JPS61251811A - Automatic focus adjusting device - Google Patents

Automatic focus adjusting device

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JPS61251811A
JPS61251811A JP9441685A JP9441685A JPS61251811A JP S61251811 A JPS61251811 A JP S61251811A JP 9441685 A JP9441685 A JP 9441685A JP 9441685 A JP9441685 A JP 9441685A JP S61251811 A JPS61251811 A JP S61251811A
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light
output
voltage
automatic focus
reference signal
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Kenji Kimura
健次 木村
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Olympus Optical Co Ltd
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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

Abstract

PURPOSE:To perform automatic focus adjusting operation stably with high precision by performing control on the basis of a reference signal which follows up the sum of the quantities of incident light of two photodetection parts and a signal corresponding to the difference in the quantity of incident light. CONSTITUTION:A light beam projected by a light projecting means 11 is reflected by an object 10 and enters two photodetection parts of a photodetecting means 12 and the outputs of the photodetection parts 12a and 12b are led to a reference signal generating means 13 and an adjusting circuit 14. The reference signal generating means 13 generates the reference signal which follows up the sum of both photodetection outputs and the adjusting circuit 14 generates an automatic focus adjustment signal from the reference signal and a signal corresponding to the difference between both photodetection part outputs. This automatic focus adjustment signal is used to feed a lens driving motor which moves a photographic lens to an in-focus position etc.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は自動焦点調節装置、詳しくは、フィルムカメラ
、TVカメラ等の光学装置に用いられる自動焦点調節装
置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an automatic focus adjustment device, and more particularly, to an automatic focus adjustment device used in optical devices such as film cameras and TV cameras.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

自動焦点調節装置の一つに、アクティブ方式と称される
方式を採用したものがある。このアクティブ方式とは、
カメラから被写体に発した元のうち、被写体で0反射さ
れて戻る光を受光し、測距を行なうものである。この場
合の測距手段としては三角測量の原理を用いるのが一般
的である。
One type of automatic focusing device employs a method called an active method. This active method is
It measures the distance by receiving the light that is emitted from the camera to the subject and returns after being reflected by the subject. In this case, the principle of triangulation is generally used as the distance measuring means.

第2図は三角測量の原理を用いたアクティブ方式自動焦
点調節装置の光学系の構成の一例を示す原理図である。
FIG. 2 is a principle diagram showing an example of the configuration of an optical system of an active automatic focusing device using the principle of triangulation.

発光素子1から発した赤外光等の光束が集束レンズ2に
よってたとえば撮影レンズ5の光軸方向と平行に被写体
3に向けて照射されると、被写体3からの反射光が撮影
レンズ5の元軸外に設置した2分割された受光素子43
 、4t)上に結像される。
When a beam of light such as infrared light emitted from the light emitting element 1 is irradiated by the focusing lens 2 toward the subject 3 in parallel to the optical axis direction of the photographing lens 5, the reflected light from the subject 3 is reflected from the photographing lens 5. Two-divided light receiving element 43 installed off-axis
, 4t).

上記2分割の受光素子4a 、 4bの出力の差はたと
えば差動増幅器で検出され、その差出力により撮影レン
ズ5の繰出方向および量が決定され、レンズ駆動用モー
タを正逆回転させる。このモータの回転により撮影レン
ズ5の鏡筒は元軸を一中心に回転しながら光軸方向へ移
動する。上記2分割の受光素子4a 、 4bは撮影レ
ンズ5の移動に連動して傾き角θが変動するようになっ
ていて、上記受光素子4a 、 4bの差出力が零とな
る方向に回動する。そして、上記2つの受光素子4a 
、 4bの差出力が零になったとき撮影レンズ5が合焦
状態になる。合焦状態では、上記受光素子4a 、 4
bの傾き角θと、撮影し/ズ5の元軸と2つの受光素子
4a 、 4b間の距離りと、撮影レンズ5から被写体
3までの距離Sとの間には。
The difference in the outputs of the two divided light receiving elements 4a and 4b is detected, for example, by a differential amplifier, and the direction and amount of extension of the photographic lens 5 is determined by the difference output, and the lens drive motor is rotated in forward and reverse directions. Due to the rotation of this motor, the lens barrel of the photographing lens 5 moves in the optical axis direction while rotating around the original axis. The two-divided light-receiving elements 4a and 4b are arranged so that their inclination angles θ vary in conjunction with the movement of the photographing lens 5, and rotate in the direction in which the differential output between the light-receiving elements 4a and 4b becomes zero. Then, the two light receiving elements 4a
, 4b becomes zero, the photographing lens 5 becomes in focus. In the focused state, the light receiving elements 4a, 4
The inclination angle θ of b, the distance between the original axis of the photographing lens 5 and the two light receiving elements 4a and 4b, and the distance S from the photographing lens 5 to the subject 3 are as follows.

