JPS63284512A - Auto-focusing device - Google Patents

Auto-focusing device

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Publication number
JPS63284512A
JPS63284512A JP62118801A JP11880187A JPS63284512A JP S63284512 A JPS63284512 A JP S63284512A JP 62118801 A JP62118801 A JP 62118801A JP 11880187 A JP11880187 A JP 11880187A JP S63284512 A JPS63284512 A JP S63284512A
Authority
JP
Japan
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light
light receiving
spot
lens
output
Prior art date
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Pending
Application number
JP62118801A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Azumi
安積 隆史
Toshio Murakami
敏夫 村上
Kenji Sano
賢治 佐野
Hironobu Sato
裕信 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi 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 Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP62118801A priority Critical patent/JPS63284512A/en
Publication of JPS63284512A publication Critical patent/JPS63284512A/en
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  • Focusing (AREA)

Abstract

PURPOSE:To eliminate the change of the shape of a reception light spot due to the variance of reflectivity of an object to improve the focusing precision by detecting reception light spot positions on respective light receiving elements by output signals from first and second light receiving parts and adding these outputs to turn the distance ring of a photographic lens. CONSTITUTION:An auto-focusing device consists of a first optical system consisting of a light emitting element 1 and a projection lens 3, two light reception optical systems consisting of light reception position detecting elements omitted in the figure and light receiving lenses, a processing circuit 4, a motor 5, and a potentiometer 6. Respective reception light sot positions are detected in first and second computing elements 24 and 25 by output signals from light receiving elements 10 and 11 of light reception optical systems of this device. Outputs of computing elements 24 and 25 are added by an adder 26, and the output of the adder 267 is supplied to a subtractor 27 together with a set voltage Vc from the potentiometer 6. A distance ring 1 of a photographic lens 9 is turned by the output of a driving circuit 30 in accordance with the output of the adder 26 to focus the lens 9 on the object.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ビデオカメラなどに用いて好適な自動合焦装
置に係わシ、特に1合焦性能に優れた赤外方式の自動合
焦装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to an automatic focusing device suitable for use in video cameras, etc., and particularly an infrared automatic focusing device with excellent single focus performance. Regarding equipment.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

ビデオカメラにおいては、従来、各種調整機構の自動化
のだめの技術が種々提案され、また、実施もされて操作
性が急速に改善された。そのうちの被写体に焦点を合わ
せる調整機構についても、これを自動的に行なう自動合
焦装置が種々提案されておシ、その−例として赤外線を
用いた自動合焦装置が知られている(たとえば、特開昭
57−20708号公報)。
Conventionally, various techniques for automating various adjustment mechanisms of video cameras have been proposed and implemented, and the operability has been rapidly improved. As for the adjustment mechanism for focusing on the subject, various automatic focusing devices have been proposed that automatically perform this adjustment, and an example is an automatic focusing device using infrared rays (for example, (Japanese Unexamined Patent Publication No. 57-20708).

これは、三角測量の原理を用いたものであって、発光素
子で発光した赤外線を被写体に照射し、その反射光を受
光素子で受光し、この受光素子の受光状態に応じてこの
被写体に対する合焦状態からのずれを判定するものであ
る。この受光素子は2つの受光部からなシ、かつ撮像レ
ンズの繰シ出し動作に連動して移動する。かかる受光素
子の各々の受光部に等量に反射光が照射されれば(すな
わち、2つの受光部の受光量が等しいときであって、以
下、これを受光量がバランスしているという)、この受
光素子の検出出力から合焦状態と判定し、また、撮像レ
ンズもこの被写体に合焦した位置にあるようにしている
。受光素子の受光量がバランスしていないときKは、こ
の受光素子はその受光量がバランスするように移動し、
これとともに、撮像レンズも合焦するように移動する。
This method uses the principle of triangulation; a subject is irradiated with infrared rays emitted by a light-emitting element, the reflected light is received by a light-receiving element, and the image is adjusted to the subject according to the light-receiving state of the light-receiving element. This is to determine the deviation from the focused state. This light-receiving element is separated from the two light-receiving sections and moves in conjunction with the extending operation of the imaging lens. If each light receiving part of such a light receiving element is irradiated with an equal amount of reflected light (that is, when the amounts of light received by the two light receiving parts are equal, hereinafter this is referred to as the amount of received light being balanced), The in-focus state is determined from the detection output of this light-receiving element, and the imaging lens is also positioned to focus on this subject. When the amount of light received by the light-receiving element is not balanced, the light-receiving element moves so that the amount of light received is balanced,
Along with this, the imaging lens also moves to focus.

