JPS6049309A - Focus information detector - Google Patents

Focus information detector

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JPS6049309A
JPS6049309A JP15766483A JP15766483A JPS6049309A JP S6049309 A JPS6049309 A JP S6049309A JP 15766483 A JP15766483 A JP 15766483A JP 15766483 A JP15766483 A JP 15766483A JP S6049309 A JPS6049309 A JP S6049309A
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JP
Japan
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light
lens
subject
emitting element
output
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Application number
JP15766483A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenji Kimura
健次 木村
Kenichi Oikami
大井上 建一
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Corp
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
Application filed by Olympus Corp, Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Corp
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Publication of JPS6049309A publication Critical patent/JPS6049309A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain a small-sized, high-performance device which employs not a triangulation method, but an active system by oscillating a lens in the optical- axis direction, and photodetecting reflected luminous flux from a subject by a photosensor and obtaining focus information corresponding to subject distance from the timing of the maximum value of the output of the photosensor. CONSTITUTION:A light emitting element 14 emits light toward the subject 1, and an optical system 15 for convergence converges the light emitted by the light emitting element 14; and convergence state varying means 20 and 21 vary the distance position of which the light is converged by the optical system 15 by varying the distance between said light emitting element and optical system 15 to vary the state of convergence on the subject 1. Further, the photosensor 16 photodetects the luminous flux reflected by the subject 1 and generates a photoelectric conversion output corresponding to the quantity of light projected upon the photodetection surface, and focus information signal detecting means 27 and 28 detect the maximum value from the photoelectric conversion output of the photosensor 16 to calculate the timing of the maximum value, and obtain a focus information signal S6 corresponding to the distance position of the subject from the timing.

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明は、焦点情報検出装置、更に詳しくは、フィルム
カメラやビデオカメラ等に用いられて焦点情報を検出す
るための装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Technical Field) The present invention relates to a focus information detection device, and more particularly to a device for detecting focus information used in film cameras, video cameras, and the like.

(従来技術) 従来、ビデオカメラ等の自動焦点機構に、三角測距法に
よるアクティブ方式の焦点情報検出装置を採用したもの
がある。この従来方式の焦点情報検出装置の原理を第1
図によって説明すると、ビデオカメラ本体上の、撮影レ
ンズ2および撮像管3を挾んだ左右にそれぞれ発光素子
4および集光レンズ5が配設されていて、発光素子4が
ら被写体1に向けて赤外線ビームが照射されると、この
赤外線ビームは被写体1で反射したのち、上記レンズ5
によりその後方の光センサ−6に集束して受光されるよ
うになり工いる。光センサ−6は2分割された受光部6
a 、 6bからなり、ビデオカメラの撮影レンズ2お
よび撮像管3の矢印yで示す光軸方向に対し℃垂直な矢
印Xで示す方向に移動自在になっている。赤外線ビーム
の被写体1からの反射光が光センサ−6に入射されると
、2つの受光部6a、6bにおける光量が等しくなるよ
うに光センサ−6が移動する。発光素子4およびレンズ
5が被写体1を見込む角度θは被写体距離に応じて変化
するので、光センサ−6の位置から被写体距離が計算さ
れる。従って、光センサ−6の移動と撮影レンズ2の繰
り出しとを連動させることにより、モータで撮影レンズ
2を矢印yの光軸方向に移動させ合焦動作を行なわせる
ことができる。
(Prior Art) Conventionally, some autofocus mechanisms of video cameras and the like employ an active type focus information detection device using triangulation. The principle of this conventional focus information detection device is explained first.
To explain with a diagram, a light emitting element 4 and a condensing lens 5 are respectively arranged on the left and right sides of the video camera body with a photographing lens 2 and an image pickup tube 3 in between. When the beam is irradiated, this infrared beam is reflected by the subject 1 and then passes through the lens 5.
This allows the light to be focused and received by the optical sensor 6 located behind it. The optical sensor 6 has a light receiving section 6 divided into two parts.
a and 6b, and is movable in the direction indicated by the arrow X, which is perpendicular to the optical axis direction indicated by the arrow y of the photographic lens 2 and image pickup tube 3 of the video camera. When the infrared beam reflected from the subject 1 is incident on the optical sensor 6, the optical sensor 6 moves so that the amount of light at the two light receiving sections 6a and 6b becomes equal. Since the angle θ at which the light emitting element 4 and the lens 5 view the subject 1 changes depending on the subject distance, the subject distance is calculated from the position of the optical sensor 6. Therefore, by linking the movement of the optical sensor 6 and the extension of the photographic lens 2, the motor can move the photographic lens 2 in the direction of the optical axis indicated by the arrow y to perform a focusing operation.

しかし、上記従来の焦点情報検出装置は三角測距法によ
るものであるため、当然、発光素子4とレンズ5との間
には一定の距離1が必要であり、かつ合焦精度を高める
ためには、距離看はある程度大きくしなければならない
。従って、上記焦点情報検出装置を備えたビデオカメラ
は小型化にも限界がありた。
However, since the conventional focus information detection device described above uses triangulation, a certain distance 1 is naturally required between the light emitting element 4 and the lens 5, and in order to improve focusing accuracy, , the distance viewing must be increased to some extent. Therefore, there is a limit to the miniaturization of video cameras equipped with the above-mentioned focus information detection device.

(目的)一 本発明の目的は、上記の点に鋭み、三角測距法によらな
いアクティブ方式を採用し、小型でかつ高性能の焦点情
報検出装置を提供するにある。
(Objective) An object of the present invention is to provide a compact and high-performance focus information detection device that takes advantage of the above points and adopts an active method that does not rely on triangulation.

(概要) 本発明の焦点情報検出装置は、発光素子からの光をS光
用レンズで集束させて被写体上に投影すると共に、この
レンズを光軸方向に振動させて発光素子との距離を可変
させ、被写体から反射した光束を光センサーに受光させ
て、この光センサーの出力の最大値のタイミングから被
写体距離に対応した焦点情報を得るようにしたものであ
る。
(Summary) The focus information detection device of the present invention focuses light from a light emitting element using an S light lens and projects it onto a subject, and also vibrates this lens in the optical axis direction to vary the distance from the light emitting element. The light beam reflected from the object is received by the optical sensor, and focus information corresponding to the object distance is obtained from the timing of the maximum value of the output of the optical sensor.

(実施例) 以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。(Example) Hereinafter, the present invention will be explained based on illustrated embodiments.