θ= tan−’ (S/D) なる式が満足される。また、上記2つの受光素子4a 
、 4bの差出力が求められると、焦点の合非のみなら
ず、非合焦時の焦点外れの方向性、即ち、前ビン、後ピ
ンの各状態をも判別することができる。
The expression θ=tan-' (S/D) is satisfied. In addition, the two light receiving elements 4a
, 4b, it is possible to determine not only whether the lens is in focus or out of focus, but also the directionality of the out-of-focus state at the time of out-of-focus, that is, the front focus and rear focus states.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

ところで、一般に、上記のような自動焦点調節装置にお
いて、自動焦点調節動作の応答速度を高めようとした場
合、合焦位置でレンズ駆動用モータへの給電を停止して
もモータや撮影レンズ等は慣性モーメント等を有するた
めに直ちには停止せず合焦位置をオーバランしてしまう
。そこで撮影レンズが慣性によって移動することを見込
んで上記両受光素子4a 、 4bの出力差が0となる
合焦点を挾んで不感帯域を設け、上記出力差がこの不感
帯域に入ったときモータへの給電を停止するようにした
装置が周知である。ところが、被写体距離が異なったり
、或いは被写体の反射率が異なるようなときには、上記
発光素子1から発せられて受光素子4a 、 4bに入
射する赤外光ビームの光量が大きく変動することになる
ので・受光素子4a 、 4bへの入射光量が多いとき
と少ないときとで不感帯域に入るときの撮影レンズの位
置が異なシ、従って、例えば、受光素子4a 、 4b
への入射光量が少ないとき撮影レンズが合焦点位置に達
しないで停止してしまう等の問題点がある0このため、
上記の不感帯域を可変抵抗によって調整自在に設定する
よう゛にした装置も提案されている(特公昭56−41
970号公報)が、この従来装置では上記不感帯域を手
動で設定するもので上記入射光量の変化に対して正確に
対応させることが不可能でアリ、精度の高い自動焦点調
節動作を行なうことができなかった。
By the way, in general, when trying to increase the response speed of the automatic focus adjustment operation in the above-mentioned automatic focus adjustment device, even if the power supply to the lens drive motor is stopped at the in-focus position, the motor, photographic lens, etc. Since it has a moment of inertia, it does not stop immediately and ends up overrunning the focus position. Therefore, anticipating that the photographic lens will move due to inertia, a dead zone is provided between the focal point where the output difference between the two light receiving elements 4a and 4b becomes 0, and when the output difference enters this dead zone, the motor is Devices that stop power supply are well known. However, when the subject distance differs or the reflectance of the subject differs, the amount of infrared light beam emitted from the light emitting element 1 and incident on the light receiving elements 4a and 4b will vary greatly. The position of the photographing lens when entering the dead zone is different depending on whether the amount of light incident on the light receiving elements 4a, 4b is large or small. Therefore, for example, the light receiving elements 4a, 4b
When the amount of light incident on the lens is small, there are problems such as the photographic lens stopping before reaching the in-focus position.
A device has also been proposed in which the dead band mentioned above can be adjusted freely using a variable resistor (Japanese Patent Publication No. 56-41
However, in this conventional device, the dead zone is manually set, and it is impossible to accurately respond to changes in the amount of incident light, and it is difficult to perform highly accurate automatic focus adjustment. could not.

また、一方、自動焦点調節装置の各種制御動作を行なわ
せるために、上記2つの受光素子4a 、 4bの和出
力を用いるようにした装置も提案されている(%公昭5
5−13012号公報)が、この従来装置には、和出力
が自動焦点調節の制御系に対して作用する具体的構成に
ついては何ら明らかにされていない。
On the other hand, a device has also been proposed in which the sum output of the two light-receiving elements 4a and 4b is used to perform various control operations of the automatic focus adjustment device (1996).
5-13012), but this conventional device does not disclose any specific structure in which the sum output acts on the automatic focus adjustment control system.

本発明は、このような問題点に着眼してなされたもので
、上記2つの受光部(受光素子4a 、 4b )の入
射光量の和に追従する基準信号と入射光量の差に対応す
る信号とに基づき、自動焦点調節の制御系全体の利得が
変動せず、高精度で安定した自動焦点調節動作が行なわ
れる自動焦点調節装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made with attention to such problems, and includes a reference signal that follows the sum of the amounts of incident light on the two light receiving sections (light receiving elements 4a and 4b), and a signal that corresponds to the difference in the amount of incident light. Based on the above, it is an object of the present invention to provide an automatic focus adjustment device in which the gain of the entire automatic focus adjustment control system does not fluctuate and a highly accurate and stable automatic focus adjustment operation is performed.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

この自動焦点調節装置は、第1図に示すように、被写体
10に向けて元ビームを投射する光投射手段11と、被
写体lOからの反射ビームを2つの受光部i2a 、 
12bによって受光する受光手段12と、この受光部1
2a 、 12bへの入射光量の和に追従する基準信号
を発生する基準信号発生手段13と、上記2つの受光部
12a 、 12bへの入射光量の差に対応する信号と
上記基準信号とに基づいて自動焦点調節信号を得る調節
回路14とを備えて構成される。
As shown in FIG. 1, this automatic focus adjustment device includes a light projection unit 11 that projects an original beam toward a subject 10, and two light receiving units i2a that receive the reflected beam from the subject 10.
12b, and the light receiving unit 1.
2a, 12b; a reference signal generating means 13 that generates a reference signal that follows the sum of the amounts of light incident on the two light receiving sections 12a, 12b; and an adjustment circuit 14 for obtaining an automatic focus adjustment signal.