〔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、ビデオカメラ側の発光素子から被写体に赤外
線を照射すると、被写体によってはもしくはビデオカメ
ラの視野内での被写体の位置によっては、赤外線の一部
がビデオカメラ側に反射されない場合がある。被写体に
赤外線が完全に照射された場合には、その照射領域(す
なわち、投射スポット)は円形となシ、この投射スポッ
ト内での反射率がほぼ均一であれば投射スポット全体で
均一な量で反射が生ずる。しかし、白黒パターンなどの
ように異なる反射率の領域が組み合わさってなる被写体
に焦点を合わせる場合には、被写体上の投射スポットの
一部では他の部分よシも反射光量が充分に小さくなシ、
受光素子で生ずる受光スポットは一部が欠けた円形状と
なる。また、被写体での投射スポットが被写体の境から
一部はみ出すような場合には、このはみ出した部分から
の反射光はない。したがって、この場合にも、受光素子
での円形での受光スポットは一部が欠けたものとなる。
By the way, when a subject is irradiated with infrared rays from a light emitting element on the video camera side, a portion of the infrared rays may not be reflected back to the video camera depending on the subject or the position of the subject within the field of view of the video camera. When a subject is completely irradiated with infrared rays, the irradiation area (i.e., the projected spot) will be circular, and if the reflectance within this projected spot is approximately uniform, the amount will be uniform throughout the projected spot. A reflection occurs. However, when focusing on a subject that is made up of a combination of areas with different reflectances, such as a black and white pattern, the amount of reflected light in some parts of the projection spot on the subject is sufficiently small compared to other parts. ,
The light-receiving spot generated by the light-receiving element has a circular shape with a portion missing. Furthermore, if a portion of the projection spot on the object extends beyond the boundary of the object, there is no reflected light from this extended portion. Therefore, in this case as well, a portion of the circular light receiving spot on the light receiving element is missing.

このように、受光素子での受光スポットが一部欠けた形
状となると、合焦判定に誤差が生じて自動合焦装置の性
能を劣化させるという問題があった。
As described above, when the light receiving spot of the light receiving element has a partially chipped shape, there is a problem in that an error occurs in focus determination and the performance of the automatic focusing device is deteriorated.

すなわち、受光素子における各受光部の受光量を検出し
て撮像レンズの合焦のずれを検出するということは、受
光素子上での受光スポットの重心位置が基準となる位置
(すなわち、受光スポットの形状が円形であるときの合
焦状態でのこの受光スポットの重心位置であって、この
とき、2つの受光部の受光量はバランスする)からどの
程度ずれているかを検出することである。
In other words, detecting the amount of light received by each light-receiving part of the light-receiving element to detect the out-of-focus of the imaging lens means that the center of gravity of the light-receiving spot on the light-receiving element is the reference position (i.e., the center of gravity of the light-receiving spot The purpose is to detect the degree of deviation from the center of gravity of this light receiving spot in a focused state when the shape is circular (at this time, the amounts of light received by the two light receiving sections are balanced).

そこで、Fl、2X6倍のビデオカメラレンズに搭載さ
れた自動合焦ユニットを例にとると、基線長30■、受
光レンズの焦点距離25.の場合、無限遠から至近距離
までの受光スポットの重心の移動範囲は約α81111
となる。一方、受光スポットの直径は約α4tmであシ
、受光スポットの欠けKよる重心位置の変化量は最大α
2mとなるために、受光スポットの全移動範囲の174
におよぶことになる。これに対し、合焦精度からみると
、許容できる重心位置の変動量は0.02■であり、受
光スポットの形状の欠けによる精度への影響は非常に大
きなものとなる。
So, taking as an example an automatic focusing unit mounted on a FL, 2x6x video camera lens, the base line length is 30cm and the focal length of the light receiving lens is 25cm. In the case of , the movement range of the center of gravity of the light receiving spot from infinity to close distance is approximately α81111
becomes. On the other hand, the diameter of the light-receiving spot is approximately α4tm, and the amount of change in the center of gravity due to the lack of the light-receiving spot K is at most α
2m, the total movement range of the light receiving spot is 174
It will extend to On the other hand, in terms of focusing accuracy, the permissible amount of variation in the center of gravity position is 0.02 square meters, and the effect of a chip in the shape of the light-receiving spot on accuracy is extremely large.

