JPS62163009A - Auto focusing device - Google Patents

Auto focusing device

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Publication number
JPS62163009A
JPS62163009A JP485486A JP485486A JPS62163009A JP S62163009 A JPS62163009 A JP S62163009A JP 485486 A JP485486 A JP 485486A JP 485486 A JP485486 A JP 485486A JP S62163009 A JPS62163009 A JP S62163009A
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JP
Japan
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signal
amplifier
output
monitor
gain
Prior art date
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Pending
Application number
JP485486A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Susumu Iguchi
進 井口
Yoshimi Ono
好美 大野
Daisuke Hata
大介 畑
Kazumasa Aoki
一雅 青木
Takayuki Hatase
貴之 畑瀬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To permit auto focusing with high accuracy by setting the gain and offset value of an amplifier by the combination of the output signals from contrast detecting means and average value detecting means. CONSTITUTION:The gain of the amplifier A11 is set by controlling paired analog switches As1, As2, As3 and As4, As5, As6 according to the outputs of G output terminals G1, G2, G3 of a central processing unit AF CPU 21 for auto focusing. The AF CPU 21 calculates the value of C/L and determines the offset voltage of the output amplifier A11 for a photodetector of a charge accumulation type (CCD). The AF CPU 21 sets the output terminals 1-4 of Vs in accordance with the determined value of Vs and sets the offset voltage of the output amplifier A11 for the CCD. The set offset value is impressed through a buffer amplifier A10 to the other terminal of the resistance gamma of the (+) input of the amplifier A11 by turning-on of any among the analog switches As7-As10. The gain of the output amplifier A11 for the CCD is thus determined by the signal L indicating luminance and the signal C indicating contrast.

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明は、各種カメラに用いることができるオートフォ
ーカス装置に関するものであり、特に、コントラストや
輝度の低い被写体に対しても精度の高いオートフォーカ
スを行いうるようにしたオートフォーカス装置に関スル
[Detailed Description of the Invention] (Technical Field) The present invention relates to an autofocus device that can be used in various cameras, and in particular, to an autofocus device that can perform highly accurate autofocus even for subjects with low contrast and brightness. Regarding the autofocus device used.

(従来技術) 撮影レンズを透過した被写体からの光を受光する電荷蓄
積型の受光素子(以下r CCD Jという)を用いた
オートフォーカス娑晋がある。かかるオ−トフォーカス
装置では、CODの出力をデジタル信号に変換して演算
に供するため、CCDの出力レベルがアナログ・デジタ
ル変換器(以下「届変換器」という)の人力に適した所
定のレベル範囲にある必要があり、また、振幅がある程
度以上に大きくなければならない。
(Prior Art) There is an autofocus system that uses a charge storage type light receiving element (hereinafter referred to as rCCDJ) that receives light from a subject that has passed through a photographic lens. In such an autofocus device, since the output of the COD is converted into a digital signal and used for calculation, the output level of the CCD is set to a predetermined level suitable for human power of an analog-to-digital converter (hereinafter referred to as "notification converter"). The amplitude must be within a certain range, and the amplitude must be greater than a certain level.

しかるに、被写体に応じ、第2図(a)に示されている
ように、CCDの出力レベルは適当なレベルにあるが、
コントラストが小さくて振梠が小さい場合や、第3図(
a)に示されているように、CCDの出力全体が小さい
場合がある。このような場合には、焦点を検出すること
は不可能である。
However, as shown in Figure 2(a), the output level of the CCD is at an appropriate level depending on the subject.
In cases where the contrast is small and the shift is small, or when the contrast is small (Fig.
As shown in a), the overall output of the CCD may be small. In such cases it is impossible to detect the focus.

(目  的) 本発明の目的は、オートフォーカス用の受光素子である
CCDの出力をAD変換する前に、CCD上のコントラ
ストと輝度を測定し、コントラストと輝度の情報信号に
基づきCCDの出力を増幅しまたオフセントして演算に
必要なコントラストとレベルにし、従来開用演算が困難
であった被写体についても精度の高いオートフォーカス
を行い得るようにしたオートフォーカス装置を提供する
ことにある。
(Purpose) The purpose of the present invention is to measure the contrast and brightness on the CCD before AD converting the output of the CCD, which is a light receiving element for autofocus, and to adjust the output of the CCD based on the contrast and brightness information signals. To provide an autofocus device that performs amplification and offset to obtain the contrast and level necessary for calculation, and performs highly accurate autofocus even for subjects for which conventional calculations have been difficult.