第2図は、本発明の一実施例を示す焦点情報検出装置の
概略構成のブロック図である。この焦点情報信号装[1
1はビデオカメラ本体内に設けられていて、その主たる
構成は、赤外光を発する発光素子14と、同発光素子1
40発する赤外光の光量を一定周波数で変調させるだめ
の変調器17と、発光素子14の発する赤外光を集束さ
せるための集光用レンズ15と、同レンズ15を保持し
た絶縁性ボビン18と、同ボビン18の外周に巻装され
たムービングコイル21および駆動検出コイル22と、
これらコイル21および22の外周に配置されたマグネ
ット31および52と、集光用レンズ15を光軸方向に
振動させるための一定振動周波数信号を発する発振器1
9と、同発振器19の出力を増幅してこttヲムービン
グコイA/21に導き、同ムービングコイル21とマグ
ネット31との電磁作用によってレンズ15およびボビ
ン18を光軸方向に振動させて被写体1に対する集光状
態を可変させるためのムービングコイル駆動回路20と
、レンズ15およびボビン18の振動を駆動検出コイル
22によって検出し、これを増幅する電圧増幅器23と
、被写体1で反射し、撮影レンズ12を透過した光のう
ち、可視光を撮像管13に導き、赤外光のみを反射させ
る赤外光反射ミラー24と、撮像管13の光電変換面1
5aと光学的に等価な位置にあって赤外光反射ミラー2
4で反射した赤外光を受光する光センサ−16と、同セ
ンサー16の光電変換出力から赤外光の振動成分のみを
検出するバンドパスフィルター(以下BPFと配す)2
5と、このB P F 25の出力波形のエンベロープ
を検出するエンベロープ検出器26と、エンベロープ波
形の最大値を検出するピーク値検出器27と、上記電圧
増幅器26からの振動波形を上記ピーク値検出器27か
らの最大値のタイミングでサンプリングし、同サンプリ
ングレベルをホールドして焦点情報信号とするサンプリ
ングホールド回路28とを有してなる。
FIG. 2 is a block diagram of a schematic configuration of a focus information detection device showing an embodiment of the present invention. This focal information signal system [1
1 is provided in the video camera body, and its main components are a light emitting element 14 that emits infrared light, and the light emitting element 1.
40, a modulator 17 for modulating the amount of infrared light emitted at a constant frequency, a focusing lens 15 for focusing the infrared light emitted by the light emitting element 14, and an insulating bobbin 18 holding the lens 15. and a moving coil 21 and a drive detection coil 22 wound around the outer periphery of the bobbin 18,
Magnets 31 and 52 arranged around the outer periphery of these coils 21 and 22 and an oscillator 1 that emits a constant vibration frequency signal for vibrating the condensing lens 15 in the optical axis direction.
9 and the output of the oscillator 19 is amplified and guided to the moving coil A/21, and the lens 15 and bobbin 18 are vibrated in the optical axis direction by the electromagnetic action of the moving coil 21 and the magnet 31, and the output is directed toward the subject 1. A moving coil drive circuit 20 for varying the condensing state, a voltage amplifier 23 for detecting vibrations of the lens 15 and bobbin 18 using a drive detection coil 22 and amplifying the detected vibrations, and a voltage amplifier 23 for amplifying the vibrations of the lens 15 and the bobbin 18, which are reflected by the subject 1, and moving the photographing lens 12. Among the transmitted light, an infrared light reflecting mirror 24 guides visible light to the image pickup tube 13 and reflects only infrared light, and a photoelectric conversion surface 1 of the image pickup tube 13.
Infrared light reflecting mirror 2 located at a position optically equivalent to 5a.
an optical sensor 16 that receives the infrared light reflected by the sensor 16; and a bandpass filter (hereinafter referred to as BPF) 2 that detects only the vibrational component of the infrared light from the photoelectric conversion output of the sensor 16.
5, an envelope detector 26 that detects the envelope of the output waveform of this B P F 25, a peak value detector 27 that detects the maximum value of the envelope waveform, and a vibration waveform from the voltage amplifier 26 that detects the peak value. The sampling and holding circuit 28 samples at the timing of the maximum value from the device 27 and holds the same sampling level as a focus information signal.

上記発光素子14は不動部材に固定されていて、その一
方のリード端子は変調器17の出力端に接続され、他方
のリード端子はアースされている。このため、発光素子
14は、例えは100 KHzの変調周波数で赤外発光
量に変調がかけられるようになっている。発光素子14
の前方位置には、集光用レンズ15が絶縁性ボビン18
により主平面を保持され、ボビン18は上下なダンパー
材29a、 29bによって不動部材に支持されている
。このため、レンズ15およびこれを保持したボビン1
8は矢印Yで示す光軸方向に前後動できるようになって
いる。このボビン18の前部外周にはムービングコイル
21が巻装され、後部外周には駆動検出コイル22が巻
装されている。そして、ムービングコイル21の外周位
置と駆動検出コイル22の外周位置KFi、それぞれ、
図示しない不動部材に固定されたリング状のマグネット
31と32が配設されている。このマグネッ) 31.
32は、N、S極が逆の半リング形状のマグネットを上
下から突き合わせてそれぞれ1つのリングを形成するよ
うにしたものである。
The light emitting element 14 is fixed to a stationary member, one lead terminal thereof is connected to the output end of the modulator 17, and the other lead terminal is grounded. Therefore, the amount of infrared light emitted by the light emitting element 14 is modulated at a modulation frequency of 100 KHz, for example. Light emitting element 14
The condensing lens 15 is located at the front position of the insulating bobbin 18.
The main plane of the bobbin 18 is held by the upper and lower damper members 29a and 29b, and the bobbin 18 is supported by an immovable member. Therefore, the lens 15 and the bobbin 1 holding it
8 can move back and forth in the optical axis direction indicated by arrow Y. A moving coil 21 is wound around the front outer periphery of the bobbin 18, and a drive detection coil 22 is wound around the rear outer periphery. Then, the outer circumferential position of the moving coil 21 and the outer circumferential position KFi of the drive detection coil 22 are respectively,
Ring-shaped magnets 31 and 32 fixed to a stationary member (not shown) are provided. This magnet) 31.
32 is a magnet in which half-ring-shaped magnets with opposite north and south poles are butted against each other from above and below to form one ring.

上記ムービングコイ/I/21は同コイル21に通電が
行なわれると同コイル21に発生する磁界と、マグネッ
ト31による磁界とが作用しあうことによりボビン18
をレンズ15の光軸方向に振動させるものである。この
ボビン18を振動させるためのムービングコイA/21
に流れる電流はムービング駆動回路20によって与えら
れるようになっており、同ムービング駆動回路20に蝶
発振器19の出力が導かれるようになっている。発振器
19は例えば10Hzの周波数信号を発振する。駆動検
出コイル22はムービングコイル21が通電することに
よりボビン18が振動すると、マグネット52の磁界に
対してこの駆動検出コイル22が変動することによって
同検出=イル22に誘起電流が生じ、上記振動に応じた
振動起電力が発生する。この起電力は電圧増幅器25に
よって増幅され、そのあと、さらにサンプリングホール
ド回路28 K導かれるようになっている。
When the moving coil 21 is energized, the magnetic field generated in the coil 21 and the magnetic field generated by the magnet 31 interact to cause the bobbin 18 to move.
is made to vibrate in the optical axis direction of the lens 15. Moving coil A/21 for vibrating this bobbin 18
The current flowing through the butterfly oscillator 19 is provided by a moving drive circuit 20, and the output of the butterfly oscillator 19 is guided to the moving drive circuit 20. The oscillator 19 oscillates a frequency signal of, for example, 10 Hz. When the bobbin 18 vibrates due to the moving coil 21 being energized, the drive detection coil 22 fluctuates in response to the magnetic field of the magnet 52, and an induced current is generated in the detection coil 22. A corresponding vibrational electromotive force is generated. This electromotive force is amplified by a voltage amplifier 25, and then further led to a sampling and holding circuit 28K.

光七ンサー16は赤外光に対して受光感度が充分に高く
なっており、被写体1からの反射光のうち赤外光のみが
赤外光反射ミラー24で90°進路変更されて受光面に
入射すると、その受光量に応じた光電変換信号を発する
。この光電変換信号はBPF25に導かれると、同B 
P F 25の中心周波数社100)G(z とされて
おり、このため、上記100KHzの周波数で振動した
変調赤外光が復調される。BPF25の出力はエンベロ
ープ検波器26に導かれてエンペ四−ブ検波が行なわれ
たのち、ピーク値検出器27に導かれてエンベロープ検
波器26の出力の最大値のタイミングがパルスとして検
出される。
The optical sensor 16 has a sufficiently high light-receiving sensitivity for infrared light, and of the reflected light from the subject 1, only the infrared light is diverted by 90 degrees by the infrared light reflecting mirror 24 and reaches the light-receiving surface. When the light is incident, it emits a photoelectric conversion signal according to the amount of light received. When this photoelectric conversion signal is guided to BPF25,
The center frequency of the BPF 25 is 100) G(z), and therefore the modulated infrared light vibrated at the frequency of 100 KHz is demodulated.The output of the BPF 25 is guided to an envelope detector 26 and - After wave detection is performed, the signal is guided to the peak value detector 27, and the timing of the maximum value of the output of the envelope detector 26 is detected as a pulse.

このピーク値検出器27の出力パルスは、上記サンプリ
ングホールド回路28に導かれ、上記電圧増幅器23の
出力波形のうち、上記ピーク値検出器27の出力パルス
に対応した時点のレベルがサンプリングホールド回路2
8から出力されるようになってbる。このサンプリング
ホールド回路2Bの出力が焦点情報信号となる。
The output pulse of the peak value detector 27 is guided to the sampling hold circuit 28, and the level of the output waveform of the voltage amplifier 23 at the point corresponding to the output pulse of the peak value detector 27 is determined by the sampling hold circuit 28.
It starts to be output from 8 onwards. The output of this sampling and holding circuit 2B becomes a focus information signal.