本発明の目的は、かかる問題点を解決し、受光素子での
受光スポットが一部欠けても合焦判定の精度を高めるこ
とができるようにした自動合焦装置を提供することにあ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve this problem and provide an automatic focusing device that can improve the accuracy of focus determination even if a portion of the light receiving spot on the light receiving element is missing.

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

上記目的を達成するために、本発明は、投射レンズと発
光素子からなる発光部と、該発光部の両側に固定して配
置され受光レンズと受光素子とからなる第1.第2の受
光部と、該第1.第2の受光部での受光スポット位置を
夫々検出する第1゜第2の演算器と、該第1.第2の演
算器の出力電圧を加算する加算器を備え、該加算器の出
力電圧に応じて撮像レンズ系の距離環を駆動する。
In order to achieve the above object, the present invention provides a first light emitting section consisting of a projection lens and a light emitting element, and a first light receiving section fixedly disposed on both sides of the light emitting section and consisting of a light receiving lens and a light receiving element. a second light receiving section; a first and a second arithmetic unit that respectively detect the position of the light receiving spot on the second light receiving section; It includes an adder that adds the output voltages of the second arithmetic unit, and drives the distance ring of the imaging lens system according to the output voltage of the adder.

〔作用〕[Effect]

第1.第2の受光部は発光部の両側に配置されているか
ら、これら受光部の受光素子での受光スポット位置は被
写体までの距離変化に応じて互いに反対方向に移動する
。これに対し、第1.第2の受光部の受光素子に得られ
る受光スポットの形状は同一であシ、このために、受光
スポットの形状に欠けが生ずると、夫々の受光素子での
この欠けによる受光スポット位置の変動方向は同一であ
る。
1st. Since the second light receiving sections are arranged on both sides of the light emitting section, the light receiving spot positions on the light receiving elements of these light receiving sections move in opposite directions as the distance to the subject changes. On the other hand, the first. The shape of the light-receiving spot obtained on the light-receiving element of the second light-receiving section is the same, and therefore, if a chip occurs in the shape of the light-receiving spot, the direction of change in the light-receiving spot position due to this chip in each light-receiving element will change. are the same.

第1.第2の演算器で得られる出力電圧は受光スポット
の欠けによる受光スポット位置の変動量も含んでおシ、
この変動量の向きは、被写体までの距離変化による受光
スポット位置の変動量の向きを第1.第2の受光部の出
力で同一とすると、互いに逆向きとなる。そこで、第1
.第2の演算器の出力電圧を加算することによし、受光
スポット形状の欠けによる受光スポット位置の変動量が
相殺され、被写体までの距離を正しく表わす受光スポッ
ト位置を検出することができる。
1st. The output voltage obtained by the second arithmetic unit includes the amount of variation in the light receiving spot position due to the missing light receiving spot.
The direction of this amount of variation is the direction of the amount of variation in the light receiving spot position due to a change in distance to the subject. If the outputs of the second light receiving section are the same, the directions will be opposite to each other. Therefore, the first
.. By adding the output voltages of the second arithmetic unit, the amount of variation in the light receiving spot position due to the chipping of the light receiving spot shape is offset, and it is possible to detect the light receiving spot position that accurately represents the distance to the subject.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を図面によって説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

まず、第2図によシ、本発明による自動合焦装置を備え
たビデオカメラについて説明する。
First, referring to FIG. 2, a video camera equipped with an automatic focusing device according to the present invention will be described.

同図において、自動合焦装置は、赤外発光ダイオード(
以下、IREDという)2と投射レンズ3とからなる1
組の投射光学系、図示しないが、受光位置検出素子(以
下、PSDという)と受光レンズとからなる2組の受光
光学系、処理回路4、モータ5およびポテンショメータ
6によって構成されている。
In the figure, the automatic focusing device is an infrared light emitting diode (
(hereinafter referred to as IRED) 2 and a projection lens 3.
Although not shown, the projection optical system includes two sets of light receiving optical systems including a light receiving position detection element (hereinafter referred to as PSD) and a light receiving lens, a processing circuit 4, a motor 5, and a potentiometer 6.