〔作用〕[Effect]

この自動焦点調節装置では、光投時手段iiの投射した
光ビームが被写体1oで反射して受光手段12の2つの
受光部12a 、 12bに入射してこの2つの受光部
12a 、 12bの出力が基準信号発生手段13およ
び調節回路14に導かれると、基準信号発生手段13が
上記両受元部出力の和に追従した基準信号を発生し、調
節回路14はこの基準信号と上記両受元部出力の差に対
応した信号とから自動焦点調節信号を発生する。この自
動焦点調節信号は撮影レンズを合焦位置へ移動させるレ
ンズ駆動用モータの給電のためなどに用いられる。
In this automatic focus adjustment device, the light beam projected by the light projection means ii is reflected by the subject 1o and enters the two light receiving sections 12a and 12b of the light receiving means 12, and the outputs of the two light receiving sections 12a and 12b are as follows. When guided to the reference signal generation means 13 and the adjustment circuit 14, the reference signal generation means 13 generates a reference signal that follows the sum of the outputs of the two receiver sections, and the adjustment circuit 14 generates a reference signal that follows the sum of the outputs of the two receiver sections. An automatic focus adjustment signal is generated from a signal corresponding to the difference in output. This automatic focus adjustment signal is used, for example, to supply power to a lens drive motor that moves the photographic lens to the in-focus position.

〔実施例〕〔Example〕

以下1本発明をさらに実施例に基づき説明する。 The present invention will be further explained below based on examples.

第3図は本発明の一実施例を示す自動焦点調節装置の電
気回路である。前記光投射手段11である赤外発光ダイ
オード23は、発振器21からの一定周波数の発振パル
ス出力を増幅させる電流増幅器22の出力端と接地間に
接続されて消費電力の節約のために赤外光の発光が点滅
され変調されるようになっている。
FIG. 3 is an electrical circuit of an automatic focusing device showing one embodiment of the present invention. The infrared light emitting diode 23, which is the light projection means 11, is connected between the output terminal of a current amplifier 22 that amplifies the oscillation pulse output of a constant frequency from the oscillator 21 and ground, and emits infrared light to save power consumption. The light emission is blinked and modulated.

前記受光手段12の、同一平面上で2分割された2つの
受光部12a 、 12bである2つの受光素子25a
と25bは、上記発光ダイオード23から発せられ被写
体で反射した変調赤外光を受光するとき、それぞれの入
射光量に応じた光電変換出力が前段増幅器26と27に
入力されて電圧増幅される。前段増幅器26と27の出
力は差出力検出器29に導かれることにより、同検出器
29から両前段増幅器26と27の出力差に応じた信号
がバンドパスフィルタ(以下、BPFとする)30に導
かれる。BPF30は差出力検出器29から検出された
差出力信号のうち変調波成分のみを分離して取り出しこ
れを通過させてサンプリングホールド回路(以下、S/
)(回路とする)31に導く。S/H回路31はBPS
30の出力を上記発振器21の発振周波数信号を基に発
せられるサンプリングパルス発生器24からのサンプリ
ングパルスでサンプリングして同サンプリングレベルを
ホールドする。
Two light-receiving elements 25a, which are two light-receiving parts 12a and 12b of the light-receiving means 12 divided into two on the same plane.
and 25b receive the modulated infrared light emitted from the light emitting diode 23 and reflected by the subject, the photoelectric conversion outputs corresponding to the amount of incident light are input to the pre-stage amplifiers 26 and 27 and voltage amplified. The outputs of the preamplifiers 26 and 27 are led to a differential output detector 29, and from the detector 29 a signal corresponding to the output difference between the preamplifiers 26 and 27 is sent to a band pass filter (hereinafter referred to as BPF) 30. be guided. The BPF 30 separates and extracts only the modulated wave component from the difference output signal detected from the difference output detector 29 and passes it through a sampling and hold circuit (hereinafter referred to as S/
) (make it a circuit) leads to 31. S/H circuit 31 is BPS
The output of 30 is sampled with a sampling pulse from a sampling pulse generator 24 generated based on the oscillation frequency signal of the oscillator 21, and the same sampling level is held.

また、前段増幅器26と27の出力は和出力検出器33
に導かれ、同検出器33から両前段増幅器26と27の
出力差に応じた信号がBPF34に導かれる。このBP
F34も同じく、和出力検出器33から検出された和出
力信号のうち変調波成分のみを分離して取り出しこれを
通過させてS/H回路35に導き、S/H回路35はB
PF34の出力を上記サンプリングパルス発生器24か
らのサンプリングパルスでサンプリングし同サンプリン
グレベルをホールドする。
Further, the outputs of the pre-stage amplifiers 26 and 27 are sent to a sum output detector 33.
A signal corresponding to the output difference between the two front-stage amplifiers 26 and 27 is guided from the detector 33 to the BPF 34. This BP
Similarly, F34 separates only the modulated wave component from the sum output signal detected from the sum output detector 33, passes it through, and guides it to the S/H circuit 35.
The output of the PF 34 is sampled with the sampling pulse from the sampling pulse generator 24, and the same sampling level is held.

この実施例では1発光ダイオード23を点滅させている
変調周波数は5 KHzであり、このため、上記BPF
30,34の中心周波数は上記周波数5KHzと同一に
している。
In this embodiment, the modulation frequency for blinking one light emitting diode 23 is 5 KHz, so the above BPF
The center frequencies of 30 and 34 are the same as the above frequency of 5 KHz.