また、上記被写体1からの反射光のうち赤外光反射ミラ
ー24を透過した可視光は、t!&像管13の光電変換
面15aに受光されると、同光電変換面13aで光電変
換された電気信号は、電圧増幅器35によ−)″C増幅
されたのち、周知の映像プロセッサー36によってNT
SC方式の映像信号に変換される。
Further, among the reflected light from the subject 1, the visible light that has passed through the infrared light reflecting mirror 24 is t! & When the light is received by the photoelectric conversion surface 15a of the picture tube 13, the electric signal photoelectrically converted by the photoelectric conversion surface 13a is amplified by the voltage amplifier 35, and then converted to NT by the well-known video processor 36.
It is converted into an SC video signal.

さらに、m影しンズ12は後述する撮影レンズ位置検出
機構37によりレンズ位置が検出されるよ5になってお
り、上記焦点情報信号が得られると、同焦点情報信号か
ら合焦位置が計算され、同合焦位置へ撮影レンズ12が
モータによりて駆動されるようになっている。
Furthermore, the lens position of the m shadow lens 12 is detected by a photographing lens position detection mechanism 37 (described later), and when the focus information signal is obtained, the in-focus position is calculated from the parfocal information signal. , the photographing lens 12 is driven by a motor to the in-focus position.

上記第2図に示す焦点情報検出装置旦についてその概略
は以上のように構成されている。以下。
The focus information detection apparatus shown in FIG. 2 is roughly constructed as described above. below.

さらに、上記焦点情報検出装置■の詳細な構成および動
作について説明する。
Furthermore, the detailed configuration and operation of the focus information detection device (2) will be explained.

ビデオカメラを被写体1に向け、図示されない電源スィ
ッチをオンにすると、発振器19かうの10Hzの発振
周波数信号がムービングコイル駆動回路20で増幅され
てムービング−イル21に供給され、ボビン18および
同ボビン18に保持された集光用レンズ15が光軸方向
Yに振動するが、このとき、発光素子14は固定である
ため、集光レンズ15が光軸方向YK捩振動ると、発光
素子14と集光用レンズ15との間の距離が変化するこ
とになる。これを第3図によって説明すると、この発光
素子14と集光用レンズ15との距離を石とすれば、こ
の距離ノ1が上記集光用レンズ15の振動によって変化
する。従って、このとき、集光用レンズ15が発光素子
14からの光を集束させる位置は同レンズ15からの距
離1a−彫すまでの間を上記集光用レンズ15の振動周
期に一致して変動する。つまり、例えば1,6a=1m
、、#=10mとすると、1mの距離位置Paから10
mの距離位置Pbまでを上記レンズ15による発光素子
14の光の集束点が振動することになる。仮に、位置P
aとPb間のある位置Pxに被写体が存在しているとす
ると(被写体距離/X)、発光素子14から照射される
光束がこの位置Pxにある被写体上に集束して焦点を結
ぶとき同被写体上には鮮明な最小スポット光領域41が
形成され、被写体から焦点がずれるときはこの位1iP
xの被写体上には不鮮明で大きな光領域42が形成され
る。
When the video camera is pointed at the subject 1 and a power switch (not shown) is turned on, the oscillation frequency signal of 10 Hz from the oscillator 19 is amplified by the moving coil drive circuit 20 and supplied to the moving coil 21 . The condenser lens 15 held in the center vibrates in the optical axis direction Y, but since the light emitting element 14 is fixed at this time, when the condenser lens 15 torsionally vibrates in the optical axis direction YK, the light emitting element 14 and the condenser vibrate. The distance from the optical lens 15 will change. To explain this with reference to FIG. 3, assuming that the distance between the light emitting element 14 and the condensing lens 15 is a certain distance, this distance 1 changes due to the vibration of the condensing lens 15. Therefore, at this time, the position at which the condensing lens 15 converges the light from the light emitting element 14 varies from the distance 1a from the condensing lens 15 to the distance corresponding to the vibration period of the condensing lens 15. do. In other words, for example 1,6a=1m
,, If #=10m, then 10 from the 1m distance position Pa
The focal point of the light from the light emitting element 14 by the lens 15 oscillates up to the distance position Pb of m. If position P
Assuming that a subject exists at a certain position Px between a and Pb (subject distance/X), when the light flux emitted from the light emitting element 14 is focused on the subject at this position Px, the same subject A clear minimum spot light area 41 is formed above, and when the focus is shifted from the subject, the distance is 1iP.
An unclear and large light area 42 is formed on the object x.

発光素子14からの照射光が上記レンズ15によって焦
点を結ぶ位置(以下集光位置という)が上記位置Paと
Pb間を周波数10 Hzの周期で往復運動しているの
で、今、上記位置Pxの被写体上に注目すると、同被写
体上のスポット光の大きさが上記集光用レンズ15の振
動周波数10Hzの2倍の周波数20Hzの周期で変動
することになる。即ち、集光用レンズ15が発光素子1
4から遠去かりてその集光位置が位置Paからpbへ移
動する途中と、集光用レンズ15が発光素子14に接近
してその集光位置が位@pbから位@Paへ移動する途
中で、それぞれ上記位置Pxの被写体上に焦点を結ぶの
で、同位1iPx上の被写体上に発光素子14の照射光
が合焦して最小スポット光領域41を得る信号の周波数
は2倍の20Hzとなる。
Since the position where the irradiated light from the light emitting element 14 is focused by the lens 15 (hereinafter referred to as the condensing position) is reciprocating between the positions Pa and Pb at a frequency of 10 Hz, the position Px is now When focusing on the subject, the size of the spot light on the subject changes at a frequency of 20 Hz, which is twice the vibration frequency of 10 Hz of the condensing lens 15. That is, the condensing lens 15 is the light emitting element 1.
4 while the light focusing position moves from position Pa to pb, and while the focusing lens 15 approaches the light emitting element 14 and the light focusing position moves from position @pb to position @Pa. Therefore, since the light emitted from the light emitting element 14 is focused on the subject at the same position 1iPx to obtain the minimum spot light area 41, the frequency of the signal is doubled to 20 Hz. .

ここで、光センサ−16の受光面に注目すると、同受光
面には被写体1からの反射光束が撮影レンズ12により
て結像されるが、このとき、撮影レンズ12が合焦位置
になくとも、被写体上に最小スポット光領域41が形成
されたとき、同党領域41は光センサ−16の受光面に
第4図(A)に示すように鮮明で小さなスポット光領域
43として受光され、また、被写体上に大きな光領域4
2が形成されたとき、同党領域42it光センサー16
の受光面に第4図CB)に示すように不鮮明で比較的大
きい光領域44として受光されることになる。即ち、第
4図(A)に示すように鮮明で小さなスポット光領域4
3の光が光センサ−16に受光されると、同党センサー
16に対する光量が増大し、第4図(B)に示すように
不鮮明で光センサ−16の受光面よりも充分に大きい領
域44の光が光センサ−16に受光されると同センサー
16に対する光量が減少−rる。
Here, paying attention to the light receiving surface of the optical sensor 16, the reflected light beam from the subject 1 is focused on the light receiving surface by the photographing lens 12, but at this time, even if the photographing lens 12 is not in the in-focus position, When the minimum spot light area 41 is formed on the subject, the same spot light area 41 is received as a clear and small spot light area 43 on the light receiving surface of the optical sensor 16 as shown in FIG. , large light area 4 on the subject
2 is formed, same party area 42it light sensor 16
As shown in FIG. 4 (CB), the light is received as an indistinct and relatively large light area 44 on the light receiving surface. That is, as shown in FIG. 4(A), a clear and small spot light area 4
When the light of No. 3 is received by the optical sensor 16, the amount of light to the optical sensor 16 increases, and as shown in FIG. When the light is received by the optical sensor 16, the amount of light directed to the sensor 16 decreases.