図示しない被写体からの光は撮像レンズ系9を通して図
示しない撮像素子に入射され、との撮像素子に結像され
た被写体像がビデオ信号に変換される。このビデオ信号
はビデオカメラから出力されるとともに、電子ビューフ
ァインダ8にも供給され、視野内の画像がモニタできる
Light from an object (not shown) is incident on an image sensor (not shown) through the imaging lens system 9, and the image of the object formed on the image sensor is converted into a video signal. This video signal is output from the video camera and is also supplied to the electronic viewfinder 8, so that the image within the field of view can be monitored.

一方、処理回路4による制御によってIREDが赤外光
を発光する。この赤外光は投射レンズ3を介して被写体
に照射され、その反射光が2組の受光光学系に夫々入射
される。これら受光光学系のPSDの出力信号は処理回
路4に供給され、撮像レンズ系9における距離環1の位
置を表わすポテンショメータ6の出力信号とともに処理
され、撮像レンズ系9の被写体に対する合焦ずれ量が検
出される。この合焦ずれ量を表わす信号は駆動信号とし
てモータ5に供給され、モータ5の回転がギヤ7を介し
て距離環1に伝達される。これKよシ、撮像レンズ系9
が被写体に焦合するように、距離環1が回動する。
On the other hand, under the control of the processing circuit 4, the IRED emits infrared light. This infrared light is irradiated onto the subject through the projection lens 3, and the reflected light is incident on two sets of light receiving optical systems, respectively. These output signals of the PSD of the light receiving optical system are supplied to the processing circuit 4, where they are processed together with the output signal of the potentiometer 6 representing the position of the distance ring 1 in the imaging lens system 9. Detected. A signal representing the amount of defocus is supplied to the motor 5 as a drive signal, and the rotation of the motor 5 is transmitted to the distance ring 1 via the gear 7. This is K, imaging lens system 9
The distance ring 1 rotates so that the distance ring 1 focuses on the subject.

第3図は第2図における投射光学系に対する受光光学系
の位置関係を示すものであって、10゜11はPSD、
12.15は受光レンズ、14は被写体であり、第2図
に対応する部分には同一符号をつけている。
Figure 3 shows the positional relationship of the light receiving optical system with respect to the projection optical system in Figure 2, where 10° and 11 are PSD,
12. 15 is a light receiving lens, 14 is a subject, and parts corresponding to those in FIG. 2 are given the same reference numerals.

第3図において、2組の受光光学系は投射光学系の両側
に1かつこれらの光軸は投射光学系の光軸と平行になる
ように固定して配置されている。
In FIG. 3, two sets of light receiving optical systems are fixedly arranged, one on each side of the projection optical system, so that their optical axes are parallel to the optical axis of the projection optical system.

これら受光光学系の受光レンズ12.15は同一焦点距
離で同一平面上に設けられており、PSDlo、11は
夫々受光レンズ12.15の焦点位置に設けられている
The light-receiving lenses 12.15 of these light-receiving optical systems are provided on the same plane with the same focal length, and PSDlo, 11 is provided at the focal position of the light-receiving lenses 12.15, respectively.

いま、IRED2が赤外光を発光すると、この赤外光は
被写体14に照射され、その反射赤外光が受光レンズ1
2.15を通してPSDlo、11に受光される。IR
EDが発光する赤外光のスポット形状が円形状とすると
、被写体の反射率が均一であるとき、PSDlo、11
で受光される反射赤外光のスポット形状も円形となる。
Now, when the IRED 2 emits infrared light, this infrared light is irradiated onto the subject 14, and the reflected infrared light is reflected by the light receiving lens 1.
2.15 and is received by PSDlo, 11. IR
Assuming that the spot shape of the infrared light emitted by the ED is circular, when the reflectance of the subject is uniform, PSDlo, 11
The spot shape of the reflected infrared light received is also circular.

