JPS60178416A - 自動焦点調整装置 - Google Patents

自動焦点調整装置

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JPS60178416A
JPS60178416A JP3570684A JP3570684A JPS60178416A JP S60178416 A JPS60178416 A JP S60178416A JP 3570684 A JP3570684 A JP 3570684A JP 3570684 A JP3570684 A JP 3570684A JP S60178416 A JPS60178416 A JP S60178416A
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JP
Japan
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circuit
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correcting
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light
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Application number
JP3570684A
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English (en)
Inventor
Akihiro Fujiwara
昭広 藤原
Takashi Amikura
網蔵 孝
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Priority to JP3570684A priority Critical patent/JPS60178416A/ja
Publication of JPS60178416A publication Critical patent/JPS60178416A/ja
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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
    • G02B7/36Systems for automatic generation of focusing signals using image sharpness techniques, e.g. image processing techniques for generating autofocus signals

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Focusing (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動焦点調整装置に関し、特に、被写体からの
反射光を受光する受光手段の出力信号にもとづく信号を
積分し、該積分信号によって被写体の方向判別を行ない
撮影レンズの移動によって焦点調整を行なう自動焦点調
整装置の積分回路の補正に係る発明である。
特に本発明は前記積分回路の出力信号の精度を古 高め、)青変の焦点調整を行ない得る自動焦点調整装置
を提供する。
次に本発明の要旨である補正回路を用いる自動焦点調整
装置の構成・作用と問題点について第1図・第2図を用
いて説明する。
第1図は、自動焦点検出装置(以下、AF装置と呼ぶ)
の全体の構成を模式的に示したものである。
図中、lは結像光学系としての撮影レンズ中2合焦動作
に関与する結像レンズ群、2は撮像素子の結像面であっ
て、ここでは撮像管の結像面を示しているが、固体撮像
素子の結像面、゛あるいはフィルム面であってもよい。
3は被写界(一般的には被測距区域)に光線を投射する
ための投光素子で、し−ザダイオード又は赤外光発光ダ
イオード等で構成される。4は投光レンズであって、対
象物としての被写体5 (一般的には被測距物体)上に
投光素子3の投光スポット像を形成する。6は受光素子
であって、2つの感光領域6A及び6Bに分けて出力を
とり出すことができるものであり、領域6Aは投光素子
3側に、領域6Bはその反対側になる様装置されている
。尚、この受光素子6は例えば2領域のPINフォトダ
イオード又は電荷結合素子等で構成される。FLは可視
光カントフィルターであり、赤外発光ダイオード3の光
を極力通過させ、外光成分を抑圧するためのものである
7は受光レンズであって、被写体5上の投光スポット像
を受光素子6上に結像はせる。8は4影元学系駆動用モ
ータであって、カム等を介してレンズ群1.投光素子3
及び受光素子6と連動している。9は自動焦点検出回路
(以下、AF回路と呼ぶ)で受光素子の出力に応じてモ
ータ7を動かし、レンズ群lを合焦位置に移動させるも
のである。
次に、第1図の装置の作動を説明すると、被写体5が結
像面から12の距Miにあるとき、 投光スポット像P
の反射光が光センサ上で、2つの領域らの出力の積分値
VAと領域6Bからの出力の積分値VBとの差VA−V
BがOになる。光路でいうと。
投光素子3から発射された光は光路b1を通って被写体
に当たって乱反射し、さらに光路す、全通って受光素子
6上に結像する。そこでこの時 レンズ群1が合焦位置
にあるとして被写体5が1.の距離へ移動したと仮定す
る。すると当然のことなかt、、 V :/ 7: 群
1のピント位置は後ろにずれ、後ビン状態になる。一方
、投光素子3及び受光素子6がそのままの位置にあると
すると、ft路#′ib、から被写体に当たって乱反射
され1元路、、+に通って受光素子6に結像するが、そ
の結像位置は大きく領域6B側へずれて、前記のvA−
VBは0にならない。
そこでこのずれ量を被写体5の移動量、即ち1、−1.