(構 成) 本発明は、第1図に示されているように、撮彫レンズを
透過した被写体かもの光を受光する7に荷蓄積型の受光
素子11と、この受光素子11を、1駆動する駆動回路
12と、上記受光素子11の電荷蓄積状態をモニタする
少なくとも2個のモニタフォトダイオード13と、この
モニタフォトダイオード13によって作られるモニタ信
号形成手段15と、形成された少なくとも二つのモニタ
信号の差を調べ、その差に応じた信号を出力するコント
ラスト検出手段16と、上記受光素子11からの輝度信
号を増咥する利得及びオフセットが可変の増幅器17と
、形成された少なくとも二つのモニタ信号の平均値に応
じた信号を出力する平均値検出手段18と、平均値検出
手段18の出力が所定レベルに達したとき受光素子11
の蓄積電荷をシフトレジスタに転送するだめのパルスを
発生する転送パルス発生手段19と、電荷蓄積が所定の
時間経過しても、平均値検出手段18の出力が所定レベ
ルに達しないとき、転送パルス発生手段19より転送パ
ルスを発生させるタイマ20とを有してなり、コントラ
スト検出手段16の出力信号と平均値検出手段18の出
力信号の組み合わせにより増幅器17の利得とオフセッ
トの値を設定することを特徴とする。
(Structure) As shown in FIG. 1, the present invention includes a load-accumulating type light-receiving element 11 at 7 that receives the light of the subject that has passed through the engraving lens; A drive circuit 12 for driving, at least two monitor photodiodes 13 for monitoring the charge accumulation state of the light receiving element 11, a monitor signal forming means 15 generated by the monitor photodiodes 13, and at least two monitors formed. At least two monitors formed of a contrast detection means 16 for checking a difference in signals and outputting a signal according to the difference, an amplifier 17 with variable gain and offset for amplifying the luminance signal from the light receiving element 11; Average value detection means 18 outputs a signal according to the average value of the signal, and when the output of the average value detection means 18 reaches a predetermined level, the light receiving element 11
A transfer pulse generating means 19 generates a pulse to transfer the accumulated charges of to the shift register, and when the output of the average value detecting means 18 does not reach a predetermined level even after charge accumulation has elapsed for a predetermined time, a transfer pulse is generated. It has a timer 20 for generating a transfer pulse from the generating means 19, and sets the gain and offset values of the amplifier 17 by a combination of the output signal of the contrast detecting means 16 and the output signal of the average value detecting means 18. Features.

以下、第2図乃至第7図を参照しながら本発明に係るオ
ートフォーカス装置の実施例を説明する。
Embodiments of the autofocus device according to the present invention will be described below with reference to FIGS. 2 to 7.

第4図において、破線のブロック11で示されているC
CDは、周知のように、フォトダイオードアレイ111
、蓄積電極112、シフトゲート113、CCDアナロ
グシフトレジスタ114を有してなり、撮影レンズを透
過した被写体からの光を受光するようになっている。上
記フォトダイオードアレイ111の近傍には、CCD 
11における電荷蓄積状態をモニタする2個のモニタフ
ォトダイオード13a。
In FIG. 4, C
As is well known, the CD is a photodiode array 111.
, a storage electrode 112, a shift gate 113, and a CCD analog shift register 114, and is configured to receive light from a subject that has passed through a photographic lens. Near the photodiode array 111, a CCD
Two monitor photodiodes 13a monitor the charge accumulation state in 11.

13bが配置されている。CCD11は、オートフォー
カス用中央処理装置(以下r All;”CPU Jと
いう)の指令により駆動回路12によって駆動される。
13b is arranged. The CCD 11 is driven by a drive circuit 12 based on instructions from an autofocus central processing unit (hereinafter referred to as "CPU J").

Ql及びQ3は、1駆動回路12からのリセットパルス
φRがHレベルのときオンとなり、コンデンサC1,C
2をそれぞれ電源電圧Vddまで充電するトランジスタ
である。Q2及びQ4は、モニタフォトダイオード13
a 、 13bを略ゼロバイアスとするだめのトランジ
スタである。CCD 11に光が入射するとモニタフォ
トダイオード13a 、  13bに光電流が流れ、コ
ンデンサCI、C2を放電し、トランジスタQl、Q3
のソース電圧を低下させるようになっている。モニタフ
ォトダイオード13a 、  13b 。
Ql and Q3 are turned on when the reset pulse φR from the 1 drive circuit 12 is at H level, and the capacitors C1 and C
2 to the power supply voltage Vdd. Q2 and Q4 are monitor photodiodes 13
This is a useless transistor in which a and 13b are set to approximately zero bias. When light enters the CCD 11, a photocurrent flows through the monitor photodiodes 13a and 13b, discharges the capacitors CI and C2, and discharges the transistors Ql and Q3.
It is designed to lower the source voltage of the Monitor photodiodes 13a, 13b.

コンデンサC1,C2、トランジスタQl 、 Q2 
、 Q3゜Q4を含む部分は、モニタ信号形成手段15
を構成している。このモニタ信号形成手段15は、 ト
ランジスタQl、Q3の、ソース電圧をそれぞれ出力す
ることにより、モニタフォトダイオード13a 、  
13bで作られたモニタ信号を出力するものであり、こ
の二つのモニタ信号はバンファアンプAI + A2 
ヲ通じてCCDII外に出力される。前記アナログン7
 +−L/ シスタ1171の出力)まフローティング
ゲートトランジスタQ5に人力され、トランジスタQ5
は上記シフトレジスタ11・1の信号に応じてコンテン
サC3を充電する。コンデンサC3の端子電圧信号は、
バッファアンプA3な介しCCD 11の輝度信号とし
て外部に出力される。
Capacitors C1, C2, transistors Ql, Q2
, Q3゜The part including Q4 is the monitor signal forming means 15
It consists of This monitor signal forming means 15 outputs the source voltages of the transistors Ql and Q3, respectively, to the monitor photodiode 13a,
13b, and these two monitor signals are sent to the Banfa amplifier AI + A2.
It is output to the outside of CCDII through . Analogon 7
+-L/ output of sister 1171) is input to floating gate transistor Q5, and transistor Q5
charges the capacitor C3 in accordance with the signal from the shift register 11.1. The terminal voltage signal of capacitor C3 is
It is outputted to the outside as a luminance signal of the CCD 11 via the buffer amplifier A3.