被写体14が無限遠に存在するときには、受光レンズ1
2.13を通る反射赤外光は投射レンズ3を通して投射
される赤外光と平行となる。このときのPSDIo、1
1上での受光スポット位置を基準にとると、被写体14
が無限遠より受光レンズ12.15に近ずくにつれて、
PSDIo、11上での受光スポット位置は、図面上、
互いに離されるように変化する。したがって、受光スポ
ット位置の基準位置からの変化量を検出することにより
、三角測量の原理に基づいて、被写体14の距離を求め
ることかできる。
When the subject 14 exists at infinity, the light receiving lens 1
The reflected infrared light passing through 2.13 becomes parallel to the infrared light projected through the projection lens 3. PSDIo at this time, 1
Taking the light receiving spot position on 1 as a reference, the subject 14
As it approaches the receiving lens 12.15 from infinity,
The light receiving spot position on PSDIo, 11 is as shown in the drawing.
change so that they are separated from each other. Therefore, by detecting the amount of change in the light receiving spot position from the reference position, the distance to the subject 14 can be determined based on the principle of triangulation.

ここで、受光スポット位置とは、受光スポットの重心の
位置といい、円形スポットの場合には、その中心点の位
置が受光スポット位置となる。
Here, the light-receiving spot position refers to the position of the center of gravity of the light-receiving spot, and in the case of a circular spot, the position of the center point is the light-receiving spot position.

そこで、いま、被写体14の反射率が均一とし、PSD
10上での受光スポット位置PAが、第4図(a)K示
すように、被写体14が無限遠に存在するときの受光ス
ポット位置(すなわち、基準位置)P。
Therefore, now it is assumed that the reflectance of the subject 14 is uniform, and the PSD
The light receiving spot position PA on the object 10 is the light receiving spot position (that is, the reference position) P when the subject 14 exists at an infinite distance, as shown in FIG. 4(a)K.

から距離XAだけずれ、PSD11上での受光スポット
位置へが、第4図(b)に示すように、基準位置P2か
ら距離xBだけずれているものとする。そして、このと
きの受光レンズ12.13から被写体14までの距離を
yとし、受光レンズ12.13の焦点距離をf1受光レ
ンズ12と投射レンズ3との光軸間隔をtA1受光レン
ズ13と投射レンズ3との光軸間隔をちとすると、距離
XA + XBは夫々次のように表わすことができる。
It is assumed that the light receiving spot position on the PSD 11 is shifted by a distance xB from the reference position P2, as shown in FIG. 4(b). Then, the distance from the light receiving lens 12.13 to the subject 14 at this time is y, the focal length of the light receiving lens 12.13 is f1, the optical axis distance between the light receiving lens 12 and the projection lens 3 is tA1, the distance between the light receiving lens 13 and the projection lens is 3, the distances XA + XB can be expressed as follows.

ここで、1A=4=tとすると、 が成)立つ。この式(3)から被写体14までの距離y
が得られ、撮像レンズ系9(第2図)がこの距離yで合
焦するように、距離環1(第1図)を回動させる。
Here, if 1A=4=t, then the following holds true. From this equation (3), the distance y to the subject 14
is obtained, and the distance ring 1 (FIG. 1) is rotated so that the imaging lens system 9 (FIG. 2) focuses at this distance y.

被写体14の反射率が均一でない場合には、投射された
赤外光のスポット形状が円形であっても、受光赤外光の
スポット形状は円形でなくなる場合がある。いま、受光
赤外光のスポット形状が半円状であって、PSDl0上
で、第5図(a)に示すように、受光スポット15Aが
得られたとすると、PSD11上では、第5図(b)に
示すように、PSDl0上で受光スポラ)15Aと同方
向の半円形状受光スポット15Bが得られる。
If the reflectance of the subject 14 is not uniform, even if the spot shape of the projected infrared light is circular, the spot shape of the received infrared light may not be circular. Now, suppose that the spot shape of the received infrared light is semicircular and a received light spot 15A is obtained on the PSD10 as shown in FIG. 5(a). ), a semicircular light receiving spot 15B is obtained on the PSD10 in the same direction as the light receiving spora) 15A.

