンタ13−7のリセット人力となる。
On the other hand, the output of the subtracter 13-3 is input to the memo 1JI3-4. At the same time, the contents previously stored in memo January 3-4 are moved to memory 3-5. Memory 13-4. The outputs of Memo January 3-5 become the inputs of exclusive OR (EX-OR) game 1.3-8, respectively. The output of the EX-OR gate 13-8 becomes the input power of the counter 13-7 via one of the logical sum (OR) gates 13-9. Further, a lens drive stop signal in the lens control device 10, that is, a signal indicating that the subject is in focus, is used to reset the counter 13-7 via the other input of the OR game 13-9.

動作について説明する。The operation will be explained.

相関器9内での相関が終了すると、相関器9からの被写
体に対する焦点の合い具合を示す信号dXがメモ1月3
−1[ストアされる。また、この時、焦点の合い具合に
応してレンズ1のフォーカス・レンズ系か駆動される。
When the correlation in the correlator 9 is completed, the signal dX indicating the degree of focus on the subject from the correlator 9 is sent to the memo January 3
−1 [stored. Also, at this time, the focus lens system of the lens 1 is driven depending on the degree of focus.

次にフォーカス・レンズ系がある量駆動された後の相関
出力dXが前回と同様にメモ1月3−1にストアされる
。この時以前ニメモ11− 1月3−1にストアされていた内容はケー1−13−1
0を介してメモリ13−2に移される。この2つのメモ
リ13−1.13−2の内容の差の絶対値を引算器13
−3によって得、その値が比較器13−6の設定値“E
”より小さい時1発4辰器13−11のクロックパルス
によってカウンタ13−7ヲ1つカウントアツプする。
Next, the correlation output dX after the focus lens system is driven by a certain amount is stored in the memo January 3-1 as in the previous case. At this time, the contents stored on Nimemo 11-January 3-1 are K1-13-1.
0 to the memory 13-2. The subtracter 13 calculates the absolute value of the difference between the contents of these two memories 13-1 and 13-2.
-3, and its value is the set value “E” of the comparator 13-6.
``When the value is smaller than ``, the counter 13-7 counts up by one by the clock pulse of the one-shot four-axis unit 13-11.

即チ一定距離だけフォーカス・レンズ系か移動したとき
When the focus lens system is moved by a certain distance.

それに対応する前述像点の移動か少ない時(引算器13
−3の出力IX−Y1が小さい時)に、カウンタ13−
7はカウントしているのである。カウンタ13−7があ
る設定数1例えば10をカウントするとカウンタ13−
7から信号が出力され、レンズ1の変倍レンズ系の焦点
距離が小さい状態にあることか判る。なお、焦点の合い
具合が合焦状態に近づいた時も一定距離のフォーカス・
レンズ系の移動に対する像点の移動か少なくなる。この
状態と、焦点距離が小さいために像点の移動が少なくな
る状態とを区別するため、カウンタ13づを設けである
When the corresponding movement of the image point is small (subtractor 13
-3 output IX-Y1 is small), the counter 13-
7 is counting. Counter 13-7 has a set number 1. For example, when counting 10, counter 13-7
A signal is output from 7, and it can be seen that the focal length of the variable magnification lens system of lens 1 is in a small state. In addition, even when the focus condition approaches the in-focus state, the focus distance remains constant.
The movement of the image point relative to the movement of the lens system is reduced. In order to distinguish between this state and a state where the movement of the image point is small because the focal length is small, a counter 13 is provided.

すなわち、像点の移動か少ない状態か長い間(」−記の
例ではクロックパルスが10回来る間)続いた12一 時、焦点距離が小さいと判断して、レンズ駆動量ヲ増す
ための信号をカウンタ13−7からレンズ制御装置10
に出力するのである。これに反し合焦状態に近いために
像の移動量が少ない場合は1合焦位置までのレンズ移動
量も少ないため短時間に合焦状態に達する。このような
場合はレンズ駆動量を増す必要はない。この時には1合
焦状態を示す信号が後述のようにORアゲ−13−9を
介してカウンタ13−7のりセント端子に入力される。
In other words, when the image point continues to move for a long time (10 clock pulses in the example), it determines that the focal length is small and sends a signal to increase the amount of lens drive. From the counter 13-7 to the lens control device 10
It outputs to . On the other hand, if the amount of movement of the image is small because it is close to the in-focus state, the amount of lens movement up to the first in-focus position is also small and the in-focus state is reached in a short time. In such a case, there is no need to increase the amount of lens drive. At this time, a signal indicating the 1-in-focus state is input to the cent terminal of the counter 13-7 via the OR gate 13-9, as will be described later.