前記バッファアンプAI、A2の各出力は、さらにバッ
ファアンプA4.A5を介して二つのモニタ信号VMI
 、 VM2としてコントラスト検出手段16及び平均
値検出手段18に入力される。コントラスト検出手段J
6は、二つの演算増@器A6.A7を有してなる絶対値
差動アンプ23を有し、この絶対値差動アンプ23によ
り上記二つのモニタ信号VM s + VM 2の絶対
値の差信号VIMI −M21を得るようになっている
。コントラスト検出手段16はまた、上記絶対値の差信
号を比較入力とする三つのコンパレータCPI 、 C
F2 、 CF2を有する。この各コンパレータCPI
 、 CF2 、 CF2には、電源電圧VDDを抵抗
R11、R12、R13、R14で分圧してなる基準電
圧Vt+ + Vt2+ Vt3がそれぞれ印加されて
いる。この基準電圧Vt、 + Vtz r Vt3の
関係は、Vt 3 = 2 Vt 2 = 4 Vt 
lになっている。各コンパレータCPI 、 CF2 
、 CF2の出力は、コントラスト検出イ巳号Cとして
AFCPU21に人力される。
Each output of the buffer amplifiers AI and A2 is further connected to a buffer amplifier A4. Two monitor signals VMI via A5
, VM2 are input to the contrast detection means 16 and the average value detection means 18. Contrast detection means J
6 is two arithmetic intensifiers A6. It has an absolute value differential amplifier 23 having A7, and is configured to obtain a difference signal VIMI -M21 between the absolute values of the two monitor signals VM s + VM 2 by this absolute value differential amplifier 23. . The contrast detection means 16 also includes three comparators CPI and C which receive the difference signal of the absolute value as a comparison input.
It has F2 and CF2. This each comparator CPI
, CF2, and CF2 are applied with reference voltages Vt+ + Vt2+ Vt3 obtained by dividing the power supply voltage VDD by resistors R11, R12, R13, and R14, respectively. The relationship between this reference voltage Vt and +Vtz r Vt3 is as follows: Vt 3 = 2 Vt 2 = 4 Vt
It has become l. Each comparator CPI, CF2
The output of CF2 is input to the AFCPU 21 as a contrast detection signal C.

前記平均値検出手段18は、パンファアンプA8ト二ツ
ノコンバレータCP4 、  CF2 、  CF2 
ヲ有しテなる。前記バッファアンプA4.A5からのモ
ニタ信号V旧とVM 2は演算増幅器A8に人力されて
(VM 1+ VM2 ) / 2の演算、即ち、二つ
のモニタ信号VM 1とVM 2の平均値の演算が行わ
れる。この平均値信号VMは、各コンパレータCP4 
、  CF2 、  CF2及び転送パルス発生手段1
9に含まれるコンパレータCP7に比較信号として入力
される。この各コンパレータCP4 、 CF2 、 
CF2 、 CF2には、電源電圧VDDを抵抗R15
、R16、R17、R18、R19で分圧してなる基準
電圧vS、 l VS2 r VS3 t Vsaがそ
れぞれ印加されている。この基準電圧Vs+ r VS
2 + VS31Vs4の関係は、 VDD  VS4:2(VDD −VS3):4(VD
D  VS2 ) = 8(VDD −Vss )にな
っている。各コンパレータCP4 、 CF2 、 C
F2の出力は平均値信号りとしてAFCPU 21に人
力され、コンパレータCP7の出力はオア回路25を介
して積分終了信号としてAFCPU 21に人力される
The average value detection means 18 includes a breadth amplifier A8 and a two-piece converter CP4, CF2, CF2.
I have it. The buffer amplifier A4. The monitor signals Vold and VM2 from A5 are input to the operational amplifier A8 to perform the calculation of (VM1+VM2)/2, that is, the average value of the two monitor signals VM1 and VM2. This average value signal VM is applied to each comparator CP4.
, CF2, CF2 and transfer pulse generation means 1
The signal is input as a comparison signal to a comparator CP7 included in 9. Each of these comparators CP4, CF2,
CF2, CF2 has power supply voltage VDD connected to resistor R15.
, R16, R17, R18, and R19, reference voltages vS, l VS2 r VS3 t Vsa are applied, respectively. This reference voltage Vs+ r VS
The relationship between 2 + VS31Vs4 is VDD VS4:2(VDD -VS3):4(VD
D VS2 ) = 8 (VDD - Vss ). Each comparator CP4, CF2, C
The output of F2 is input to the AFCPU 21 as an average value signal, and the output of the comparator CP7 is input to the AFCPU 21 via an OR circuit 25 as an integration end signal.