この結果、光センサ−16の出力として、上記1001
1zの周波数信号にQOHzの周波数信号が重畳した電
気信号が得られることになる。これを第5図(A)〜(
F)に示すタイムチャートによって説IJII−jると
、集光用レンズ15が同レンズ、15による集光位置P
a −Pb間を振動すると(第5図(A)参照)、この
とき、光センサ−16は距離位@Pxにある被写体1か
らの反射赤外光を受光するので、光センサ−16の出力
SIは上記100KH2の周波数信号が上記距離位置P
xで最大値となる20Hz の周波数信号に重畳され、
かつ、この重畳された100Kl′lzの周波数信号成
分が上記位置Pxに相当する波形位置において最大の振
幅Mを示すような波形信号となる(第5図CB)参照)
。光センサ−16の出力S、がB P F 25に導か
れると、このB P F 25では100 KHzの変
調成分のみが分離抽出される(2)5図(C)参照)。
As a result, as the output of the optical sensor 16, the above 1001
An electrical signal in which a QOHz frequency signal is superimposed on a 1z frequency signal is obtained. This is shown in Figure 5 (A)-(
According to the theory IJII-j according to the time chart shown in F), the condensing lens 15 is the same lens, and the condensing position P by 15 is
When vibrating between a and Pb (see Fig. 5 (A)), at this time, the optical sensor 16 receives reflected infrared light from the subject 1 at the distance @Px, so the output of the optical sensor 16 SI is that the frequency signal of 100KH2 is at the distance position P.
It is superimposed on the 20Hz frequency signal that has the maximum value at x,
Moreover, this superimposed frequency signal component of 100 Kl'lz becomes a waveform signal that exhibits the maximum amplitude M at the waveform position corresponding to the above position Px (see Figure 5 CB))
. When the output S of the optical sensor 16 is guided to the BPF 25, only the modulation component of 100 KHz is separated and extracted (2) (see Fig. 5 (C)).

このB P F 25の出力S、は位置Pxにある被写
体上での集光状態に応じて振幅が変化したものとなりて
おり、被写体10位1i1Pxに相当するタイミングで
最大の振幅を示している。BP F 25の出力S2が
エンベループ検波器26に導かれると、上記BPF25
の出力波形のエンベループがこの検波器26の出力S3
として検出される(第5図(D)参照)。そして、この
エンベロープ検波器26で検出されたエンベロープ波形
出力S3がピーク値検出器27に導かれると、上記エン
ベロープ波形出力S3の最大値がタイミングパルスS4
として検出される(第5図(E)参照)。
The amplitude of the output S of the B P F 25 changes depending on the convergence state on the subject at position Px, and shows the maximum amplitude at the timing corresponding to the 10th position of the subject 1i1Px. When the output S2 of the BPF 25 is guided to the envelope loop detector 26, the BPF 25
The envelope of the output waveform is the output S3 of this detector 26.
(See FIG. 5(D)). Then, when the envelope waveform output S3 detected by the envelope detector 26 is guided to the peak value detector 27, the maximum value of the envelope waveform output S3 becomes the timing pulse S4.
(See FIG. 5(E)).

このピーク値検出器270回路は、例えば、第6図に示
すように構成されており、同検出器27の回路構成およ
び動作を第7図(A)〜(G)のタイムチャートと共に
説明すると、上記エンベロープ検波器26の出力S、(
第7図(A)参照)およびクロック信号5(lFiサン
プリングホールド回路51に等力・れるよ5になってい
て、同サンプリングホールト。
The peak value detector 270 circuit is configured as shown in FIG. 6, for example, and the circuit configuration and operation of the detector 27 will be explained with reference to the time charts of FIGS. 7(A) to (G). The output S of the envelope detector 26, (
(See FIG. 7(A)) and clock signal 5 (IFi sampling hold circuit 51 has an equal power of 5, and the same sampling hold is applied.

回路51でクロック信号S0によってサンプリングされ
る。りnツク信号SOは一定周波数信号であり、この実
施例では上記集光用レンズ15の振動周波数10axの
10倍のjQ(In2としてイル。100 )1z ノ
10ツク偵号Soによってエンベロープ検波器26の出
力をサンプリングして得られたサンプリングホールド回
路51の出力S3□(第7図(B)参照)はコンデンサ
52と抵抗53からなる微分回路54によつて微分され
ると、この微分回路54の出力波形812(第7図(C
)参照)はエンベソープ波形出力S、の最大値を境界と
して正パルスと負パルスとに分離した微分パルス波形と
なるので、この微分パルス波形Ss2が、次にレベルセ
ンサー55.56にそれぞれ導かれると、各レベルセン
サー55.56ではそれぞれスレシュホールド電位55
a 、 56aが設定されていて、レベルセンサー55
 、56の出力S381 SHハ各スレシ二ホールド電
位55a 、 56Bを超えた微分パルス波形S3□に
相当する時点が”H”レベルから1L″レベルに変化す
る(第7図CD) 、 (E)参照)。
It is sampled in circuit 51 by clock signal S0. The digital signal SO is a constant frequency signal, and in this embodiment, the envelope detector 26 is generated by a signal So of 10 times the vibration frequency 10ax of the condensing lens 15. The output S3□ (see FIG. 7(B)) of the sampling and hold circuit 51 obtained by sampling the output of Output waveform 812 (Fig. 7(C)
) is a differential pulse waveform that is separated into a positive pulse and a negative pulse with the maximum value of the envelope soap waveform output S as a boundary, so when this differential pulse waveform Ss2 is then guided to the level sensors 55 and 56, respectively. , each level sensor 55,56 has a threshold potential 55.
a, 56a is set, and the level sensor 55
, 56 output S381 SH changes from the "H" level to the 1L" level at the point corresponding to the differential pulse waveform S3□ exceeding each threshold hold potential 55a, 56B (see FIG. 7CD), (E) ).

レベルセンサー55の出力端子はナン)’グー)57と
58からなるR−87リツプフロツプ59のセット入力
端子に接続され、レベルセンサー56の出力端子はこの
几−87リツプ70ツブ59のリセット入力端子に接続
されているので、上記エンベロープ検波器26の出力S
3の波形が上り勾配のときには、レベルセンサー55か
らの出力Ss3がプリセット入力としてR−8ツリツブ
70ツブ59に導かれると、同7リツプ70ツブ59の
出力S、は’H”レベルになる。このあと、エンベロー
プ検波器26の出力S8の波形が最大点を経工下り勾配
になると、レベルセンサー56の出力834がリセット
入力として几−Sフリップ7四ツブ59に導かれるので
、同7リツプ70ツブ59の出力Sおは、レベルセンサ
ー56の出力S84が最初に′L”レベルに変化した時
点で″L″レベルになる(第7図(F)参照)。この几
−8フリツプンロツプ59の出力”’ssはパルス発生
器60に導かれており、同パルス発生器60は上記7リ
ツプン四ツブ59の出力Sasが1”レベルから6L”
レベルに変化した時点でトリガーされ、1つのパルスS
4を発する(第7図<a)参照p0C(7) パルス発
生器60からの出力パルス、即ち、ピーク値検出器27
の出力パルスS4のタイミングは前述したように、上記
エンベロープ検波器26の出力波形が最大になるタイミ
ングに一致している(厳密には上記第7図に示すよ5に
僅かにずれているがこのずれ量は事実上無視しうる程度
に小さい)。
The output terminal of the level sensor 55 is connected to the set input terminal of the R-87 lip flop 59 consisting of 57 and 58, and the output terminal of the level sensor 56 is connected to the reset input terminal of the R-87 lip flop 59. Since it is connected, the output S of the envelope detector 26
When the waveform No. 3 has an upward slope, when the output Ss3 from the level sensor 55 is guided to the R-8 tree 70 tube 59 as a preset input, the output S of the R-8 tree 70 tube 59 becomes 'H' level. After this, when the waveform of the output S8 of the envelope detector 26 becomes downward slope from the maximum point, the output 834 of the level sensor 56 is guided to the 4-piece 59 of the 7-S flip 7 as a reset input. The output S of the knob 59 becomes the "L" level when the output S84 of the level sensor 56 first changes to the "L" level (see FIG. 7(F)). The output "'ss" of this flip-flop 59 is led to a pulse generator 60, and the pulse generator 60 changes the output "Sas" from the 7-rip-punch loop 59 from the 1" level to 6L.
Triggered when the level changes, one pulse S
4 (see FIG. 7<a) p0C (7) Output pulse from the pulse generator 60, that is, the peak value detector 27
As mentioned above, the timing of the output pulse S4 coincides with the timing at which the output waveform of the envelope detector 26 reaches its maximum (strictly speaking, it is slightly shifted from 5 as shown in FIG. 7 above, but this (The amount of deviation is so small that it can be virtually ignored).