に対応させてレンズ群lを合焦位置に移動させる。即ち
前記vA−VBの符号(場合によってはその大きさを含
む。)に従ってAF回路9がモータ8を正又は逆回転さ
せ、これにより投光素子3゜受光素子6とレンズ群lを
カム等により連動して移動させ、VA−VB=O即ち投
光スポット像が受光素子6上の領域6A、6Bの中間位
置にきた際+t、の距離にある被写体の像が結像面2上
で鮮鋭に結像するようにする。その結果投光素子3は3
′の位置へ、受光素子6については領域5A及び領域5
Bの境界線が6′の位置へ、またレンズ群lは1′の位
置へ移動することになる。この場合の投射光路b11反
射光路は82′で示される。一方。
被写体5がt、の位置へ移動すれば、レンズ群1等は上
記と逆の向きに移動し、VA−VB=Oになるようにし
て合焦動作を行う。この場合の投射光路はcI+反射反
射は02で示される。
次に、上記装置に於ける電気回路の構成を第2図を基に
説明する。上述の様に受光素子6の各領域6A、6Bで
受光される反射投光スポット像は。
光電変換された元情報として増幅器回路101a。
101 bに供給され十分に増幅される。この際、この
増幅器101 a、 101 bは投光スポット像とな
る赤外光のf調周波数に対して十分な増幅度を持ち。
不要な太陽光や商用電源による変調光の周波数に対して
は増幅度を極力おさえた周波数特性を持つ増幅回路が望
ましい。この増幅器の出力は同期検波回路102a、 
102bにかけられ、同期検波される。この際同期信号
は投光素子30発元駆動信号と同じ周波数であり、一定
の位相関係を保っている。この同期検波回路の出力は積
分回路103 a。
103bで積分され1反射投光スポット像の信号強度に
比例した増加率を持って時々刻゛々増加する。
以上の信号処理によって積分回路103 a、 103
 bから独立に得られる積分電圧VA、VBは以下で説
明する演算回路によって処理1判定され幾ビットによっ
て差信号vA−VBとなり、他方、加算器105によっ
て和信号VA+VBとなる。差信号vA−vB’u絶対
値回路106 ニ加L bレテ、lvA−vB1を得る
。この値1vA−VB1 は比較手段としての比較器1
07に於いて比較値VDと比較され、その大小関係が出
力される。一方、和信号vA+■8はレベル検知手段と
しての比較器108.109においてそれぞれ比較値V
L、vHと比較され、各々の大小関係が出力される。さ
らに、比較器110では積分電圧VAとVBとがその1
ま大小関係を比較される。以上から得られる4つのディ
ジタル情報。
即ち、比較器107.108.109.110の出力は
判定手段としての順序制御回路l11に加えられ、シス
テム全体の動作が決定される。
112は発光駆動回路であり、制御回路111からの同
期信号に同期して投光素子3に霜1流ヲ供給し、投光素
子2の発光を制御する。
113はモータ駆動回路であり、制御回路111〃1ら
の信号によって撮影光学系駆動用モータ8の回転方向及
び回転速度を制御する。
第3図は、第2図で示した回路の構成をさらに具体化し
たものである。
第3脂は第2図の回路の(A)の部分を示すもので、増
幅器101a、 1olbの初段に低雑音の演算増幅器
201 a、 201 bを用い、フィードバック回路
202 a、 202 bの設定によってバイパス特性
を持たせている。実除に投光素子3から投光される赤外
光のエネルギー中、外光成分は受光素子6に戻ッてくる
エネルギーに比較し、かなり大きな値となり得る。可視
光カットフィルターFLとこの回路は、相対的に外光成
分を抑圧する効果があり。
設定次第で大抵の被写体条件に対して実用可能である。
さらにコンデンサ203 a、 203 bによって太
陽光等の直流成分はほとんどカットされる。
204 a、 204 bは交流増幅器であり、変調周
波数付近の成分を十分増幅した後2次段の同期検波回路
に信号を供給する。
第3図図ボの同期検波回路102a、 102bは反転
器205a、 205bとアナログスイッチ206 a
206b及び207a、 207bによって構成され、
アナログスイッチ206a、 206b、 207a、
 207b ’fc同期信号5YNCによりてスイッチ
ングし、非反転信号と反転信号を交互に選択することに
より実現している。
又、他の実施例としては、4現象アナログ乗算器を用い
、入力信号と、同期信号5YNCの交流成分の積をめる
方法もある(不図示)。
同期検波された信号は直流(脈流)成分となり。
次段の積分回路103 a、 103 bに供給される
。この積分回路103a、 103bは、演算増幅器2
08a。
208b、抵抗209 g、 209 b、 コンデン
サ210a。
210bによって構成されている。そして同期検波出力