AFCPU 21はφR端子から信号を出力するように
なっている。この信号は駆動回路12に加えられてCC
DIIをリセットするレベルのパルスに変換される。ま
た、上記φR端子からの信号はタイマ20にも加えられ
、タイマ20をスタートさせるようになっている。タイ
マ20は、スタートから所定の時間、例えば100m5
経過してもVM < VS 4とならない場合に信号を
出力し、これをオア回路25を介し積分終了信号として
AF″CPU21に人力するようになっている。なお、
タイマ20は、AFCPU 21内のレジスタをカウン
タに使ってタイマ作動を行わせるようにしたものでもよ
く、必ずしも単独のタイマを設ける必要はない。
AFCPU 21 outputs a signal from the φR terminal. This signal is applied to the drive circuit 12 and the CC
It is converted into a pulse at a level that resets DII. Further, the signal from the φR terminal is also applied to the timer 20 to start the timer 20. The timer 20 is set for a predetermined time from the start, for example, 100m5.
If VM < VS 4 does not hold even after the elapse of time, a signal is output, and this signal is manually input to the AF'' CPU 21 via an OR circuit 25 as an integration end signal.
The timer 20 may be one in which a register in the AFCPU 21 is used as a counter to operate the timer, and it is not necessarily necessary to provide a single timer.

上記オア回路25は、コンパレータCP7ト共に、平均
値検出手段18の出力が所定レベルに達したとき、駆動
回路12を介してCCD 11の蓄積電荷をシフトレジ
スタ114に転送するためのパルスφTを発生する転送
パルス発生手段19を構成する。この転送パルス発生手
段19は、タイマ20から信号が発生された場合も転送
パルスを発生する。
The OR circuit 25 generates a pulse φT for transferring the accumulated charge of the CCD 11 to the shift register 114 via the drive circuit 12 when the output of the average value detection means 18 reaches a predetermined level together with the comparator CP7. A transfer pulse generating means 19 is configured. This transfer pulse generating means 19 also generates a transfer pulse when a signal is generated from the timer 20.

前記バッファアンプA3を介して出力されるCCD11
の出力は、バッファアンプA9を経て演算増幅器All
に入力される。演算増幅器Allは、利得及びオフセッ
トが可変の増幅器17の中心的構成部分をなしている。
CCD 11 outputted via the buffer amplifier A3
The output of is sent to operational amplifier All through buffer amplifier A9.
is input. Operational amplifier All is a central component of amplifier 17 with variable gain and offset.

増幅器Allは、その両入力端に対をなして接続されて
いる抵抗を、同じく対をなして配置されたアナログスイ
ッチAs1r AS2 + AS3及びAS4 r A
ss t As6により選択することにより利得が切り
換えられるようになっている。上記各アナログスイッチ
は、AFCPU 21の利得出力Gによって選択的に動
作させられる。上記増幅rrA11はまた、アナログス
イッチAS7 + Ass + AS9 + As+。
The amplifier All has resistors connected in pairs at both input terminals, and analog switches As1r AS2 + AS3 and AS4 r A also arranged in pairs.
The gain can be switched by selecting with ss t As6. Each of the analog switches described above is selectively operated by the gain output G of the AFCPU 21. The amplification rrA11 is also an analog switch AS7 + Ass + AS9 + As+.

の選択的な動作により設定されるオフセット電圧がバッ
ファアンプAloを介して加えられるようンこなってい
る。上記各アナログスイッチは、AFCPU21のオフ
セット設定出力Vsによって選択的に動作させられる。
An offset voltage set by selective operation of the buffer amplifier Alo is applied via the buffer amplifier Alo. Each of the analog switches described above is selectively operated by the offset setting output Vs of the AFCPU 21.

AFCPU 21は、後で詳細に説明するように、コン
トラスト検出手段16の出力信号Cと平均値検出手段1
8の出力信号りの組み合わせによシ、増幅器Allの利
得とオフセントの値を設定するための信号G r Vs
を出力するようになっている。
The AFCPU 21 receives the output signal C of the contrast detection means 16 and the average value detection means 1, as will be explained in detail later.
A signal G r Vs is used to set the gain and offset values of the amplifier All by combining the 8 output signals.
It is designed to output .

増幅器Allからの輝度信号はΩ変換器27によシデジ
タル信号に変換され、AFCPU 21における演算測
距に供される。
The luminance signal from the amplifier All is converted into a digital signal by the Ω converter 27, and is provided for calculation distance measurement in the AFCPU 21.

次に、上記実施例の動作を、第2図、第5図乃至第7図
を参照しながら説明する。
Next, the operation of the above embodiment will be explained with reference to FIGS. 2 and 5 to 7.