上記BPF30,34の出力a、bおよび上記サンプリ
ングパルス発生器24の出力であるサンプリングパルス
Cは第4図に示すタイミ/グで発せられるようになって
いて、 BPF30の出力aは合焦時には変調成分を含
まないフラットな波形a。となり、非合焦時には変調成
分からなる波形al又はこの波形a1を位相反転した波
形a2となる。そしてこの波形a1゜a2の振幅の大き
さは非合焦の度合いに比例した大きさの正弦波形となる
。また、BPF 34の出力すは被写体からの赤外反射
光量の大きさに比例し七波形bt+b2のように正弦波
形の振幅の大きさが変化する。上記出力aの波形a、〜
a3においてサンプリングパルスC゛が発せられる時点
d。−d2および上記出力すの波形す、、b、において
サンプリングパルスCが発せられる時点elte2がサ
ンプリング点である。よって、撮影レンズの焦点調節状
態に応じた上記す/プリ/グ点d。−d2のいずれかの
レベルがS/I(回路31によりホールドされて0.+
、−のいずれかの直流電圧に変換され、また、赤外反射
光量の大きさに応じた上記サンプリング点el+14の
いずれかのレベルがS/H回路35よシホールドされて
光量が増大するほど高く、光量が減少するほど低い直流
電圧に変換される。即ち、上記S/H回路31の出力電
圧Vaと焦点調節状態とは第5図に示す関係になってい
るので、撮影レンズが合焦位置P。にあるときS/H回
路31の出力電圧VaはOvとなり、それより近距離側
Nおよび遠距離側(1)にずれるに従って、電圧Vaは
直線l、や12のように変化する。実線で示す直線11
は検出される変調成分が大きい場合であり1点線で示す
直線12は検出される変調成分が小さい場合である0こ
のように、被写体の条件などにより反射赤外光の検出感
度が変化するようなことがあると、仮にS/H回路31
の出力をそのま\自動焦点調節動作を行なわせるために
モータ54に供給させてサーボ系を構成してもサーボ利
得が変化してしまい、安定したサーボ制御が不可能とな
る。従って、これを防ぐために、S/H回路31の出力
電圧Vaが4個の電圧比較器41 、42 、43およ
び44のそれぞれの一方の入力端に導かれ、また、上記
S/H回路35の出力電圧vbが上記4個の電圧比較器
41〜44のそれぞれの他方の入力端に異なるレベルの
基準電圧(スレッショルド電圧)として供給されるよう
になっている。S/H回路35の出力電圧vbと被写体
からの赤外反射光量との関係は例えば、第6図に示すよ
うになっているので、電圧vbは反射光量がない場合は
OVとなるが1反射光量に比例し反射光量が増大する程
実線の直線13で示すように高くなる。S/H回路35
の出力端に反転直流増幅器45が接続されてい゛るため
、この反転直流増幅器45の出力電圧は上記電圧vbを
極性反転した電圧であり。
The outputs a and b of the BPFs 30 and 34 and the sampling pulse C which is the output of the sampling pulse generator 24 are emitted at the timing shown in FIG. 4, and the output a of the BPF 30 is modulated when in focus. A flat waveform a that contains no components. When out of focus, a waveform a1 consisting of a modulation component or a waveform a2 obtained by inverting the phase of this waveform a1 is obtained. The amplitude of the waveforms a1 and a2 is a sine waveform whose magnitude is proportional to the degree of out-of-focus. Further, the output of the BPF 34 is proportional to the amount of infrared reflected light from the subject, and the amplitude of the sine waveform changes as shown in the heptad waveform bt+b2. Waveform a of the above output a, ~
Time d when the sampling pulse C' is emitted at a3. -d2 and the time point elte2 at which the sampling pulse C is emitted in the waveforms s, , b of the above-mentioned outputs is the sampling point. Therefore, the above-mentioned point d corresponds to the focus adjustment state of the photographic lens. -d2 level is S/I (held by circuit 31 and 0.+
. As the amount of light decreases, it is converted into a lower DC voltage. That is, since the output voltage Va of the S/H circuit 31 and the focus adjustment state have the relationship shown in FIG. 5, the photographing lens is at the focus position P. , the output voltage Va of the S/H circuit 31 becomes Ov, and the voltage Va changes as shown by straight lines 1 and 12 as it shifts to the nearer side N and farther side (1). Straight line 11 shown as a solid line
indicates the case where the detected modulation component is large, and the straight line 12 shown by a dotted line indicates the case where the detected modulation component is small. In some cases, if the S/H circuit 31
Even if a servo system is constructed by supplying the output of 2 to the motor 54 as it is to perform the automatic focus adjustment operation, the servo gain will change, making stable servo control impossible. Therefore, in order to prevent this, the output voltage Va of the S/H circuit 31 is guided to one input terminal of each of the four voltage comparators 41, 42, 43 and 44, and the output voltage Va of the S/H circuit 35 is The output voltage vb is supplied to the other input terminal of each of the four voltage comparators 41 to 44 as reference voltages (threshold voltages) at different levels. For example, the relationship between the output voltage vb of the S/H circuit 35 and the amount of infrared reflected light from the subject is as shown in FIG. It is proportional to the amount of light, and as the amount of reflected light increases, it becomes higher as shown by a solid straight line 13. S/H circuit 35
Since an inverting DC amplifier 45 is connected to the output terminal of the inverting DC amplifier 45, the output voltage of the inverting DC amplifier 45 is a voltage obtained by inverting the polarity of the voltage vb.

反射光量が増大する程点線の直線14で示すように低下
していくことになる。
As the amount of reflected light increases, it decreases as shown by the dotted straight line 14.

そして、上記S/H回路35の出力電圧vhは電圧比較
器41には最も高い基準電圧■として直接導かれ、電圧
比較器42にはS/H回路35の出力を抵抗37と38
の比で分圧した基準電圧Mとして導かれ。
The output voltage vh of the S/H circuit 35 is directly led to the voltage comparator 41 as the highest reference voltage (2), and the output of the S/H circuit 35 is input to the voltage comparator 42 through the resistors 37 and 38.
It is derived as a reference voltage M divided by the ratio of .