上記ピーク値検出器27の出力パルスS4は第2図に示
すよ5にサンプリングホールド回路28にサンプリング
パルスとして導かれると、上記集光用レンズ15の振動
波形を増幅した電圧増幅器23の出力S、と上記最大値
のタイミングパルスS4とがサンプリングホールド回路
2Bにおい℃突き合わされ、パルスS4のタイミングで
電圧増幅器26の出力S、がサンプリングされホールド
される(第5図CF)参照)。サンプリングホールド回
路28の出力電圧S6は上記電圧増幅器23の出力Sl
lのうち、ノ(ルスS4のタイミングに一致する点の電
圧である。
When the output pulse S4 of the peak value detector 27 is guided as a sampling pulse to the sampling and hold circuit 28 as shown in FIG. and the timing pulse S4 having the maximum value are matched by temperature in the sampling and hold circuit 2B, and the output S of the voltage amplifier 26 is sampled and held at the timing of the pulse S4 (see FIG. 5 CF)). The output voltage S6 of the sampling hold circuit 28 is equal to the output Sl of the voltage amplifier 23.
This is the voltage at a point in l that coincides with the timing of the pulse S4.

即ち、光センサ−16で検出した赤外光のピーク値に対
応したパルスS4は被写体の位1itKよってタイミン
グが移動するが、このパルスS4のタイミングの移動に
応じてサンプリングホールド回路28の出力電圧S6が
変化する。従って、この出力電圧S6が被写体の距離位
置に応じて電圧レベルの変化する焦点情報信号となる。
That is, the timing of the pulse S4 corresponding to the peak value of the infrared light detected by the optical sensor 16 is shifted by 1itK of the object, and the output voltage S6 of the sampling and hold circuit 28 is changed according to the timing shift of the pulse S4. changes. Therefore, this output voltage S6 becomes a focus information signal whose voltage level changes depending on the distance position of the subject.

この焦点情報信号S6はこのまま距離表示用に用いるこ
ともできるが、この焦点情報信号S、の値に基づき、撮
影レンズ12を自動的に合焦位置に移動させることがで
きる。
Although this focus information signal S6 can be used as it is for distance display, the photographing lens 12 can be automatically moved to the in-focus position based on the value of this focus information signal S.

次に、上記のようにして得られた焦点情報信号S6に基
づき撮影レン/I’12を自動的に合焦位置に移動させ
る自動合焦装置について説明する。
Next, an automatic focusing device that automatically moves the photographing lens /I'12 to the in-focus position based on the focus information signal S6 obtained as described above will be described.

撮影レンズ12を合焦位置に制御するには、撮影レンズ
12の位置を検出する機m67が必要であり、 ゛同機
構371i第8,9図に示すように構成されている。第
8図において、撮影レンズ12を移動させるための回転
筒61の外周にはギヤ63aが形成されていて、同ギヤ
61aは上記焦点情報信号S、に基づき駆動されるモー
タ62の回転軸に一体のギヤ63にギヤ64を介して噛
合している。このため、モータ62が回転するとき回転
筒61が回転し、これにより撮影レンズ12が光軸方向
に移動するようになっティる。回転筒61の後方の固定
枠65にはレンズ光軸0に平行した長孔66が形成され
ていて、同長孔66より撮影レンズ12と一体的に移動
する支持部材67が突出している。この支持部拐67の
先端には発光素子68が設けられていると共に、同発光
素子68の下方に配置されたコリメータレンズ69も上
記支持部材67によって一体的に支持されている。コリ
メータレンズ69の下方には半透光ミラー70が45°
の傾斜角度(第9図参照)で配置されており、同半透光
ミラー70と同一高さ位置には同ミラー70で反射した
発光素子68からの光を受光する補正用光センサ−71
が配置されている。半透光ミシー70の下方には空間フ
ィルター72が水平に配置されている。この空間フィル
ター72は撮影レンズ12の光軸0の方向に長手方向を
一致させた不透明な長方形部材の内側を、長手方向に傾
斜辺を有する三角形状に打抜い℃形成したものであり、
このフィルター72の三角窓72aを上記半透光ミラー
70を透過した発光素子68の光が通過するようになっ
ている。空間フィルター72の下方にはコンデンサーレ
ンズ73が配置され、さらにこのコンデンサーレンズ7
5の下方には同レンズ73によって集光した光を受光す
るレンズ位置検出用光センサ−74が配置されている。
In order to control the photographic lens 12 to the in-focus position, a mechanism m67 for detecting the position of the photographic lens 12 is required, and the mechanism 371i is constructed as shown in FIGS. 8 and 9. In FIG. 8, a gear 63a is formed on the outer periphery of a rotating barrel 61 for moving the photographic lens 12, and the gear 61a is integrated with the rotating shaft of a motor 62 driven based on the focus information signal S. The gear 63 meshes with the gear 64 via a gear 64. Therefore, when the motor 62 rotates, the rotary barrel 61 rotates, thereby causing the photographing lens 12 to move in the optical axis direction. A long hole 66 parallel to the lens optical axis 0 is formed in the fixed frame 65 at the rear of the rotating barrel 61, and a support member 67 that moves integrally with the photographing lens 12 projects from the long hole 66. A light emitting element 68 is provided at the tip of the support member 67, and a collimator lens 69 disposed below the light emitting element 68 is also integrally supported by the support member 67. A semi-transparent mirror 70 is placed below the collimator lens 69 at a 45° angle.
(see FIG. 9), and at the same height as the semi-transparent mirror 70 is a correction optical sensor 71 that receives light from the light emitting element 68 reflected by the mirror 70.
is located. A spatial filter 72 is arranged horizontally below the semi-transparent filter 70. This spatial filter 72 is formed by punching out the inside of an opaque rectangular member whose longitudinal direction coincides with the direction of the optical axis 0 of the photographing lens 12 into a triangular shape having sloped sides in the longitudinal direction.
The light from the light emitting element 68 that has passed through the semi-transparent mirror 70 passes through the triangular window 72a of the filter 72. A condenser lens 73 is arranged below the spatial filter 72, and this condenser lens 7
A lens position detection optical sensor 74 is arranged below the lens 73 to receive the light condensed by the lens 73.

なお、上記半透光ミラー70、空間フィルター72.コ
ンデンサーレンズ73および光センサ−71、74は図
示しない不動部材に取り付けられて固定している。
Note that the semi-transparent mirror 70, the spatial filter 72. The condenser lens 73 and the optical sensors 71, 74 are fixedly attached to a fixed member (not shown).

この撮影レンズ位置検出機構37の動作について述べる
と、発光素子68からの光はコリメータレンズ69でほ
ぼ平行光束とされ、この平行光束のうちの一部が半透光
ミラー70で反射して補正用光センサ−71に入射する
。コリメータレンズ69からの平行光束のうちの残りの
一部は半透光ミラー70を透過して空間フィルター72
の三角窓72aを通過するので、同三角窓72aにより
て光束の一部が遮らし、コのアトコンデンサーレンズ7
3によって集光されてレンズ位置検出用光センサー74
に入射する。
Regarding the operation of this photographic lens position detection mechanism 37, the light from the light emitting element 68 is converted into a substantially parallel beam by the collimator lens 69, and a part of this parallel beam is reflected by the semi-transparent mirror 70 for correction. The light enters the optical sensor 71. The remaining part of the parallel light beam from the collimator lens 69 passes through a semi-transparent mirror 70 and passes through a spatial filter 72.
Since the light beam passes through the triangular window 72a, part of the light beam is blocked by the triangular window 72a, and the light beam passes through the atocondenser lens 7.
3, the light is focused by the optical sensor 74 for lens position detection.
incident on .