その結果。the result.

カウンタ]3−7はりセットされて駆動量を増すための
信号はカウンタ13−7から出力されない。
Counter 3-7 is set and no signal for increasing the drive amount is output from counter 13-7.

上記シーケンスの結果、レンズ制御装置10にてレンズ
駆動量が増加され、レンズ1か合焦状態に達すると前述
従来技術による制御によってレンズ1が停止されると同
時に、カウンタ13−7かりセットされる。
As a result of the above sequence, the lens drive amount is increased by the lens control device 10, and when the lens 1 reaches the in-focus state, the lens 1 is stopped by the control according to the prior art described above, and at the same time, the counter 13-7 is set. .

また、レンズ駆動量が増加されたためにレンズ1が合焦
点で停止せず通過してしまうことがある。
Furthermore, because the amount of lens drive has been increased, the lens 1 may pass through the focal point without stopping.

この場合は、引算器13−3からのD出力が合焦点を通
過する以前とは逆の値を示す。合焦点を通過する以前の
D出力が論理レベル゛′1′′であれば合焦点通過後は
’ o ” 、合焦点通過以前のD出力が論理レベル゛
0″であれば合焦点通過後は1゛°になる。
In this case, the D output from the subtracter 13-3 shows a value opposite to that before passing through the focused point. If the D output before passing through the in-focus point is at logic level ``1'', it will be 'o'' after passing through the in-focus point, and if the D output before passing through the in-focus point is at logic level ``0'', after passing through the in-focus point it will be 'o'. It becomes 1°.

合焦点通過直後には、メモリ詔−4には合焦点通過直後
のDの値がストアされていて、メモ1月3−5には一つ
前の状態のDの値、即ち9合焦点通過以前のDの値がス
トアされている。その結果、EX−ORアゲ−13−8
の出力は論理レベル°゛1°゛となり、  ORゲート
13−9を介してカウンタ13−7をリセットする。
Immediately after passing the in-focus point, the value of D immediately after passing the in-focus point is stored in memory edict-4, and the value of D in the previous state, that is, 9, is stored in the memo January 3-5. The previous value of D is stored. As a result, EX-OR Age-13-8
The output of is at a logic level of 0.1° and resets the counter 13-7 via the OR gate 13-9.

そのため、レンズ1がいったん合焦点を通過後は。Therefore, once lens 1 passes through the focal point.

レンズ駆動量は小さくなり、ハンティングを起こさずに
合焦状態に達することができる。
The amount of lens drive becomes small, and it is possible to reach a focused state without causing hunting.

焦点距離検出器13内のカウンタ13−7の出力は。The output of the counter 13-7 in the focal length detector 13 is:

レンズ制御装置10へ送られて、レンズ駆動量を制御す
る。その具体的一実施例を第5図に示す。本実施例では
焦点距離検出器13からの出力を利用して、電源からレ
ンズ駆動用モータへ供給する電流量を制御する場合につ
いて述べる。
The signal is sent to the lens control device 10 to control the amount of lens drive. A specific example thereof is shown in FIG. In this embodiment, a case will be described in which the output from the focal length detector 13 is used to control the amount of current supplied from the power source to the lens drive motor.