また、電圧比較器43にはS/H回路35の出力を反転
直流増幅器45で極性反転したのち抵抗39と40の比
で分圧した基準電圧−v2として導かれ、さらに電圧比
較器44にはS/H回路35の出力を反転直流増幅器4
5で極性反転したそのままの最も低い基準電圧−vIと
して導かれるようになっている。電圧比較器41 、4
2の出力端にはそれぞれダイオード47 、48のアノ
ードが接続され、電圧比較器43゜44の出力端にはそ
れぞれダイオード49 、50のカソードが接続され、
ダイオード48のカソードとダイオード49のアノード
とは共通に抵抗51の一端に接続されていると共に、こ
の抵抗51の他端にはダイオード47のカソードとダイ
オード5oのアノードとが接続され、同接続点は、抵抗
52を介して接地されていると共に、モータ駆動増幅器
53の入方端に接続されている。モータ駆動増幅器53
の出方端と接地間に撮影レンズを駆動するための可逆直
流モータ54が接続されている。
Further, the output of the S/H circuit 35 is inverted in polarity by an inverting DC amplifier 45, and is then led to the voltage comparator 43 as a reference voltage -v2, which is divided by the ratio of the resistors 39 and 40. The output of the S/H circuit 35 is inverted by the DC amplifier 4.
It is designed to be derived as the lowest reference voltage -vI with its polarity reversed at 5. Voltage comparators 41, 4
The anodes of diodes 47 and 48 are connected to the output terminals of the voltage comparators 43 and 44, respectively, and the cathodes of diodes 49 and 50 are connected to the output terminals of the voltage comparators 43 and 44, respectively.
The cathode of the diode 48 and the anode of the diode 49 are commonly connected to one end of a resistor 51, and the other end of this resistor 51 is connected to the cathode of the diode 47 and the anode of the diode 5o, and the connection point is , are grounded via a resistor 52 and connected to the input end of a motor drive amplifier 53. Motor drive amplifier 53
A reversible DC motor 54 for driving the photographing lens is connected between the projecting end of the lens and the ground.

ここで、受光素子25a 、 25bへ入射する反射光
量に応じてS/H回路35の出力電圧vbが変化するこ
とによシ、電圧比較器41〜44の基準電圧vI。
Here, the reference voltage vI of the voltage comparators 41 to 44 is changed by changing the output voltage vb of the S/H circuit 35 according to the amount of reflected light incident on the light receiving elements 25a and 25b.

■、 −V2.−Vlが変化することを説明すると、こ
れらの基準電圧は反射光量が全くない場合には全てが0
■となるが、反射光量の大きさに比例して第7図に示す
ようにその絶対値が変化する。第7図に■で示す状態は
反射光量が多い場合で、Iで示す状態に反射光量が少な
い場合であって、電圧比較器41〜44ニ設定される基
準電圧v、 、 ′v2.−v、。
■, -V2. To explain that -Vl changes, these reference voltages are all 0 when there is no amount of reflected light.
(2), but its absolute value changes in proportion to the amount of reflected light, as shown in FIG. In FIG. 7, the state shown by ■ is a case where the amount of reflected light is large, and the state shown by I is a case where the amount of reflected light is small, and the reference voltages v, , 'v2. -v,.

−vlが反射光量に応じて変化するようになる。-vl changes according to the amount of reflected light.

S/H回路31の出力電圧Vaが基準電圧V、を超える
と(V+ < Va )−電圧比較器41の出力電圧が
−Eから+Eに切り換わり、上記出力電圧Vaが基準電
圧v2を超えると電圧比較器42の出方電圧は同じ<−
Eから+Eに切換わる。また、上記出方電圧Vaが基準
電圧−v2より負の方向へ大きくなると、電圧比較器4
3の出力電圧が+Eがら−Eに切り換わり、上記出力電
圧Vaが基準電圧=■、より負の方向へ大きくなると、
電圧比較器44の出力電圧が+Eがら−Eに切り換わる
。つまり、上記S/H回路31の出力電圧Vaが第7図
に示すように、Va < Vlの範囲り、或いは−Vl
< Vaの範囲Drにあるとき、電圧比較器41の正の
出力電圧子Eがダイオード47を通じ。
When the output voltage Va of the S/H circuit 31 exceeds the reference voltage V, (V+ < Va), the output voltage of the voltage comparator 41 switches from -E to +E, and when the output voltage Va exceeds the reference voltage v2. The output voltage of the voltage comparator 42 is the same <-
Switches from E to +E. Further, when the output voltage Va becomes larger in the negative direction than the reference voltage -v2, the voltage comparator 4
When the output voltage of 3 switches from +E to -E and the output voltage Va becomes larger in the negative direction than the reference voltage = ■,
The output voltage of the voltage comparator 44 switches from +E to -E. In other words, as shown in FIG. 7, the output voltage Va of the S/H circuit 31 falls within the range of Va < Vl or -Vl.
<Va, the positive output voltage terminal E of the voltage comparator 41 passes through the diode 47.