いま、AFCPU 21からリセット信号φRが出力さ
れると、この信号は駆動回路12によp CCD 11
をリセットするレベルのパルスに変換されてCCDII
に加えられ、また、上記リセット信号φRによシタイマ
20がスタートされる。リセットパルスφRカCCD1
1に加えられるとCCDIIがリセットされ、このとき
、モニタフォトダイオード13a 、  13bの出力
であるバッファアンプAl、A2の出力は略電源電圧V
DDとなる。
Now, when the reset signal φR is output from the AFCPU 21, this signal is sent to the drive circuit 12.
is converted into a level pulse that resets the CCDII
Furthermore, the reset timer 20 is started by the reset signal φR. Reset pulse φR CCD1
1, CCDII is reset, and at this time, the outputs of the buffer amplifiers Al and A2, which are the outputs of the monitor photodiodes 13a and 13b, are approximately equal to the power supply voltage V.
It becomes DD.

リセットパルス類が「H」からrLJになるとリセット
が解除されてCCDIIの積分が開始される。
When the reset pulses change from "H" to rLJ, the reset is canceled and the CCDII starts integrating.

CCD11の電荷蓄積状部は二つのフォトダイオード1
3a 、  13b テモニタされ、バッファアンプA
l 。
The charge storage part of the CCD 11 has two photodiodes 1.
3a, 13b is monitored and buffer amplifier A
l.

A4を経て出力されるモニタ信号VMI及びバッファア
ンプA2.A5を経て出力されるモニタ信号VM 2が
コントラスト検出手段16及び平均値検出手段18に入
力される。
Monitor signal VMI and buffer amplifier A2.A4 are output via A4. The monitor signal VM 2 outputted via A5 is input to the contrast detection means 16 and the average value detection means 18 .

コントラスト検出手段16は、演算増”f%5A6−A
7を有してなる絶対値差動アンプ23により上記二つの
モニタ信号の絶対値の差信号VIMI−M21を求め、
これを各コンパレータCPI 、 CF2 、 CF2
に人力する。
The contrast detection means 16 performs a calculation increase "f%5A6-A".
7 to obtain a difference signal VIMI-M21 between the absolute values of the two monitor signals,
This is applied to each comparator CPI, CF2, CF2
to use human power.

平均値検出手段18は、演算増幅i A8によりモニタ
信号VMIとVM 2の平均値VMを求め、これを各コ
ンパレータCP4 、 CF2 、 CF2 、 CF
2に人力する。転送パルス発生手段19に含まれるコン
パレータCP7は、上記平均値vMと基準電圧VS4を
比較し、VM < VS 4になったときその出力がr
LJから「HJに反転し、オア回路25を通じて積分終
了信号をAFCPU 21とCCD駆動回路12に加え
る。駆動回路12は、上記積分終了信号を受けて蓄積電
極112の電荷なCCDアナログシフトレジスタ114
に転送するだめのシフトパルスφTをシフトゲート11
3に加える。
The average value detection means 18 calculates the average value VM of the monitor signals VMI and VM2 using the operational amplifier iA8, and applies this to each of the comparators CP4, CF2, CF2, CF.
2. Manpower. A comparator CP7 included in the transfer pulse generating means 19 compares the average value vM with the reference voltage VS4, and when VM < VS 4, its output becomes r.
The signal is inverted from LJ to HJ, and an integration end signal is applied to the AFCPU 21 and the CCD drive circuit 12 through the OR circuit 25.The drive circuit 12 receives the integration end signal and converts the charge of the storage electrode 112 to the CCD analog shift register 114.
The shift pulse φT to be transferred to the shift gate 11
Add to 3.

一方、AFCPU21は、上記積分終了信号を受は取る
と、コンパレータCP4 、 CF2 、 CF2とコ
ンパレータCPI 、 CF2 、 CF2の出力を読
み取る。コンパレータCP4 、 CF2 、 CF2
の出力は、モニタ信号の平均値VMの値に応じて表1の
ようになる。
On the other hand, upon receiving the integration end signal, the AFCPU 21 reads the outputs of the comparators CP4, CF2, CF2 and the comparators CPI, CF2, CF2. Comparators CP4, CF2, CF2
The output is as shown in Table 1 depending on the value of the average value VM of the monitor signal.

表  1 各コンパレータCP4 、 CF2 、 CF2をまと
めて2進数で取り扱うとしてCF2を2.CF2を2 
 、  CF2を2°とすると、第1表でNO,1乃至
4はそれぞれ10進数で7.3,1.Oとなる。この値
に1を加えたものを信号りとしてAFCPU21に加え
る。
Table 1 Assuming that each comparator CP4, CF2, CF2 is treated as a binary number, CF2 is 2. CF2 2
, CF2 is 2°, then NO, 1 to 4 in Table 1 are 7.3, 1., respectively in decimal notation. It becomes O. This value plus 1 is added to the AFCPU 21 as a signal.

AFCPU 21はこの信号りを輝度によって決まる増
幅器17の利得とする。
The AFCPU 21 uses this signal as the gain of the amplifier 17 determined by the brightness.

次にコントラスト検出手段16に含まれるコンパレータ
Cpl 、  CF2 、 CF2の出力は、モニタ信
号の絶対値の差VIMI −M21の値によって表2の
ようになる。
Next, the outputs of the comparators Cpl, CF2, and CF2 included in the contrast detection means 16 are as shown in Table 2 depending on the value of the difference VIMI-M21 between the absolute values of the monitor signals.