接続ハケトランジスタTr2のエミッタとトランジスタ
Tr3のエミッタ、トランジスタTr2のベースとトラ
ンジスタTr3のベース、トランジスタTr4のエミッ
タとトランジスタTr5のエミッタ、トランジスタTr
4のベースとトランジスタTr5のベース、トランジス
タTr2のコレクタとトランジスタTr4のコレクタ、
トランジスタTr3のコレクタとトランジスタTr5の
コレクタが接続されている。
Connection brush emitter of transistor Tr2 and emitter of transistor Tr3, base of transistor Tr2 and base of transistor Tr3, emitter of transistor Tr4 and emitter of transistor Tr5, transistor Tr
4 and the base of transistor Tr5, the collector of transistor Tr2 and the collector of transistor Tr4,
The collector of the transistor Tr3 and the collector of the transistor Tr5 are connected.

また、トランジスタTr2とトランジスタTr4のコレ
クタは電源10−1へ接続されている。トランジスタT
r3とトランジスタTr5のコレクタは抵抗Rを介して
アースされ、またトランジスタTrlのコレクタにも接
続されている。トランジスタTrlのエミッタはアース
されていて、ベースには焦点距離検出器13の出力が入
力されている。トランジスタTr2とTr3のベース及
びトランジスタTr4とTr5のベースには、第3図に
て説明したようなモータ駆動量演算器10Aからの出力
が入力されている。
Further, the collectors of the transistor Tr2 and the transistor Tr4 are connected to the power supply 10-1. transistor T
The collectors of r3 and transistor Tr5 are grounded via a resistor R, and are also connected to the collector of transistor Trl. The emitter of the transistor Trl is grounded, and the output of the focal length detector 13 is input to the base. The output from the motor drive amount calculator 10A as explained in FIG. 3 is input to the bases of the transistors Tr2 and Tr3 and the bases of the transistors Tr4 and Tr5.

この出力は、レンズくり出しの時[H一方が°1°”他
方か0゛′となり、レンズ引き込みの時には、 ”1”
と0°”の端子出力が逆になるようになっている。
This output is "1" when the lens is extended, and "1" when the lens is retracted.
and 0°" terminal outputs are reversed.

また1合焦の時には、出力は共にI′′あるいは共15
− に°′0″′となる。
Also, when one focus is on, both outputs are I'' or both are 15
− becomes °′0″′.

この様な構成において、焦点距離検出器13からの信号
が°゛00パは、トランジスタTr I fカットオフ
となりモータ駆動用電流は抵抗Rを介して流れる。しか
し、焦点距離検出器13からの信号が°′1゛。
In such a configuration, when the signal from the focal length detector 13 is 000, the transistor Tr If is cut off, and the motor driving current flows through the resistor R. However, the signal from the focal length detector 13 is '1'.

の時はトランジスタTrlが導通の状態になるため。This is because the transistor Trl is in a conductive state when .

モータ駆動用電流は抵抗Rを介さずにトランジスタTr
lを介してアースに流れる。そのため、焦点距離検出器
13から°゛1°″の信号が出力されている時。
The motor drive current is passed through the transistor Tr without passing through the resistor R.
flows to ground via l. Therefore, when the focal length detector 13 outputs a signal of 1°.

即ち焦点距離が小さいために像移動量の少ないことを示
す信号が出力されている時には、モータ駆動用電流が増
え、レンズ駆動部11の駆動量が増すのである。
That is, when a signal indicating that the amount of image movement is small because the focal length is small is output, the motor drive current increases and the amount of drive of the lens drive section 11 increases.

なお、トランジスタTr 2.Tr3 、 Tr4 、
 Tr5の回路動作は一般的な周知回路なので、その説
明を省く。
Note that the transistor Tr2. Tr3, Tr4,
Since the circuit operation of Tr5 is a general well-known circuit, its explanation will be omitted.

また、モータ駆動量演算器10Aは、従来技術と同しで
あるので説明を省略する。
Further, since the motor drive amount calculator 10A is the same as that of the prior art, a description thereof will be omitted.