或いは電圧比較器44の負の出力電圧−Eがダイオード
50を通じてそのままモータ駆動増幅器53に供給され
るので、このときモータ駆動増幅器53は比較的高速で
モータ54を合焦位置へ向けて回転駆動する。また%V
2< Va < Vlの範囲込或いは一■、〈Va <
 −V、の範囲へ′にあるとき、電圧比較器42の正の
出力電圧+Eがダイオード48を通じ、或いは電圧比較
器43の負の出力電圧−Eがダイオード49を通じて抵
抗51と抵抗52との比に分圧されてモータ駆動増幅器
53に供給されるので、この場合は、モータ鹿動増幅器
53は比較的低速でモータ54を合焦位置へ向けて回転
駆動する。さらに、−V2<Va〈v2の範囲式にある
ときは、電圧比較器41 、42の出力電圧が−Eにな
り、電圧比較器43 、44の出力電圧が+Eになるの
で、このとき、これらの出力電圧はダイオード47〜5
0によシ阻止され、モータ駆動増幅器53の入力は抵抗
52によシovの接地レベルとなシモータ54は駆動力
を解除される。
Alternatively, since the negative output voltage -E of the voltage comparator 44 is directly supplied to the motor drive amplifier 53 through the diode 50, the motor drive amplifier 53 rotationally drives the motor 54 toward the in-focus position at a relatively high speed. . Also %V
2<Va<Vl inclusive or 1■, <Va<
-V, the positive output voltage +E of the voltage comparator 42 passes through the diode 48, or the negative output voltage -E of the voltage comparator 43 passes through the diode 49 to the ratio between the resistors 51 and 52. In this case, the motor driving amplifier 53 rotates the motor 54 toward the focusing position at a relatively low speed. Furthermore, when the range equation is -V2<Va<v2, the output voltages of the voltage comparators 41 and 42 become -E, and the output voltages of the voltage comparators 43 and 44 become +E. The output voltage of diode 47~5
0, the input of the motor drive amplifier 53 is at the ground level of the resistor 52, and the driving force of the motor 54 is released.

上記モータ54は第2図に示した原理図によって説明し
たように、2つの受光素子25a 、 25bに機械的
に連動していると共に撮影レンズの距離環とも連動して
いて、合焦状態で2つの受光素子25a。
As explained with reference to the principle diagram shown in FIG. 2, the motor 54 is mechanically linked to the two light-receiving elements 25a and 25b and also linked to the distance ring of the photographing lens. one light receiving element 25a.

25bに反射による赤外光が均一に照射−されるように
制御される。そして、上記第7図に示したように、電圧
比較器41〜44に設定される基準電圧V□。
Control is performed so that the reflected infrared light is uniformly irradiated onto 25b. Then, as shown in FIG. 7 above, the reference voltage V□ is set in the voltage comparators 41 to 44.

V、、−V、、−V、が反射光量によって変化すること
によりサーボ利得が反射光量に関係なく一定となる。即
ち、上記のように、S/H回路31の出力電圧Vaが−
Vz< Va < Vlの範囲式に入ると、この範囲式
は事実上合焦状態と判定される不感帯域であと25bと
の和出力に基づ< S/H回路35の出力電圧vbに比
例して変化するため、反射光量が大きい場合は上記範囲
へも拡大され(第7図に状態Iで示す場合)1反射光量
が小さい場合は上記範囲へも縮小され(第7図に状態■
で示す場合)、サーボ利得は変動しないことになる。ま
た、基準電圧V、 、 −V、は応答速度を速めるため
のものであるので、合焦状態より大きく撮影レンズ位置
が外れる上記範囲り、 、 D、’においてはモータ5
4が高速回転し、そして、合焦近傍の範囲Dz 、D2
’に至るとモータ54の回転速度が低速に切り換わる。
By changing V, , -V, , -V depending on the amount of reflected light, the servo gain becomes constant regardless of the amount of reflected light. That is, as mentioned above, the output voltage Va of the S/H circuit 31 is -
Entering the range formula of Vz < Va < Vl, this range formula is based on the sum output with the remaining 25b in the dead band where it is determined that the in-focus state is < proportional to the output voltage vb of the S/H circuit 35. Therefore, if the amount of reflected light is large, it will be expanded to the above range (as shown in state I in Fig. 7); if the amount of reflected light is small, it will be reduced to the above range (as shown in state I in Fig. 7).
), the servo gain will not change. In addition, since the reference voltages V, , -V, are used to speed up the response speed, the motor 5 in the above range where the photographing lens position deviates from the in-focus state, , D,'.
4 rotates at high speed, and the range near the focus Dz, D2
When reaching ', the rotational speed of the motor 54 is switched to a low speed.

基準電圧vI。Reference voltage vI.

−vlも反射光量の大小によって変化し、上記範囲Dz
 、 DI’およびD2− D2’が変動する。この結
果、ハンチングやオーバラン等の問題が解決される。
-vl also changes depending on the amount of reflected light, and the above range Dz
, DI' and D2-D2' vary. As a result, problems such as hunting and overrun are solved.