ここで、被写体140反射率が均一で受光スポラ) 1
5A、15Bの形状が円形であれば、これらの重心位置
は受光スボッ)15A、15Bの中心位置PA、PBと
なるが、これらが図示するように半円形のときには、受
光スボッ)15Aの重心位置P′Aは、基準位置P、か
ら離れる方向に%位#PAがら距離ΔXAだけずれ、ま
た、受光スポット15Bの重心位置P−は、基準位置P
2に近ずく方向に、位置PBから距離ΔXBだけずれる
。したがって、このときの受光スポット15A、15B
の受光スポット位置P′A。
Here, the subject 140 has a uniform reflectance and a light receiving spora) 1
If the shapes of 5A and 15B are circular, their center of gravity will be the center position PA and PB of the light receiving slot 15A and 15B, but if they are semicircular as shown, then the center of gravity of the light receiving slot 15A will be the center position of the light receiving slot 15A. P'A is shifted by a distance ΔXA from #PA by about % in the direction away from the reference position P, and the center of gravity position P- of the light receiving spot 15B is away from the reference position P.
2 by a distance ΔXB from position PB. Therefore, the light receiving spots 15A and 15B at this time
The light receiving spot position P'A.

P声の基準位置p、、p2がらの距離X′A、x′Bは
、夫々次のように表わされる。
The distances X'A and x'B from the reference positions p, , p2 of the P voice are respectively expressed as follows.

XA=XA+ΔxA        −−・” −(4
)”B ”” xB+ΔXB          町・
・−−(5)受光レンズ12.13の焦点距離はfと等
しいがらΔxA=ΔXBであシ、距離x′A、x′Bの
和x′cは、式(3)〜(5)Kよシ、 となる。すなわち、式(3)と等しくなシ、受光スポッ
トの形状変化による影譬が除かれて正しく被写体14ま
での距離yが検出できる。
XA=XA+ΔxA −-・” −(4
)”B ””xB+ΔXB Town・
・--(5) Although the focal length of the light receiving lens 12.13 is equal to f, ΔxA = ΔXB, and the sum x'c of the distances x'A and x'B is expressed by equations (3) to (5)K Yes, it becomes. That is, the distance y to the subject 14 can be accurately detected, which is equivalent to Equation (3), and the shadow caused by the change in the shape of the light receiving spot is removed.

次に、かかる演算処理を具体的に示した本発明による自
動合焦装置の一実施例を第1図によって説明する。なお
、この実施例は信号処理部が第1図の処理回路4に相当
している。同図において、16〜19はプリアンプ、2
0〜23は検波器、24゜25は演算器、26は加算器
、27は減算器、28はAD変換器、29はマイコン、
30.31は駆動回路、52は基準電圧源であり、第2
図、第3図に対応する部分には同一符号をつけている。
Next, an embodiment of the automatic focusing device according to the present invention, which specifically shows such arithmetic processing, will be described with reference to FIG. In this embodiment, the signal processing section corresponds to the processing circuit 4 in FIG. In the same figure, 16 to 19 are preamplifiers, 2
0 to 23 are detectors, 24 and 25 are arithmetic units, 26 is an adder, 27 is a subtracter, 28 is an AD converter, 29 is a microcomputer,
30.31 is a drive circuit, 52 is a reference voltage source, and the second
The same reference numerals are given to the parts corresponding to those in FIG.

マイコン29によって駆動回路30に変調信号が供給さ
れ、これKよってIRED2から変調された赤外光が発
光する。この赤外光は図示しない被写体で反射され、受
光レンズ12.13を通してPSDlo、11に受光さ
れる。
The microcomputer 29 supplies a modulation signal to the drive circuit 30, which causes the IRED 2 to emit modulated infrared light. This infrared light is reflected by an object (not shown) and is received by the PSD lo, 11 through the light receiving lens 12.13.

PSDl 0 、11は2分割受光素子である。PSD
l 0に受光スポットが生ずると、一方の受光素子から
その受光量に応じた振幅で変調された光電電流1AAが
得られ、他方の素子からもその受光量に応じた振幅で変
調された光電電流’AAが得られる。
PSDl 0 and 11 are two-split light receiving elements. P.S.D.
When a light-receiving spot occurs at l0, a photoelectric current of 1 AA modulated with an amplitude corresponding to the amount of light received is obtained from one light-receiving element, and a photoelectric current modulated with an amplitude corresponding to the amount of light received is also obtained from the other element. 'AA is obtained.