以]−,説明した如く、焦点距離fが短い時は、前述の
ように(1)式のx(−dX−F)の変化量が少なくな
る。しかし1本発明では上記のようにしてモー16− −タ駆動用電流が増え、即ち前述(1)式のaの値か大
きくなり、aとXの積であるレンズ駆動量Wの値は従来
技術による場合よりも大きくなる。逆に焦点距離fが長
い時は、前述(1)式のx (= dx −F)の変化
量は多くなるが、モータ駆動用電流が減り1前述(1)
式のaの値が小さくなる。この結果レンズ駆動量Wの値
は従来技術による場合よりも小さくなる。
As described above, when the focal length f is short, the amount of change in x (-dX-F) in equation (1) becomes small as described above. However, in the present invention, the current for driving the motor 16 increases as described above, that is, the value of a in equation (1) increases, and the value of the lens drive amount W, which is the product of a and It will be bigger than if it were due to technology. Conversely, when the focal length f is long, the amount of change in x (= dx - F) in equation (1) above increases, but the motor drive current decreases (1).
The value of a in the equation becomes smaller. As a result, the value of the lens drive amount W becomes smaller than in the case of the prior art.

すなわち2本発明によると、焦点距81の変化に伴うレ
ンズ駆動量Wの変化の幅か、従来技術による場合よりも
小さくなる。
That is, according to the present invention, the width of change in the lens driving amount W due to a change in the focal length 81 is smaller than in the case of the prior art.

上記実施例では撮像レンズの結像面における合焦状態を
判定する手段として、二倫の分離距離を相関器によって
検出する手段を用いていた。しがL合焦状態の判定法と
しては、このほかに、コントラスト法も知られている。
In the above embodiment, as a means for determining the in-focus state on the imaging plane of the imaging lens, a means for detecting the separation distance of two lines using a correlator was used. In addition to this method, a contrast method is also known as a method for determining the in-focus state.

コントラスト法では。In the contrast method.

正しい合焦面の光学的に前方と後方にイメージセンサを
配置し、これら二つの位置における像の鮮明度(コント
ラスト)を比較し9両者が等しくなるようにレンズ位置
を制御する。この方式では。
Image sensors are placed optically in front and behind the correct focal plane, and the sharpness (contrast) of the image at these two positions is compared, and the lens position is controlled so that the two are equal. In this method.

二つのセンサの出力映像信号のコントラス)KAとKB
の差KA −KBが、上記実施例における1dX−Fl
に相当する。したかってコントラスト法に対しても本発
明を適用できる。
Contrast of output video signals of two sensors) KA and KB
The difference KA -KB is 1dX-Fl in the above example
corresponds to Therefore, the present invention can also be applied to contrast methods.

この動作を簡単のために被写体が点光源の場合について
説明する。一般被写体に対するコントラストは1点光源
による像の錯乱円径に依存する。
To simplify this operation, a case where the subject is a point light source will be described. The contrast for general objects depends on the diameter of the circle of confusion of the image produced by a single point light source.

すなわち錯乱円径か大きくなるとコントラストが低下す
る。
That is, as the diameter of the circle of confusion increases, the contrast decreases.

点光源の物体を映した時、像側焦点から像点までの距離
Zが一定の場合、レンズの焦点距離をf。
When a point light source object is imaged, if the distance Z from the image side focal point to the image point is constant, then the focal length of the lens is f.

射出瞳(アイリス)の直径をDとすると、像の錯乱円径
はD/fに比例する。
If the diameter of the exit pupil (iris) is D, the diameter of the circle of confusion of the image is proportional to D/f.

すなわち。Namely.

(像の錯乱円径)”(M)・z= (D/f)−(f’
A) = (D−f)/Lとなる。(たたしLは点光源
側焦点から点光源までの距離)。
(diameter of the circle of confusion of the image)” (M)・z= (D/f)−(f'
A) = (D-f)/L. (The length L is the distance from the focal point on the point light source side to the point light source.)