半透光ミラー70を透過する平行光束は第10図に拡大
し℃示すように空間フィルター72の三角窓72aに対
して二点鎖線で示す光領域75が投影されるので、この
フィルター72の三角窓72aを通過する光量は、光領
域75の矢印C方向で示す移動位置、即ち、発光素子6
8が、上記撮影レンズ12の光軸Oの方向に沿って移動
する位置によって変化し、このため、光センサ−740
光電変換出力もこれに応じて変化する。つまり、撮影レ
ンズ120光軸0上の位置は、光センサ−740光電変
換出力に対応しており、撮影レンズ12が近距離の被写
体に合焦するように繰り出された位置にあれば、このと
き、三角窓72aを通過する光量が増大して光センサ−
74の光電変換出力も大きくなり、この反対に、撮影ν
ンズ12が遠距離の被写体に合焦するように繰り込まれ
た位置にあれば、このとき、三角窓72aを通過する光
量が減少して光センサー740光電変換出力亀小さくな
る。従って、光センサ−74の光電変換出力から撮影レ
ンズ12の位置を検出することができる。即ち、この光
センサ−74の光電変換出力が撮影レンズ位置情報の信
号となる。
The parallel light beam transmitted through the semi-transparent mirror 70 is enlarged in FIG. 10, and as shown in FIG. The amount of light passing through the window 72a is determined by the movement position of the light area 75 shown in the arrow C direction, that is, the light emitting element 6
8 changes depending on the position of the photographing lens 12 along the direction of the optical axis O. Therefore, the optical sensor 740
The photoelectric conversion output also changes accordingly. In other words, the position on the optical axis 0 of the photographing lens 120 corresponds to the photoelectric conversion output of the optical sensor 740, and if the photographing lens 12 is in the extended position so as to focus on a subject at a short distance, then at this time , the amount of light passing through the triangular window 72a increases and the light sensor
The photoelectric conversion output of 74 also increases, and on the contrary, the shooting ν
When the lens 12 is in a retracted position so as to focus on a distant object, the amount of light passing through the triangular window 72a decreases, and the photoelectric conversion output of the optical sensor 740 decreases. Therefore, the position of the photographing lens 12 can be detected from the photoelectric conversion output of the optical sensor 74. That is, the photoelectric conversion output of this optical sensor 74 becomes a signal of photographing lens position information.

ところで、上記発光素子68の出力は経年変化によって
低下することもあるので、この発光素子68の出力変動
による影響をなくすために上記補正用光センサ−71が
用いられている。即ち、光センサ−71の光電変換出力
と光センサー74の光電変換出力との比が図示しない割
算回路によってめられるようになっており、この割算回
路の出力により撮影レンズ12の位置に比例した信号を
得ることができる。なお、発光素子<58に経年変化の
極めて少ないものを用いたときには、半透光ミラー70
゜補正用光センサ−71および図示しない割算回路等を
用いる必要がないことは当然のことである。
Incidentally, since the output of the light emitting element 68 may decrease due to aging, the correction optical sensor 71 is used to eliminate the influence of fluctuations in the output of the light emitting element 68. That is, the ratio between the photoelectric conversion output of the optical sensor 71 and the photoelectric conversion output of the optical sensor 74 is determined by a division circuit (not shown), and the output of this division circuit is proportional to the position of the photographing lens 12. You can get the signal. Note that when the light emitting element <58 is one that has very little change over time, the semi-transparent mirror 70
It is a matter of course that there is no need to use the degree correction optical sensor 71 and a division circuit (not shown).

また、上記撮影レンズ位置検出機構37の代りに、さら
に、これを簡略化した構成の、第11図に示すような撮
影レンズ位置検出機構37Aを用し)ることもできる。
Furthermore, instead of the photographing lens position detecting mechanism 37, a photographing lens position detecting mechanism 37A having a simplified structure as shown in FIG. 11 may be used.

この撮影レンズ位置検出機構37Aにおいては、撮影レ
ンズ12の鏡筒の固定枠65の長子L66より導電部材
81が突出しており、同導電部材81の先端部が撮影レ
ンズ120光軸に平行して不動部材に固定して配設され
た抵抗体82上に摺接するようになっている。そして、
この抵抗体82の両端82a、82b間に、図示しない
直流電源によって一定の直流電圧が印加されており、こ
のため、土日己導電部材81から撮影レンズ120位置
に対応した電圧が検出されるようになっている。即ち、
撮影レンズ12が前方へ繰り出されると、導電部材81
は抵抗体82上を前端82aに近づく方向に摺動するの
で、導電部材81と抵抗体82の後端82bとの間の電
圧が増大し、この反対に、撮影レンズ12+!l″−後
方へ繰り込まれると、導電部材81が抵抗体82上を後
端82bの方向に摺動して導電部材81と抵抗体82の
後端82bとの間の電圧が減少する。従って、導電部材
81と抵抗体82の後端82bとの間の電圧から撮影レ
ンズ12の位置を検出することができるので、この電圧
が撮影レンズ位置情報信号となる。
In this photographic lens position detection mechanism 37A, a conductive member 81 protrudes from the eldest L66 of the fixed frame 65 of the lens barrel of the photographic lens 12, and the tip of the conductive member 81 remains immovable parallel to the optical axis of the photographic lens 120. It is designed to come into sliding contact with a resistor 82 fixedly disposed on the member. and,
A constant DC voltage is applied between both ends 82a and 82b of this resistor 82 by a DC power source (not shown), so that a voltage corresponding to the position of the photographic lens 120 is detected from the conductive member 81 on Saturdays and Sundays. It has become. That is,
When the photographic lens 12 is extended forward, the conductive member 81
slides on the resistor 82 in the direction approaching the front end 82a, so the voltage between the conductive member 81 and the rear end 82b of the resistor 82 increases, and on the contrary, the photographing lens 12+! l''- When the conductive member 81 is retracted backward, the conductive member 81 slides on the resistor 82 toward the rear end 82b, and the voltage between the conductive member 81 and the rear end 82b of the resistor 82 decreases. Since the position of the photographing lens 12 can be detected from the voltage between the conductive member 81 and the rear end 82b of the resistor 82, this voltage becomes the photographing lens position information signal.

第12図は、前記焦点情報信号(S、)と上記撮影レン
ズ位置情報信号とによって撮影レンズ12を合焦位置に
移動させる自動合焦装置のブロック図である。焦点情報
信号および撮影レンズ位置情報信号を、それぞれ、A/
D変換器91および92に午くことによってディジタル
値に変換したのち、このディジタル値の焦点情報信号と
撮影レンズ位置情報信号とをマイクロコンピュータ93
に導いて演算処理を行ない、撮影レンズ12の合焦位置
までの移動量をめるようにしている。このマイクロコン
ピュータ93でめられたレンズ移動量はD/A変換器9
4に導かれて再びアナログ量に変換され、このアナジグ
量がレンズ駆動用モータ62に供給されることによりギ
ヤ63.64.61aを介して回転筒61(第8,11
図参照)が回転して撮影レンズ12が合焦位置まで移動
する。
FIG. 12 is a block diagram of an automatic focusing device that moves the photographing lens 12 to a focusing position based on the focus information signal (S,) and the photographing lens position information signal. The focus information signal and the photographing lens position information signal are sent to the A/
After converting into digital values by inputting them to D converters 91 and 92, the digital values of the focus information signal and the photographing lens position information signal are sent to the microcomputer 93.
The amount of movement of the photographing lens 12 to the in-focus position is calculated by guiding the image to the focal point and performing arithmetic processing. The amount of lens movement determined by the microcomputer 93 is determined by the D/A converter 9.
4 is converted into an analog quantity again, and this analog quantity is supplied to the lens drive motor 62 to be connected to the rotary cylinder 61 (8th, 11th
(see figure) rotates and the photographing lens 12 moves to the in-focus position.