なお、被写体が無限遠にあるために反射光量が極めて微
小になってしまう場合には、上記和出力に基づ< S/
H回路35の出力電圧vbが極端に小さく上記基準電圧
V1.Vz −Vt 、  V、の絶対値も非常に小さ
く設定されるので、この場合にはこれら基準電圧V、、
 V、、 −V、、 −V、と上記S/H回路31の出
力電圧Vaとの比較による自動焦点調節制御に代って、
上記S/H回路35の出力電圧vbが、別の電圧比較器
55に導かれて基準電圧VOと比較されるようになって
いるので%■〈voになったとき、電圧比較器55の出
力がモータ駆動増幅器53に送られるようになっていて
、モータ駆動増幅器53は、このとき、上記基準電圧V
s = Vt 、  Vt 、 −■、と上記S/H回
路31の出力電圧Vaとの比較による自動焦点調節用出
力に依らず、上記電圧比較器55の出力によって、撮影
レンズが無限遠位置に合焦するようモータ54を駆動す
る。
In addition, if the amount of reflected light becomes extremely small because the subject is at an infinite distance, based on the above sum output, < S/
The output voltage vb of the H circuit 35 is extremely small and the reference voltage V1. Since the absolute value of Vz −Vt, V, is also set to be very small, in this case, these reference voltages V, ,
Instead of automatic focus adjustment control by comparing V, -V, -V with the output voltage Va of the S/H circuit 31,
Since the output voltage vb of the S/H circuit 35 is guided to another voltage comparator 55 and compared with the reference voltage VO, when the output voltage vb reaches %■<vo, the output voltage of the voltage comparator 55 is sent to the motor drive amplifier 53, and the motor drive amplifier 53 at this time receives the reference voltage V
Regardless of the automatic focus adjustment output obtained by comparing s = Vt, Vt, -■ with the output voltage Va of the S/H circuit 31, the output of the voltage comparator 55 allows the photographing lens to be positioned at infinity. The motor 54 is driven to focus.

上記モータ駆動増幅器53は、例えば、第8図に示すよ
うに構成するようにしてもよい。第3図においては、モ
ータ54の片方の端子は接地されているが、第8図に示
すモータ駆動増幅器53Aにおいては、モータ54の速
度を限られた電源電圧条件で最大限に高速回転させるた
めに両端子はいずれも接地されていない。即ち、このモ
ータ駆動増幅器53Aの入力端は一方でオペアンプ61
の非反転入力端に接続され、同オペアンプ61の出力端
はNPNトランジスタ62とPNPトランジスタ63の
ベースに接続されトランジスタ62 、63のエミッタ
がモータ54の一端に接続されている。このモータ54
の一端は上記オペアンプ61の反転入力端に接続され、
トランジスタ62 、63のコレクタにはそれぞれ電圧
子E、−Eが印加される。このオペアンプ61とトラン
ジスタ62 、63とで出力インピーダンスの極めて低
い第1の電流増幅器が構成されている。
The motor drive amplifier 53 may be configured as shown in FIG. 8, for example. In FIG. 3, one terminal of the motor 54 is grounded, but in the motor drive amplifier 53A shown in FIG. Both terminals are not grounded. That is, the input terminal of this motor drive amplifier 53A is connected to the operational amplifier 61 on the one hand.
The output terminal of the operational amplifier 61 is connected to the bases of an NPN transistor 62 and a PNP transistor 63, and the emitters of the transistors 62 and 63 are connected to one end of the motor 54. This motor 54
One end is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier 61,
Voltage elements E and -E are applied to the collectors of the transistors 62 and 63, respectively. This operational amplifier 61 and transistors 62 and 63 constitute a first current amplifier with extremely low output impedance.

また、モータ54の他端には上記と同様にオペアンプ6
6とトランジスタ64 、65とから構成されてなる出
力インピーダンスの極めて低い第2の電流増幅器の出力
端が接続されている。オペアンプ66の非反転入力端は
オペアンプ67の出力端および抵抗68の一端に接続さ
れ、抵抗68の他端はオペアンプ67の反転入力端およ
び抵抗69を介してこのモータ駆動増幅器53Aの入力
端に接続され、オペアンプ67の非反転入力端は接地さ
れている。即ち、このオペアンプ67と抵抗68 、6
9とで反転増幅器が構成されていて、モータ駆動増幅器
53Aの入力端は他方でこの反転増幅器を介して上記第
2の電流増幅器のオペアンプ66の反転入力端に接続さ
れている0 上記モータ駆動増幅器53Aの入力端に印加される電圧
が+E或いは−Eである場合には、モータ54の一端に
はトランジスタ62のオンによって+E。
Moreover, the operational amplifier 6 is connected to the other end of the motor 54 as described above.
6 and transistors 64 and 65, and has an extremely low output impedance. The non-inverting input terminal of the operational amplifier 66 is connected to the output terminal of the operational amplifier 67 and one end of the resistor 68, and the other end of the resistor 68 is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier 67 and the input terminal of the motor drive amplifier 53A via the resistor 69. The non-inverting input terminal of the operational amplifier 67 is grounded. That is, this operational amplifier 67 and resistors 68, 6
9 constitutes an inverting amplifier, and the input terminal of the motor drive amplifier 53A is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier 66 of the second current amplifier via this inverting amplifier. When the voltage applied to the input terminal of the motor 53A is +E or -E, the voltage at one end of the motor 54 is +E by turning on the transistor 62.

或いはトランジスタ63のオンによって−E1他端には
トランジスタ65のオンによって−E1或いはトランジ
スタ64のオンによって十Eが印加され、結果として2
Eの電圧がモータ54の両瑞間に印加され、モータ54
が高速回転を行なうことになる。
Alternatively, when the transistor 63 is turned on, -E1 is applied to the other end, and when the transistor 65 is turned on, -E1 is applied, or when the transistor 64 is turned on, 10E is applied, resulting in 2
A voltage E is applied between both ends of the motor 54, and the motor 54
will rotate at high speed.

この状態は、第3図において、電圧比較器41から+E
、或いは電圧比較器44から−Eの出力電圧がされた場
合には、抵抗51と52によって分圧された入力がとの
モータ駆動増幅器53Aに導かれて低速回転を行なう。
In this state, as shown in FIG.
, or when the output voltage -E is output from the voltage comparator 44, the input voltage divided by the resistors 51 and 52 is guided to the motor drive amplifier 53A to perform low speed rotation.