つまり、像の錯乱内径は、射出瞳の径とレンズノ焦点距
離に依存している。従って、コントラスト法による自動
合焦装置において焦点距離が一定の時Klri、射出瞳
の径が変化した場合に、前述実施例における焦点距離の
変化による駆動量の変化に相当する変化が生しる。射出
瞳の径が大きい時は、レンズの単位距離の移動に対して
像のζh乱円径が大きくなり、その結果高速でレンズが
駆動される。射出瞳の径が小さい時は、レンズの単位甲
部の移動に対して像の錯乱円径は小さくなり、低速でレ
ンズが駆動されることになる。
In other words, the inner diameter of image confusion depends on the diameter of the exit pupil and the focal length of the lens. Therefore, in an automatic focusing device using the contrast method, when the focal length is constant, Klri, and the diameter of the exit pupil changes, a change occurs that corresponds to the change in the driving amount due to the change in the focal length in the above embodiment. When the diameter of the exit pupil is large, the diameter of the ζh random circle of the image becomes large for a unit distance movement of the lens, and as a result, the lens is driven at high speed. When the diameter of the exit pupil is small, the diameter of the circle of confusion of the image becomes small with respect to the movement of the unit back of the lens, and the lens is driven at a low speed.

このような場合でも2本発明を用いれば、射出瞳の大小
によるレンズ駆動量の変化が軽減されるのである。
Even in such a case, if the two aspects of the present invention are used, changes in the amount of lens drive due to the size of the exit pupil can be reduced.

以北説明したごとく本発明によれば、センサ出力より撮
像装置の各種情報を得、これに基づきレンズ駆動量を制
御しているため2例えば焦点距離可変レンズをTTL方
式の自動合焦装置に用いた場合でも、レンズの焦点距離
の変化に伴うレンズ駆動量の変化量か、従来技術による
場合よりも軽減される。その結果、長焦点側でもレンズ
は高速で駆動されることなく安定に動作する。また、短
焦点側でもレンズは低速で駆動されることなく、応答時
間も遅くならない。
As explained above, according to the present invention, various information of the imaging device is obtained from the sensor output, and the lens driving amount is controlled based on this information.2 For example, a variable focal length lens can be used in a TTL automatic focusing device. Even if the lens drive amount changes due to a change in the focal length of the lens, the amount of change in the lens driving amount is reduced compared to the case with the prior art. As a result, even on the long focal length side, the lens operates stably without being driven at high speed. Furthermore, even on the short focal length side, the lens is not driven at low speed and the response time is not slow.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来の自動合焦装置のブロック図、第2図はレ
ンズ制御装置10のブロック図、第3図は本発明の合焦
制御装置の一例を示すブロック図。 第4図は本発明の焦点距離検出器13の一例を示すブロ
ック図、第5図は本発明のレンズ制御装置の一例を示す
ブロック図である。 1:撮像レンズ、3:イメージセンサ、5:二値化器、
6°分配器、7:駆動回路、9:相関器。 10:レンズ制御装置、11:レンズ駆動部、13:焦
点距離検出器。 第1図
FIG. 1 is a block diagram of a conventional automatic focusing device, FIG. 2 is a block diagram of a lens control device 10, and FIG. 3 is a block diagram showing an example of a focusing control device of the present invention. FIG. 4 is a block diagram showing an example of the focal length detector 13 of the present invention, and FIG. 5 is a block diagram showing an example of the lens control device of the present invention. 1: Imaging lens, 3: Image sensor, 5: Binarizer,
6° divider, 7: drive circuit, 9: correlator. 10: Lens control device, 11: Lens drive unit, 13: Focal length detector. Figure 1

Claims (1)

【特許請求の範囲】 撮像レンズと、該撮像レンズの結像面における合焦状態
を判別する手段と、該判別結果に基づいて前記撮像レン
ズの前記結像面における合焦状態を制御する手段とから
成る合焦制御装置において。 前記合焦状態判別手段は予め時間差が設定された相異な
る時刻における合焦状態を相互に比較する手段を含み、
該比較手段の出力信号によってト記合焦状態制御手段に
よるト記撮像レンズの駆動量を制御する手段を有するこ
とを特徴とする合焦制御装置。
[Scope of Claims] An imaging lens, means for determining a focusing state on an imaging plane of the imaging lens, and means for controlling a focusing state on the imaging plane of the imaging lens based on the determination result. In a focusing control device consisting of: The focusing state determining means includes means for mutually comparing focusing states at different times with a time difference set in advance,
A focusing control device comprising means for controlling the driving amount of the imaging lens by the focusing state controlling means based on the output signal of the comparing means.
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