電圧に比例した電流が同期検波回路102a。
102bl”らそれぞれ抵抗209a、 209b ’
fr通して。
コンデンサ210a、 210bに流れ込み、蓄積され
積分電圧となって演算増幅器208 a、 2(18b
から出力される。この電圧が各々前記vA、VBである
尚、 211a、 211bはコンデンサ210a、 
210bに蓄積された電荷を初期化するためのアナログ
スイッチで、コンデンサ210a、 210bに蓄積さ
れた電荷を次の蓄積に備えて制御回路IllからのCL
R信号によってクリアさせる。
号vA、VBは被写体への入射光の種類や周囲の環境温
度の影響を受ける。そのため発光手段から発光した測距
用元ばかりでなく自然光や環境温度により積分出力の値
が変動しそのため正確な焦点調整が行なわtLなかった
り、又は雑音信号により焦点調整時間が長くなる等の問
題を有している。
第3図の積分回路103a、 103bにおいて演算増
幅器208 a、 208 bの+側端子と接地端子と
の間にオフセット調整用可変抵抗を接続することにより
環境温度変化による積分出力のバラツキを補正すること
も考えられるが、この種の補正手段では振動や温度変化
又は不適性な入射光による雑信号を完全に補正すること
はできない。
本発明は以上の問題点を考慮し、上記焦点調整装置に好
適7!i:積分回路の補正手段を提供することを目的と
する。更に本発明は前述第2図に示したような積分回路
の出力信号vA、vBK基づいて前ピン信号DD、合焦
信号HH,fビン信号LL等の合焦状態を検出する信号
によって補正手段の作動を佃1舗寸ス/−J−[1−1
−1rれ慴ぼσ)1い捕正動作を行なわしめる自動焦点
調整装置を提供する。
次に第4図、第5図を用いて本発明の一実施例全説明す
る。
第4図は積分回路103a、 103bと比較回路10
4〜107及び順序制御回路111並びにオフセット補
正回路301 a、 301 bの構成を示すブロック
図である。
第5図は第4図に示すオフセット補正回路301a、 
301bの具体的回路図を示す。
第6図は前記比較回路104〜107の各出力信号HI
D、 LL、 DD、 ABに基づいてオフセット補正
回路を作動するオフセット入力信号302a、 302
bを形成する信号形成回路321を示す。
第4図の回路構成において、 301a、 301bは
オフセット補正回路であり、オフセット補正ロジック3
21からのオフセント補正信号302 a、 302b
によってオフセット桶正電圧303 a、 303 b
を増減し、保持する。この補正電圧303Jl、 30
3bは積分回路103a、 103b K加えられ、各
々のオフセットを制御する。補正ロジック321は10
4〜107で構成されている比較回路の出力LL、 H
H。
ABの3信号から補正信号302a、 302bを作成
する。
304a 、 b u高入力インピーダンスの演算増幅
・器で、その入力には固定抵抗309a、bを介して補
正信号302a、bが加えられる。304a、bの出力
電圧、すなわち補正電圧303a、bの変化は固定抵抗
309a、bとコンデンサ306a、bと、補正信号3
02a、bの印加電圧と印加時間によって定められる。
従って、印加電圧の極性と印加時間t 制御することで
、この出力電圧、すなわち補正電圧303a−bを任意
に設定できる。補正電圧303a、bは固定抵抗305
 a 、 bを介して積分回路103a、bの入力、す
なわち演算増幅!;208B、l)の負入力端子に加え
られ、電圧に比例した補正電流を流す。
次に第6図の補正信号形成回路の構成を説明する。32
2は順序制御回路111のクリアー信号CLRによって
トリガーされるモノステープルマルチバイブレータ−(
MM)e示し、該バイブレータ−322はオフセット動
作に必要な時間の間一定電圧出力波形(CLR’)’(
+−出力する。325 、326 。
327は前記CLR’信号によってセットされ、前記比
較回路108.109.110からの出力信号LL。
HH,ABの信号を入力するDタイプフリップフロップ
である。
328・329・330・331は前記比較回路からの
出力信号に応じて論理信号”Oa又は111を出力する
論理回路である。
332 a 、 332 bは前記論理回路328〜3
31の出力信号を入力するオアー回路である。
333 a 、 333 bはば正変換用バッファー回
路であり、前記オアー回路332 a 、 332 b
の出力に応じて正方向又は負方向に補正信号を出力する
323は前記バッファー回路の出力時間を制御するモノ
ステーブルマルチバイブレータ−でおり。
前記CLR’信号の立上り時間に同期する。
わす。8I分回路103a、bのオフセット補正が完全
に正しく調整されていない場合には発光手段の未発光時