上記第12図に示した自動合焦装置内のマイクロコンピ
ュータ93の命令実行手順のフローチャートは第13図
に示すようになっている。即ち、上記A/D変換器91
によってディジタル値に変換された焦点情報値は一旦メ
モリーに記憶され、この記憶された焦点情報値に基づき
撮影レンズ12の合焦位置が計算され請求められた合焦
位置の値がメモリーに記憶される。続いて、上記A/D
変換器92によってディジタル値に変換された撮影レン
ズ位置情報を取り込み、この位@情報値を、焦点情報値
と比較できるように規格化計算を行なってメモリーに記
憶する。このあと、メモリーから読み出した撮影レンズ
位置情報値から、同じくメモリーから読み出した撮影レ
ンズ合焦位置値の減算を行ない、撮影レンズの駆動量を
計算したのち、この駆動量を出力する。撮影レンズの駆
動量を出力後、再び、上記A/D変換された焦点情報値
を取り込み、これを記憶し、以下、上記の動作を繰り返
す。
A flowchart of the instruction execution procedure of the microcomputer 93 in the automatic focusing device shown in FIG. 12 is shown in FIG. 13. That is, the A/D converter 91
The focus information value converted into a digital value is temporarily stored in the memory, and the focus position of the photographing lens 12 is calculated based on the stored focus information value, and the requested focus position value is stored in the memory. Ru. Next, the above A/D
The photographic lens position information converted into a digital value by the converter 92 is taken in, and the information value is normalized and stored in a memory so that it can be compared with the focus information value. Thereafter, the photographing lens focusing position value read from the memory is subtracted from the photographing lens position information value read from the memory to calculate the driving amount of the photographing lens, and this driving amount is output. After outputting the driving amount of the photographic lens, the A/D-converted focus information value is again taken in and stored, and the above operation is repeated thereafter.

上記第13図に示したフローチャートに基づき、マイク
ロコンピュータ93内の信号処理系をさらに構成要素別
にまとめると、上記第12図に示した自動合焦装置は第
14図に示すブロック図のように聚わすことができる。
Based on the flowchart shown in FIG. 13 above, if the signal processing system in the microcomputer 93 is further summarized by component, the automatic focusing device shown in FIG. I can do it.

前述したように、発光素子14の照射光の集束位置を集
光用レンズ15によって振動させることにより検出した
焦点情報は、A/D変換後、マイクロコンビ具−夕93
内に導かれ、その焦点情報記憶手段(メモリー)93a
によって記憶され、この記憶された焦点情報値は、次い
で撮影レンズの合焦位置計算手段93bに導かれてここ
で焦点情報値に基いて、例えば後述の方法によって撮影
レンズ120合焦位置が計算される。この計算によりて
められた合焦位置は撮影レンズ位置計算手段93Cに導
かれる。この撮影レンズ位置計算手段93cでは、絢述
した撮影レンズ位置検出機構37(57A)によって検
出された撮影レンズ位置情報が取り込まれて上記合焦位
置と比較できるように規格化計算される。この撮影レン
ズ位置計算手段93cからの撮影レンズ位置情報と合焦
位置情報とは撮影レンズ駆動量計算手段93dに導かれ
て撮影レンズ12を合焦位置へ駆動させる量が11算さ
れる。このめられた駆動量は上記撮影レンズ駆動用モー
タ62に供給され、これにより撮影レンズ12は実際に
合焦位置まで駆動される。
As mentioned above, the focal point information detected by vibrating the focusing position of the irradiated light of the light emitting element 14 by the focusing lens 15 is converted into a micro-combination tool 93 after A/D conversion.
The focal information storage means (memory) 93a
This stored focus information value is then led to the photographing lens focus position calculation means 93b, where the focus position of the photographic lens 120 is calculated based on the focus information value, for example, by a method described later. Ru. The focus position determined by this calculation is guided to the photographing lens position calculation means 93C. This photographic lens position calculation means 93c takes in the photographic lens position information detected by the photographic lens position detection mechanism 37 (57A) described in detail, and performs normalization calculation so that it can be compared with the above-mentioned in-focus position. The photographing lens position information and focus position information from the photographing lens position calculating means 93c are led to the photographing lens driving amount calculating means 93d, and the amount by which the photographing lens 12 is driven to the focusing position is multiplied by 11. The determined driving amount is supplied to the photographing lens driving motor 62, whereby the photographing lens 12 is actually driven to the in-focus position.

ここで、上記マイクロコンピュータ93内の撮影レンズ
の合焦位置計算手段93bにおいて、焦点情報値に基づ
き、撮影レンズの合焦位置が計算によってめられること
を述べる。第15図に示すように、発光素子14から集
光用レンズ15までの距離を!8.集光用レンズ15か
ら被写体1までの距離をノエとし、集光用レンズ15の
焦点距離なflとすると、集光用レンズ15のピントが
合って発光素子14からの赤外光が被写体1上に集束し
たとき、周知のレンズ公式から が成立する。また、光センサ−16から撮影レンズ12
までの距離を10、撮影レンズ12から被写体1までの
距離をノ(とし、撮影レンズ12の焦点距離をf2とす
ると、撮影レンズ12が合焦位置に至り、被写体1の像
が光センサ−16の受光面に結はれたとき、上記(1)
式と同様に周知のレンズ公式から、が成立する。上記集
光用レンズ15又は撮影レンズ12から被写体1までの
距離’x 、px は上記距離!1゜−13oに比較し
又充分に大きいため、−13,# 43.’ と近似す
ることができる。従って、上記(1) 、 (2)式か
らノ0=□ ・・・・・(3) 1 1 1 f、−f、−11?。
Here, it will be described that the focusing position calculation means 93b of the photographing lens in the microcomputer 93 calculates the focal position of the photographing lens based on the focus information value. As shown in FIG. 15, the distance from the light emitting element 14 to the condensing lens 15! 8. Assuming that the distance from the condensing lens 15 to the subject 1 is Noe, and the focal length of the condensing lens 15 is fl, the condensing lens 15 is focused and the infrared light from the light emitting element 14 is directed onto the subject 1. When focused on , the well-known lens formula holds true. Further, from the optical sensor 16 to the photographing lens 12
If the distance from the photographing lens 12 to the subject 1 is 10, the distance from the photographing lens 12 to the subject 1 is f2, and the focal length of the photographing lens 12 is f2, then the photographing lens 12 reaches the in-focus position and the image of the subject 1 is captured by the optical sensor 16. When connected to the light receiving surface of (1) above,
Similarly to the formula, from the well-known lens formula, the following holds true. The distance 'x, px from the condensing lens 15 or photographing lens 12 to the subject 1 is the above-mentioned distance! Since it is sufficiently large compared to 1°-13o, -13, #43. ' can be approximated as Therefore, from the above equations (1) and (2), 0=□...(3) 1 1 1 f, -f, -11? .

となり、焦点距離f、、f、は撮影レンズ12.集光用
レンズ15によって一定であるので、距離!、さえ判れ
ば、上記(6)式から距離!0が、即ち、撮影レンズ1
2の合焦位置がめられることは明らかである。
The focal length f, , f is the photographing lens 12. Since it is constant due to the condensing lens 15, the distance! , if you know the distance from the above equation (6)! 0 is the photographing lens 1
It is clear that two in-focus positions can be achieved.

ところで、前記第2図に示した焦点情報検出装置で説明
したように、焦点情報信号は集光用レンズ15の振動波
形に、発光素子15からの赤外光が被写体1上に集光す
るタイミングを対応させることによって集光用レンズ1
5から被写体1までの距離に応じた電圧レベルで得られ
るものであるので。
By the way, as explained in connection with the focus information detection device shown in FIG. By matching the converging lens 1
This is because the voltage level can be obtained according to the distance from 5 to subject 1.

この電圧レベルで得られる焦点情報信号から、このとき
の、発光素子14と集光用レンズ15との間の距離右を
知ることができ、結局、上記(3)式より、撮影レンズ
12を合焦させるために、同レンズ12の、光センサ−
16からの繰り出し距離−13oがめられる。なお、上
記(5)式から明らかなように、集光用レンズ15の焦
点距離f、が撮影レンズ12の焦点距離f2と等しい場
合は、焦点情報信号から得られる距離!、がそのまま距
離4oとなり、上記第14図に示したマイクロコンピュ
ータ93内の撮影レンズの合焦位置計算手段93bを省
略することが可能となる。
From the focus information signal obtained at this voltage level, it is possible to know the distance between the light emitting element 14 and the condensing lens 15 at this time. In order to focus, the optical sensor of the same lens 12
The payout distance from 16 is -13o. Note that, as is clear from the above equation (5), when the focal length f of the condensing lens 15 is equal to the focal length f2 of the photographing lens 12, the distance obtained from the focus information signal! , becomes the distance 4o as it is, and it becomes possible to omit the focusing position calculation means 93b of the photographing lens in the microcomputer 93 shown in FIG. 14 above.