表  2 各コンパレータCPI 、 CF2 、  CF2をま
とめて取り扱うとしてCPIを22、CF2を21、C
F2を2°とすると、表2でNo、 1乃至4は10進
数でそれぞれ7.3,1.0となる。この値に1を加え
たものを信号CとしテAFCPU 21に加え、AFc
PU 21 ハ、:の信号Cをコントラストによって決
まる増幅器17の利得とする。
Table 2 Assuming that each comparator CPI, CF2, and CF2 are handled together, CPI is 22, CF2 is 21, and C
If F2 is 2°, No. 1 to 4 in Table 2 are 7.3 and 1.0, respectively, in decimal notation. Add 1 to this value as signal C and add it to AF CPU 21.
Let the signal C of PU 21 c, : be the gain of the amplifier 17 determined by the contrast.

AFCPU 21は信号りと信号Cを比較し、L>Cな
らCCD11の出力増幅器Allの利得Gを信号Cの値
にする。一方、L<Cなら増幅器Allの利得Gを信号
りの値にする。
The AFCPU 21 compares the signal R with the signal C, and sets the gain G of the output amplifier All of the CCD 11 to the value of the signal C if L>C. On the other hand, if L<C, the gain G of the amplifier All is set to the value of the signal.

このようにして求めた利得Gの値に基づいてAFCPU
IIはG出力の1乃至3端子を表3のように設定し、C
CDの出力増幅器Allの利得を設定する。
Based on the value of gain G obtained in this way, AFCPU
For II, set G output terminals 1 to 3 as shown in Table 3, and
Set the gain of the CD output amplifier All.

表  3 具体的には、MCPU 21の各G出力端子Gl、G2
゜G3の出力に応じて対をなす各アナログスイッチAs
s + Asz + As3及びAS4 + Ass 
+ AS6を表4のように制御することにより増幅器A
llの利得が設定される。
Table 3 Specifically, each G output terminal Gl, G2 of MCPU 21
゜Each analog switch As that forms a pair according to the output of G3
s + Asz + As3 and AS4 + Ass
+ Amplifier A by controlling AS6 as shown in Table 4
A gain of ll is set.

表  4 また、AFCPU21は9tの値を計算してCCDの出
力増幅器Allのオフセット電圧を決める。C/L =
Vsとすると、 Vs<1のときはVS=1とし、 vs > 1のときはvsはシLの値とする。
Table 4 Furthermore, the AFCPU 21 calculates the value of 9t and determines the offset voltage of the output amplifier All of the CCD. C/L=
When Vs is set, when Vs<1, VS=1, and when vs>1, vs is set to the value of SI.

こうして求めたVSO値に基づいてAFCPU 21は
VSの1乃至4の出力端子を表5のように設定し、CC
Dの出力増幅器Allのオフセット電圧を設定する。
Based on the VSO value thus obtained, the AFCPU 21 sets the output terminals 1 to 4 of VS as shown in Table 5, and
Set the offset voltage of output amplifier All of D.

表  5 ここで、VAVは、CCD出力増幅器A 11の利得が
1でコンパレータCP7から積分終了信号が出力された
ときの増時器Allの平均電圧であり、第2図に示され
ているように、AD ’! 換’IA 270入力端子
範囲の1/2に調整される。
Table 5 Here, VAV is the average voltage of the multiplier All when the gain of the CCD output amplifier A11 is 1 and the integration end signal is output from the comparator CP7, as shown in FIG. ,AD'! Adjusted to 1/2 of the IA 270 input terminal range.

上記表5のようにして設定されたオフセット電圧は、ア
ナログスイッチAS?乃至As+oのどれかがオンする
ことによってバッファアンプA4oを通じて、増幅器A
llの(ト)入力の抵抗rの他端に印加される。
The offset voltage set as shown in Table 5 above is the analog switch AS? When any one of As+o is turned on, the amplifier A is turned on through the buffer amplifier A4o.
It is applied to the other end of the (g) input resistor r of ll.

このようにして、輝度を表わす信号りとコントラストを
表わす信号CとによってCCDの出力増幅器Allの利
得を決めることにより、被写体の輝度及びコントラスト
に応じ、Ω変換に適した電圧で、かつ、振幅の大きな信
号を得ることができる。例えば、第2図(a)は、明る
いけれどもコントラストの小さい被写体の場合に得られ
るCCDの出力であシ、出力電圧VAvは十分であるが
、振幅が小さく、Ω変換には不適当である。そこで、Ω
変換に適した振幅を得るために、増幅?3 Al lの
利得を上げて上記出力信号を増幅する。その結果、第2
図(b)に示されているように、出力信号の振幅は十分
に大きくなるが、これに伴い電圧も高くなり、AD変換
の入力範囲を越えてしまう。そこで、前述のように、増
幅器Allのオフセット電圧を制御して、第24 (c
)に示されているように、振幅だけが大きく、電圧レベ
ルは変化しないような出力信号を得る。なお、第2図(
b)は、オフセント電圧VSはそのままにして、2倍の
増幅を行なった場合であり、第2図(c)は、オフセッ
ト電圧VSをVDD −1/2 VA vとして2倍の
増幅を行なった場合を示す。
In this way, by determining the gain of the output amplifier All of the CCD based on the signal C representing brightness and the signal C representing contrast, a voltage suitable for Ω conversion and an amplitude of You can get a big signal. For example, FIG. 2(a) shows the CCD output obtained when the object is bright but has low contrast, and the output voltage VAv is sufficient, but the amplitude is small and unsuitable for Ω conversion. Therefore, Ω
Amplification to get suitable amplitude for conversion? 3 Increase the gain of Al l to amplify the above output signal. As a result, the second
As shown in Figure (b), although the amplitude of the output signal becomes sufficiently large, the voltage also increases and exceeds the input range of AD conversion. Therefore, as described above, by controlling the offset voltage of the amplifier All, the 24th (c
), we obtain an output signal in which only the amplitude is large and the voltage level does not change. In addition, Figure 2 (
Fig. 2(c) shows the case where the offset voltage VS is set to VDD -1/2 VA v and the amplification is doubled. Indicate the case.