の積分回路からの積分出力vA−VBは第7図dに示し
たように一定時間経過後のその積分出力は基準値2v 
2VLを越えることになる。
H。
次にオフセット補正モードでの動作を説明する。
タイξングA、にて順序制卸回路111よりのCLRイ
ご号によりパイプレーメー322からCLR’信号を出
力する。このCLR’信号の立上り信号により補正時間
T、ヲ制御するマルチバイブレータ−323から補正時
間制御信号324が出力し、この信号324はバッファ
ー回路333 a 、 333 bに入力する。
一方、比較回路108・109.110からの出力信υ 号LL、HH,ABを入力する鴬−FF 325〜32
7は前記マルチバイブレータ−322の出力信号によっ
て保持され、論理回路328〜332によって補正信号
302a、302bの憾性方向(正、負)の判別が行な
われる。
論理回路328ハvH<vA+VB 論理回路329ハvA+VB<vL 論理回K 330 U V8<’VAかツvL<vA+
■3<VH2!3100路331HV<V −1)−)
VL<V、+VB<yH。
B の条件が満たされた時にそれぞれ論理信号”11を出力
する。第7図dの波形においてvAがわずかに正方向に
ずれ、VBがわずかに負方向にずれている状態を示して
いる。
コノ場合、vくV かつ■1〈vA+VB<vHのvA 条件を満すこととなり論理ゲート330のみが論理信号
11+を出力することとなり、この結果補正時間T、に
同期して補正信号302aK負出力、302bに正出力
を出力する。これにより第5図のオフセット補正回路の
補正出力303a、303bに第7図g−hに示した補
正信号が出力し、これによって積分回路の一端子入力に
抵抗305a (305b)を介して補正電圧が印加さ
れオフセット調整が行なわれる。第7図では補正信号3
02a、302bによって ′ −−補正きれた後 の積分出力を示す。
以上のように本発明によれば積分回路に測距用未発光時
の積分出力を一定値以下に抑えるオフセット補正回路を
設けることにより測距手段からの出力信号を信号処理し
て正しい測距動作を行なう際に精度のよい測距動作全行
ない得、又測距動作時間の浪費のない焦点調整装置を得
ることができた。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明r適用する自動焦点調1i装置の原理的
説明図。 第2図は第1図の装置に用いた信号処理回路の構成口。 第3図は第2図の増幅器、検波器及び積分回路第5図は
積分回路とオフセット補正回路の接続図。 第7図は第6図の主要出力波形図。 111・・・順序制御回路。 322・323・・・モノステーブルマルチバイブレー
タ−2325・326・327・・・Dタイプフリップ
フロップ。 302a・302b・・・オフセット補正信号。 弔4図 第5図 第C図 第′7図 1 !

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)被写体からの反射光を受光する受光手段の出力に
    もとづく信号を入力する積分回路を有し。 前記積分回路の出力信号によって撮影レンズの焦たこと
    を特徴とする自動焦点調整装置。
  2. (2) 前記自動焦点調整装置は被写体に向けて測距用
    光を照射する発光手段を有し、前記補正回路は前記発光
    手段の非発光時に前記積分回路の積分出力信号を補正す
    ること全特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の自
    動焦点調整装置。
  3. (3) 前記補正回路の入力信号は前記積分回路の出力
    信号によって焦点調整状態を検出する判別信号によって
    形成されることを特徴とする特許請求の範囲第(2)項
    記載の自動焦点調整装置。
JP3570684A 1984-02-27 1984-02-27 自動焦点調整装置 Pending JPS60178416A (ja)

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JP3570684A JPS60178416A (ja) 1984-02-27 1984-02-27 自動焦点調整装置

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54154382A (en) * 1978-05-25 1979-12-05 Canon Inc Photo sensor device
JPS5918912A (ja) * 1982-07-23 1984-01-31 Canon Inc 測距装置
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