これら光電電流’AA l ’ABは夫々プリアンプ1
6゜17で増幅され、検波器20.21で変調成分のみ
が検波されてその振幅に応じたレベルvAA、vABの
直流電圧である検波出力が得られる。PSDl 1につ
いても同様であり、光電電流’BA l ’BBを夫々
プリアンプ18.19で増幅し、検波器22.23で変
調成分を検波することによシ、これら変調成分の振幅に
応じたレベルvBA、vBBの直流検波出力が得られる
These photoelectric currents 'AA l ' AB are respectively preamplifier 1
6°17, only the modulated components are detected by the detectors 20 and 21, and a detected output which is a DC voltage of levels vAA and vAB according to the amplitude is obtained. The same goes for PSDl 1, by amplifying the photoelectric current 'BAl' BB with preamplifiers 18 and 19, and detecting the modulation components with detectors 22 and 23, the level corresponding to the amplitude of these modulation components is determined. DC detection outputs of vBA and vBB are obtained.

検波器20.21の検波出力は演算器24に供給され、 の演算が行なわれる。レベルvAA、vABは夫々PS
D10の各素子の受光量に比例しておシ、したがって、
式(7)で表わされるレベルvAは、PSDloの2つ
の素子の境界を被写体が無限遠に存在するときの受光ス
ポット位置(すなわち、基準位置)としたときの、被写
体が任意の距離にあるときのこの基準位置に対する受光
スポット位置(具体的には、先に説明したように、受光
スポットの重心の位置と基準位置との距離)に比例する
。同様にして、検波器22.23の検波出力は演算器2
5に供給され、 の演算が行なわれる。この式(8)で表わされるレベル
VBはPSDllにおける基準位置(2つの素子の境界
)と受光スポット位置との距離に比例している。
The detection outputs of the detectors 20 and 21 are supplied to the arithmetic unit 24, and the following calculation is performed. Levels vAA and vAB are each PS
It is proportional to the amount of light received by each element of D10, therefore,
The level vA expressed by equation (7) is the level vA when the subject is at an arbitrary distance, when the boundary between the two elements of PSDlo is the light receiving spot position (i.e., the reference position) when the subject is at infinity. is proportional to the light receiving spot position with respect to this reference position (specifically, as described above, the distance between the center of gravity of the light receiving spot and the reference position). Similarly, the detection output of the detectors 22 and 23 is
5, and the calculation is performed. The level VB expressed by this equation (8) is proportional to the distance between the reference position (boundary between two elements) in PSDll and the light receiving spot position.

ここで、PSDlo、11での受光スポットの形状が円
形のときには、式(7) 、 (8)は上記式(1) 
、 (2)に対応し、円形でないときには、上記式(4
) 、 (5)に対応する。
Here, when the shape of the light receiving spot at PSDlo, 11 is circular, equations (7) and (8) are replaced by the above equation (1).
, Corresponding to (2), when it is not circular, the above formula (4
), corresponding to (5).

演算器24.25の演算出力は加算器26で加算される
。これによって得られるレベル(vA+VB)の出力信
号は、先に説明したように、受光スポット形状にかかわ
らず、すなわち、被写体の反射率のむらによって受光ス
ポットの欠は具合に影響されず、円形の正しい形状の受
光スポットがPSDl 0 。
The calculation outputs of the calculation units 24 and 25 are added together by an adder 26. The output signal of the level (vA + VB) obtained by this is, as explained earlier, regardless of the shape of the light-receiving spot, that is, it is not affected by the unevenness of the light-receiving spot due to uneven reflectance of the subject, and has a correct circular shape. The light receiving spot is PSDl 0 .

11に得られたときの受光スポット位置を表わしている
。加算器26の加算出力は減算器27に供給される。
The position of the light receiving spot obtained at No. 11 is shown. The addition output of the adder 26 is supplied to a subtracter 27.

一方、基準電圧源32から一定電圧が印加されてポテン
ショメータ6は距離環1(第1図)に連動して動作し、
撮像レンズ系9(第1図)の焦点位置の逆数に比例した
レベルV。の電圧を出力する。
On the other hand, a constant voltage is applied from the reference voltage source 32, and the potentiometer 6 operates in conjunction with the distance ring 1 (FIG. 1).
Level V proportional to the reciprocal of the focal position of the imaging lens system 9 (FIG. 1). Outputs the voltage of