ところで、被写体の輝度がきわめて低く、CCD11の
積分開始から100m5経ってもVM < VS 4と
ならない場合は、タイマ20よシ積分終了信号が出力さ
れ、AFCPU 21とCCDの駆動回路12に入力さ
れる。以後の動作は、前に述べた積分終了信号出力後の
動作と同じである。なお、タイマ20から積分終了信号
が出力されるような条件でのCCD 11の出力は、第
3図(a)に示されているように、電圧レベルが、Ω変
換に適する入力範囲の平均レベルVAVよりもかなり低
く、かつ、振幅もかなり小さく、AD変換に供すること
ができない。そこで、前に述べた信号りと信号Cに基づ
く増幅器Allの利得及びオフセット制御動作によシ、
この場合は、オフセント電圧はそのままにして利得を上
げる。
By the way, if the brightness of the subject is extremely low and VM < VS 4 does not hold even after 100 m5 has passed since the start of integration by the CCD 11, the timer 20 outputs an integration end signal, which is input to the AFCPU 21 and the CCD drive circuit 12. . The subsequent operation is the same as the operation after outputting the integration end signal described above. Note that under the condition that the integration end signal is output from the timer 20, the voltage level of the output of the CCD 11 is the average level of the input range suitable for Ω conversion, as shown in FIG. 3(a). It is much lower than VAV and has a much smaller amplitude, so it cannot be used for AD conversion. Therefore, according to the gain and offset control operation of the amplifier All based on the signal R and signal C described above,
In this case, the gain is increased while leaving the offset voltage as is.

第3図(b)はこのようにして増幅器Allの利得のみ
を上げてCCD 11の出力を4倍に増幅した場合の例
を示したもので、出力電圧レベル及び振幅が共にΩ変換
に適゛したものになることがわかる。
Figure 3(b) shows an example in which the output of CCD 11 is amplified four times by increasing only the gain of amplifier All in this way, and both the output voltage level and amplitude are suitable for Ω conversion. You can see that it will become something like that.

なお、コントラストに応じた信号C及び輝度に応じた信
号りの分割段数は任意に設定してよく、同様に、CCD
の出力増幅器の利得及びオフセットの制御段数も任意に
設定して差し支えない。また、CCDの電荷蓄積状態を
モニタするフォトダイオードは少なくとも2個必要であ
り、このダイオードの数を例えば3個4個というように
増やしていけば、コントラスト情報信号及び輝度情報信
号をよシ正確に得ることができる。
Note that the number of division stages of the signal C according to contrast and the signal C according to brightness may be set arbitrarily;
The number of control stages for the gain and offset of the output amplifier may also be set arbitrarily. Also, at least two photodiodes are required to monitor the charge accumulation state of the CCD, and if the number of these diodes is increased, for example to three or four, the contrast information signal and brightness information signal can be more accurately detected. Obtainable.

(効 果) 本発明によれば、受光素子の電荷蓄積状態をモニタする
少なくとも2個のモニタフォトダイオードを設け、この
ダイオードによって得られる被写体のコントラスト情報
信号及び輝度情報信号に応じて、受光素子からの信号を
増幅する増幅器の利得及びオフセットを制御するように
しだから、コントラストや輝度の低いM写体であっても
、演算に供するためのΩ変換に適した出力信号を得るこ
とができ、従来測距演算が困難であった被写体に対して
も精度の高いオートフォーカスを行なうことができる。
(Effects) According to the present invention, at least two monitor photodiodes are provided to monitor the charge accumulation state of the light-receiving element, and the light-receiving element is output from the light-receiving element according to the contrast information signal and brightness information signal of the subject obtained by the diodes. Since the gain and offset of the amplifier that amplifies the signal is controlled, even for M objects with low contrast and brightness, it is possible to obtain an output signal suitable for Ω conversion for use in calculations. Highly accurate autofocus can be performed even for objects for which distance calculation is difficult.