上記実施例の焦点情報検出装置Uにおい又は、発光素子
14から発する光の集束位置を可変させるために集光用
レンズ15を振動させるようにしているが、この集光用
レンズ15は固定とし、代りに、発光素子14を同様の
電磁作用等罠よって光軸方向に振動させるように構成し
てもよいこと勿論である。
In the focus information detection device U of the above embodiment, the focusing lens 15 is vibrated in order to vary the focusing position of the light emitted from the light emitting element 14, but the focusing lens 15 is fixed. Instead, it goes without saying that the light emitting element 14 may be configured to vibrate in the optical axis direction by a similar electromagnetic effect or the like.

また、上記焦点情報検出装置では、発光素子14より発
せられ被写体1で反射して光センサ−16に受光される
光は、撮影レンズ12を通過させるようにしているが、
光センサ−16は被写体1上に投影された焦点情報検出
用の光の集束状態を受光できればよいので、この焦点情
報検出用の光を必ずしも撮影レンズ12に通過させるこ
とを要しない。
Further, in the above focus information detection device, the light emitted from the light emitting element 14, reflected by the subject 1, and received by the optical sensor 16 is made to pass through the photographing lens 12.
Since the optical sensor 16 only needs to be able to receive the focused state of the light for detecting focus information projected onto the subject 1, the light for detecting focus information does not necessarily need to pass through the photographing lens 12.

さらに、上記焦点情報検出装置では、光センサ−16で
検出した光電変換出力の最大値のタイミングを、サンプ
リングホールド回路28において、集光用レンズ15の
振動波形と突き合わせることによって、焦点情報信号は
被写体距離に応じたレベルの信号として取り出されるよ
5にしているが、上記振動波形との突き合せを行なわな
くとも、光センサ−16で検出した出力波形から隣接す
る2つの最大値のタイミングをめ、そのデユーティ比か
ら被写体距離に応じた焦点情報信号を得るようにしても
よい。
Furthermore, in the focus information detection device, the focus information signal is generated by matching the timing of the maximum value of the photoelectric conversion output detected by the optical sensor 16 with the vibration waveform of the condensing lens 15 in the sampling hold circuit 28. 5 is taken out as a signal with a level corresponding to the subject distance, but even without comparing it with the vibration waveform mentioned above, it is possible to estimate the timing of two adjacent maximum values from the output waveform detected by the optical sensor 16. , a focus information signal corresponding to the subject distance may be obtained from the duty ratio.

(効果) 以上述べたように、本発明によれば、三角測距法によら
ないアクティブ方式を採用しているので、発光素子と光
センサーとを接近して設置することができて小型に構成
することができると共に、精度の高い焦点情報信号を得
ることができる。
(Effects) As described above, according to the present invention, since an active method that does not rely on triangulation is adopted, the light emitting element and the optical sensor can be installed close to each other, resulting in a compact structure. At the same time, it is possible to obtain a highly accurate focus information signal.

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

第1図は、従来の焦点情報検出装置の一例の原理図、 第2図は、本発明の一実施例を示す焦点情報検出装置の
ブロック図、 第3図は、上記第2図中の集光用レンズの振動により発
光素子からの光の集束位置の可変範囲を説明する図、 第4図(A) (B)は、被写体に投影した各集光状態
を受光したときの光センサーの受光面における各受光パ
ターン、 第5図(A)〜(F)は、上記第2図に示す焦点情報検
出装置における各部の信号波形を表わすタイムチャート
、 第6図fi、上記第2図に示す焦点情報検出装置内のピ
ーク値検出器のブロック図、 第7図(A)〜(G)は、上記第6図に示すピーク値検
出器における各部の信号波形を表わすタイムチャート、 第8図は、上記第2図中の撮影レンズ位置検出機構の一
例を示す斜視図、 第9図は、上記第8図に示す撮影レンズ位置検出機構の
主要部の側面図、 第10図は、上記第8,9図中の空間フィルターの拡大
平面図、 第11図は、撮影レンズ位置検出機構の他の例を示す斜
視図、 第12図は、本発明の焦点情報検出装置により検出した
焦点情報信号に基づき撮影レンズな合焦位置に制御する
自動合焦装置のブロック図、第13図は、上記第12図
中のマイクロコンピュータの命令実行手順を表わすフロ
ーチャート、第14図は、上記第13図の70−チャー
トを基にマイク日コンピュータ内を構成要素別に表わし
た自動合焦装置のブロック図、 第15図は、本発明の焦点情報検出装置により検出した
焦点情報信号から撮影レンズの合焦位置なめる方法を説
明するための図である。 1・・・・・・・被写体 4.14・・・発光素子 ■・・・・・・焦点情報検出装置 5.15・・・集光用レンズ(集光用光学系)6.16
 @・・光センサー 特許出願人 オリンパス光学工業株式会社代理人 藤 
川 七 部 馬13区 %14図
FIG. 1 is a principle diagram of an example of a conventional focus information detection device, FIG. 2 is a block diagram of a focus information detection device showing an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a collection of the components in FIG. Figures 4 (A) and 4 (B) illustrate the variable range of the focusing position of light from the light emitting element due to the vibration of the optical lens. 5(A) to (F) are time charts representing signal waveforms of each part in the focus information detection device shown in FIG. 2 above; FIG. 6 fi is a focus point shown in FIG. 2 above; A block diagram of the peak value detector in the information detection device; FIGS. 7(A) to (G) are time charts representing signal waveforms of each part in the peak value detector shown in FIG. 6; FIG. FIG. 9 is a side view of the main part of the photographing lens position detection mechanism shown in FIG. 8, and FIG. 10 is a perspective view showing an example of the photographing lens position detection mechanism shown in FIG. 9 is an enlarged plan view of the spatial filter, FIG. 11 is a perspective view showing another example of the photographing lens position detection mechanism, and FIG. 12 is an enlarged plan view of the spatial filter in FIG. A block diagram of an automatic focusing device that controls the focusing position of a photographic lens. FIG. 13 is a flowchart showing the instruction execution procedure of the microcomputer in FIG. 12, and FIG. FIG. 15 is a block diagram of the automatic focusing device showing the inside of the microphone computer by component based on the chart. It is a figure for explaining. 1...Subject 4.14...Light emitting element ■...Focus information detection device 5.15...Lens for condensing light (optical system for condensing light) 6.16
@... Optical sensor patent applicant Olympus Optical Industry Co., Ltd. Agent Fuji
Kawa Shichibema 13th ward%14 map

Claims (1)

【特許請求の範囲】 被写体に向けて光を発する発光素子と、この発光素子の
発する光を集束させるための集光用光学系と、 上記発光素子と集光用光学系との距離を可変させること
Kより上記集光用光学系による光の集束される距離位置
を可変させて被写体上における集光状態を可変する集光
状態可変手段と、被写体で反射した光束を受光し、受光
面に投影された光量に対応した光電変換出方を発する光
センサーと、 この光七ンサーの光電変換出力から最大値を検出して同
最大値のタイミングをめ、このタイミングから被写体の
距離位RK応じた焦点情報信号を得る焦点情報信号検出
手段と、 を具備してなる焦点情報検出装置。
[Claims] A light-emitting element that emits light toward a subject, a condensing optical system that focuses the light emitted by the light-emitting element, and a distance between the light-emitting element and the condensing optical system that is variable. A light focusing state variable means for changing the focusing state on a subject by varying the distance position at which light is focused by the light focusing optical system; A light sensor emits a photoelectric conversion output corresponding to the amount of light, and a maximum value is detected from the photoelectric conversion output of this optical sensor, the timing of the same maximum value is determined, and from this timing, the focus is adjusted according to the distance RK of the subject. A focus information detection device comprising: focus information signal detection means for obtaining an information signal.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016537665A (en) * 2014-01-22 2016-12-01 エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド Camera module and autofocus method thereof
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