この電圧は減算器27に供給され、加算器26からの加
算出力との差電圧を出力する。この差電圧はAD変換器
28でディジタル値に変換されてマイコン29に供給さ
れる。マイコン29は、ディジタル値が所定値以下のと
き、撮像レンズ系9は合焦状態にあると判定してそのま
まの状態を持続させ、所定値以上のときKは、そのディ
ジタル値の符号でもって前ピンか後ピンかを判定し、デ
ィジタル値に応じた駆動信号を駆動回路31に送ってモ
ータ5を駆動する。これによシ、撮像レンズ系9は合焦
状態となる。
This voltage is supplied to a subtracter 27, which outputs the difference voltage from the addition output from the adder 26. This differential voltage is converted into a digital value by the AD converter 28 and supplied to the microcomputer 29. When the digital value is less than a predetermined value, the microcomputer 29 determines that the imaging lens system 9 is in the focused state and maintains that state, and when the digital value is greater than the predetermined value, K is set to the front with the sign of the digital value. It is determined whether it is a pin or a rear pin, and a drive signal corresponding to the digital value is sent to the drive circuit 31 to drive the motor 5. As a result, the imaging lens system 9 is brought into focus.

以上、本発明の一実施例を説明したが、本発明はビデオ
カメラのみに適用されるものではない。
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not applied only to video cameras.

また、発光部から投射される赤外光のスポット形状は円
形でなくともよい。
Furthermore, the spot shape of the infrared light projected from the light emitting section does not have to be circular.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明によれば、被写体の反射率
のむらなどによって受光スポットの形状が変化しても、
被写体までの距離が正確に測定され、合焦精度を大幅に
高めることができる。
As explained above, according to the present invention, even if the shape of the light receiving spot changes due to uneven reflectance of the subject,
The distance to the subject is accurately measured, greatly improving focusing accuracy.

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

第1図は本発明による自動合焦装置の一実施例を示すブ
ロック図、第2図は本発明を用いたビデオカメラを示す
外観図、第3図は第1図に示した実施例の光学系を示し
た構成図、第4図および第5図はこの実施例の動作を説
明するための図である。 1・・・距離環、2・・・発光素子、3・・・投射レン
ズ、4・・・処理回路、5・・・モータ、6・・・ポテ
ンショメータ、7・・・ギヤ、9・・・撮像レンズ、1
0.11・・・受光素子、12.15・・・受光ンンズ
、16〜19・・・プリアンプ、20〜23・・・検波
器、24.25・・・演算器、26・・・加算器、27
・・・減算器、28・・・AD変換器5第2図 第5図 Q 第40 (1(b) 第5図
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an automatic focusing device according to the present invention, FIG. 2 is an external view showing a video camera using the present invention, and FIG. 3 is an optical diagram of the embodiment shown in FIG. The block diagrams illustrating the system, FIGS. 4 and 5, are diagrams for explaining the operation of this embodiment. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Distance ring, 2... Light emitting element, 3... Projection lens, 4... Processing circuit, 5... Motor, 6... Potentiometer, 7... Gear, 9... Imaging lens, 1
0.11... Light receiving element, 12.15... Light receiving element, 16-19... Preamplifier, 20-23... Detector, 24.25... Arithmetic unit, 26... Adder , 27
...Subtractor, 28...AD converter 5 Fig. 2 Fig. 5 Q 40 (1(b) Fig. 5

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、投射レンズと発光素子とからなる1つの発光部と、
受光レンズと受光素子とからなり該発光部の両側に固定
して配置された第1、第2の受光部と、該第1、第2の
受光部からの出力信号によって夫々の該受光素子での受
光スポット位置を検出する第1、第2の演算器と、該第
1、第2の演算器の出力を加算する加算器と、該加算器
の出力に応じて撮像レンズの距離環を回動させる手段と
を備え、該撮像レンズを被写体に合焦させることを特徴
とする自動合焦装置。
1. One light emitting unit consisting of a projection lens and a light emitting element;
First and second light receiving sections, each consisting of a light receiving lens and a light receiving element, are fixedly arranged on both sides of the light emitting section, and each of the light receiving elements is activated by an output signal from the first and second light receiving sections. first and second arithmetic units for detecting the position of the light receiving spot; an adder for adding the outputs of the first and second arithmetic units; and a distance ring of the imaging lens is rotated according to the output of the adder. What is claimed is: 1. An automatic focusing device, comprising: means for moving the imaging lens, and focusing the imaging lens on a subject.
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