【図面の簡単な説明】 第1図は本発明に係るオートフォーカス装置の基本構成
を示す機能ブロック図、第2図は本発明装置の動作原理
を説明するだめの波形図、第3図は同じく本発明装置の
動作原理を説明するだめの波形図、第4図は本発明に係
るオートフォーカス装置の実施例を示す回路図、第5図
は同上実施例の動作を示すフローチャート、第6図は同
じく動作を示すタイミングチャート、第7図は上記実施
例の動作を第6図の場合とは異なる場合について示すタ
イミングチャートである。 11・・・受光素子、12・・・1駆動回路、13・・
・モニタフォトダイオード、15・・・モニタ信号形成
手段、16・・・コントラスト検出手段、17・−・増
幅器、18・・・平均値検出手段、19・・・転送パル
ス発生手段、20・・・タイマ。 づJ 【 ツム (a、)       (3)      (C)うσ
尺 (の     (p) 最θ尺 う70 手続補正書 昭和61年3月12日 1、事件の表示 昭和61年特許願第4854号 2、発明の名称 オートフォーカス装置 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 名    称 (674)株式会社リコー4、代 理 
人 住 所 東京都世田谷区経堂4丁目5番4号5、補正の
対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄および図   面 (1)明細書第15頁第8行中の「信号C」を「信号し
」に改める。 (2)同頁第1O行中の「信号L」を「信号C」に改め
る。 (3)図面第5図を別添の通り改める。
[Brief Description of the Drawings] Fig. 1 is a functional block diagram showing the basic configuration of the autofocus device according to the present invention, Fig. 2 is a waveform diagram for explaining the operating principle of the inventive device, and Fig. 3 is the same. FIG. 4 is a circuit diagram showing an embodiment of the autofocus device according to the invention, FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the same embodiment, and FIG. Similarly, FIG. 7 is a timing chart showing the operation in a case different from that shown in FIG. 6, and is a timing chart showing the operation of the above embodiment. 11... Light receiving element, 12... 1 drive circuit, 13...
・Monitor photodiode, 15...Monitor signal forming means, 16...Contrast detection means, 17...Amplifier, 18...Average value detection means, 19...Transfer pulse generation means, 20... timer. zuJ [Tsum(a,) (3) (C)Uσ
Measure (p) Maximum θ measure 70 Procedural amendment dated March 12, 1985 1, Indication of case Patent Application No. 4854 of 1988 2, Title of invention Autofocus device 3, Person making the amendment Case and Relationship Patent applicant name (674) Ricoh Co., Ltd. 4, Agent
Address: 4-5-4-5 Kyodo, Setagaya-ku, Tokyo, "Detailed Description of the Invention" section of the specification subject to amendment and drawings (1) "Signal C" in line 8, page 15 of the specification. ” was changed to “signal”. (2) Change "Signal L" in the first O line of the same page to "Signal C". (3) Figure 5 of the drawing is revised as attached.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 撮影レンズを透過した被写体からの光を受光する電荷蓄
積型の受光素子と、 上記受光素子を駆動する駆動回路と、 上記受光素子の電荷蓄積状態をモニタする少なくとも2
個のモニタフォトダイオードと、 上記モニタフォトダイオードによって作られるモニタ信
号形成手段と、 形成された少なくとも二つのモニタ信号の差を調べ、そ
の差に応じた信号を出力するコントラスト検出手段と、 上記受光素子からの輝度信号を増幅する利得及びオフセ
ット可変の増幅器と、 形成された少なくとも二つのモニタ信号の平均値に応じ
た信号を出力する平均値検出手段と、平均値検出手段の
出力が所定レベルに達したとき受光素子の蓄積電荷をシ
フトレジスタに転送するためのパルスを発生する転送パ
ルス発生手段と、電荷蓄積が所定の時間経過しても、平
均値検出手段の出力が所定レベルに達しないとき、転送
パルス発生手段より転送パルスを発生させるタイマとを
有してなり、 コントラスト検出手段の出力信号と平均値検出手段の出
力信号の組み合わせにより増幅器の利得とオフセットの
値を設定することを特徴とするオートフォーカス装置。
[Scope of Claims] A charge accumulation type light receiving element that receives light from a subject transmitted through a photographic lens; a drive circuit that drives the light receiving element; and at least two devices that monitor the charge accumulation state of the light receiving element.
a monitor photodiode; a monitor signal forming means produced by the monitor photodiode; a contrast detecting means for checking a difference between at least two monitor signals formed and outputting a signal corresponding to the difference; an amplifier with variable gain and offset for amplifying the luminance signal from the monitor; an average value detection means for outputting a signal corresponding to the average value of the at least two monitor signals formed; transfer pulse generating means for generating a pulse for transferring the accumulated charge of the light receiving element to the shift register when the charge is accumulated; and a timer for generating a transfer pulse from the transfer pulse generation means, and is characterized in that the gain and offset values of the amplifier are set by a combination of the output signal of the contrast detection means and the output signal of the average value detection means. autofocus device.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01187512A (en) * 1988-01-21 1989-07-26 Olympus Optical Co Ltd Focus detector
JPH04204811A (en) * 1990-11-30 1992-07-27 Fuji Photo Film Co Ltd Active type distance measuring method
US5731864A (en) * 1989-09-13 1998-03-24 Minolta Camera Kabushiki Kaisha Focus detecting photoelectric converting apparatus for a camera
JP2006301006A (en) * 2005-04-15 2006-11-02 Sony Corp Control unit and method thereof, program, and camera

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