また1合焦状態と判定しうる不感帯域に入り、そ−夕駆
動増幅器53Aの入力端にOVが入力された場合には、
モータ54の両端子にはそれぞれ電流増幅器を介してO
vの同電位が印加され、しかもこれらは 低インピーダ
ンス源であるため、モータ54の両端間は短絡状態に等
しくなって制動がかかり、よってこのときモータ54は
安定して合焦状態の位置に停止することになる。
1. If the dead band that can be determined as the in-focus state is entered, and OV is input to the input terminal of the drive amplifier 53A,
Both terminals of the motor 54 are connected to O through current amplifiers.
Since the same potential of v is applied and these are low impedance sources, both ends of the motor 54 are equivalent to a short-circuit state and braking is applied, so that the motor 54 stably stops at the focused position. I will do it.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べたように本発明によれば、2つの受光部の出力
差信号のレベルが合焦状態にあるか非合焦状態にあるか
を判定する基準信号を2つの受光部の出力和から作り出
すことによって投射光の被写体からの反射光量の大小に
関係なくして自動焦点調節の制御系の利得が変動せず高
精度で安定した自動焦点調節動作が行なわれる等の優れ
た効果を有する。
As described above, according to the present invention, a reference signal for determining whether the level of the output difference signal of the two light receiving sections is in an in-focus state or in an out-of-focus state is generated from the sum of the outputs of the two light receiving sections. As a result, the gain of the automatic focus adjustment control system does not vary regardless of the amount of reflected light from the object, and a highly accurate and stable automatic focus adjustment operation can be performed.

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

第1図は、本発明の自動焦点調節装置の基本的回路構成
を示すブロック図、 第2図は、本発明の自動焦点調節装置が採用される光学
系の一例を示す原理構成図、 第3図は、本発明の一実施例を示す自動・焦点調節装置
の電気回路図、 第4図は、上記第3図中のBPF30.34およびサン
プリングパルス発生器24の出力波形のタイムチャート
・ 第5図は、上記第3図中のS/H回路31のレンズ位置
に対する出力の変化を示す線図、第6図は、上記第3図
中のS/H回路回路3及0第7図は、S/H回路35の
出力変化に応じて変化する基準電圧を示す線図、 第8図は、モータ駆動増幅器の具体的な回路構成の例を
示す電気回路図である。 1・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・発光素
子(光投射手段)3、10・・・・・−・−・・被写体 4a 、 4b 、 25a 、 25b−−− 2分
割の受光素子(2つの受光部)5・・・・・・・・・・
・・・・・・・・−・・撮影レンズ11・・−・・・・
・・・・・・・・・・・光投射手段12・・・・・・・
・・・・・・・・・・・受光手段12a 、 12b・
・・曲・四囲・・2つの受光部13・・・・・・・・・
・・・・・・・・・基準信号発生手段14・・・・・・
・・・・・・−・・・・・調節回路h′4図 外5図 + 馬6区
FIG. 1 is a block diagram showing the basic circuit configuration of the automatic focus adjustment device of the present invention. FIG. 2 is a principle configuration diagram showing an example of an optical system in which the automatic focus adjustment device of the present invention is adopted. The figure is an electric circuit diagram of an automatic focus adjustment device showing one embodiment of the present invention. The figure is a diagram showing changes in the output of the S/H circuit 31 in FIG. 3 above with respect to the lens position, and FIG. FIG. 8 is an electric circuit diagram showing an example of a specific circuit configuration of the motor drive amplifier. 1......Light emitting element (light projection means) 3, 10...-...Subject 4a, 4b, 25a, 25b --- Two-split light-receiving element (two light-receiving parts) 5...
・・・・・・・・−・Photographing lens 11・・・・・・・・・・
......Light projection means 12...
...... Light receiving means 12a, 12b.
・・Song・Surroundings・・Two light-receiving areas 13・・・・・・・・・
......Reference signal generating means 14...
・・・・・・−・・・・・・Adjustment circuit h'4 Figure 5 outside the figure + Horse 6 section

Claims (1)

【特許請求の範囲】 光ビームを投射する光投射手段と、 上記光ビームの被写体による反射ビームを受光するため
の2つの受光部を有してなる受光手段と、上記2つの受
光部への入射光量の和に追従する基準信号を発生する基
準信号発生手段と、 上記2つの受光部への入射光量の差に対応する信号と上
記基準信号とに基づいて自動焦点調節信号を得る調節回
路と、 を具備してなることを特徴とする自動焦点調節装置。
[Scope of Claims] A light projecting means for projecting a light beam; a light receiving means having two light receiving sections for receiving a reflected beam of the light beam from a subject; a reference signal generating means for generating a reference signal that follows the sum of the amounts of light; an adjustment circuit that obtains an automatic focus adjustment signal based on the reference signal and a signal corresponding to the difference in the amount of light incident on the two light receiving sections; An automatic focus adjustment device comprising:
JP60094416A 1985-04-30 1985-04-30 Automatic focus adjustment device Expired - Lifetime JPH0697300B2 (en)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5779922A (en) * 1980-11-07 1982-05-19 Nippon Kogaku Kk <Nikon> Automatic focusing camera
JPS59228213A (en) * 1983-06-09 1984-12-21 Canon Inc Automatic focus detector

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