JPS6396613A - 自動焦点調節装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔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焦点調
節装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、ビデオカメラなどに用いられる自動焦点調節装置
としては、たとえば、特公昭５６−５４６１０号公報に
開示されるように、発光素子と二分割受光センサとを用
い、この発光素子で発せられた光が被写体で反射され、
この二分割受光センサで受光されるときの受光スポット
の位置ずれを検出して焦点調節信号を得るようにしたも
のが知られている。

以下、この従来技術の動作原理を第１０図によって説明
する。

二分割受光センサ１は、第１０図（ｂ）に示すように、
２つの受光素子１ａ、ｌｂを有しており、これらで被写
体からの反射光が受光されるようにビデオカメラ（図示
せず）に取りつけられている。

被写体からの反射光の受光時においては、二分割受光セ
ンサ１の受光素子１ａ、ｌｂが設けられている面に受光
スポットが生ずるが、合焦時においては、この受光スポ
ットによる受光素子１ａ、１ｂの受光量は等しい。

いま、この二分割受光センサでの受光スポットが、第１
０図中）でハツチングして示すように、受光素子ｌａ側
に位置ずれしているとすると、受光素子１ａの受光量Ａ
は受光素子１ｂの受光ｆｉＢよりも多くなり、受光素子
１ａ、ｌｂの出力信号の振幅は受光量に比例することか
ら、受光素子１ａの出力信号の振幅は受光素子１ｂの出
力信号の振幅よりも大きくなる。

一方、受光素子１ａ、ｌｂの出力信号は夫々積分回路で
積分されるが、これら積分回路は入力信号の電圧値に比
例した大きさの電流で充電もしくは放電することによっ
て積分を行なう。なお、かかる積分を、以下、電流値積
分という。そこで、各積分回路の初Ｍ電圧（すなわち、
リセット電圧）を■、とすると、第１０図ｆ、１）に示
すように、受光素子】ａの出力信号が供給される積分回
路の積分電圧ｖＡは、受光素子１ｂの出力信号が供給さ
れる積分回路の積分電圧Ｖ、よりも、リセット電圧Ｖ、
から急な傾斜で変化する。

これらｆｉ分電圧ＶＡ、ＶＭは夫々コンパレータで同じ
値の閾値電圧Ｖ、と比較され、積分電圧ｖＡが閾値電圧
Ｖ、に達した時点１．から積分電圧Ｖ、が同じ閾値電圧
■、に達する時点ｔ２までの時間Ｔが検出され、この時
間Ｔにもとづいて焦点調節信号が形成される。この焦点
調節４３号によってモータが駆動され、レンズ系が合焦
するように制御されるとともに、二分割受光センサ１　
（第１０図（ｂ））は受光スポットによる受光素子ｌａ
。

１ｂの受光量が等しくなるように変位される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、第１０図において、いま、ｋを定数とすると
、積分電圧Ｖヶ、ＶＢは次のように表わされる。

ＶＡ　＝Ｖ、−ｋＡｔ Ｖｍ　　−ＶＲ−ｋＢｔ したがって、積分電圧ｖＡが閾値電圧■、に違してから
（時刻ｔ１）積分電圧ｖｌが閾値電圧ｖ３に達する（時
刻ｔｚ）までの時間Ｔは次のように表わされる。

ｋ　　　　ＢＡ ここで、受光素子１ａ、ｌｂの受光量の比Ａ／Ｂをαと
すると、弐（１）は次のようになる。

Ａ この比率αは二分割受光センサ１での受光スポットの位
置ずれ量に応じて変化するが、反射光の強度が変化して
も、受光スポットの位置ずれ量が一定ならば、比率αは
変化しない。したがって、この比率αで受光スポットの
位置ずれ量を表わすことができる。

ところが、式（２）によると、時間Ｔは、比率αによっ
てもちろん変化するが、受光４］Ａによっても変化する
ことになる。したがって、受光スポットの位置ずれ量が
等しくても、受光される反射光の強度が異なる２つの焦
点ずれ状態で検出される時間Ｔが異なる場合もあり、こ
の場合には、これらは異なる焦点ｆＪ１節信号で制御さ
れることになる。

逆に、比率αが異なる２つの焦点ずれ状態であっても、
反射光の強度が異なることにより、検出される時間Ｔが
等しくなる場合もあり、この場合には、同じ焦点調節信
号によって制御されることになる。被写体が遠距離にあ
る場合と近距離にある場合とでは反射光の強度が異なる
し、また、被写体の反射率などが異なる場合も反射光の
強度が異なる。

被写体が遠距離にある場合と近距離にある場合とで検出
される上記時間Ｔが等しくなることもあることを第１１
図、第１２図によって説明する。

第１１図は被写体が遠距離にある場合を示し、第１２図
は被写体が近距離にある場合を示している。ここで、第
１１図（ｂ）に示す二分割受光センサ１での受光スポッ
トの位置ずれ量と第１２図（ｂｌに示す二分割受光セン
サ１での受光スポットの位置ずれ量とは異なっており、
また、いずれの場合も、受光素子１ａの受光量は受光素
子１ｂの受光量よりも多いものとする。

被写体が遠距離にある場合には、第１１図（ａ）に示す
ように、二分割受光センサ１で受光される反射光の強度
が弱いために、受光素子１ａの出力信号に対する積分電
圧ｖＡと受光素子！ｂの出力信号に対する積分電圧Ｖｌ
とは、互いに異なるが、緩やかな傾斜で時間とともに変
化し、これらが閾値電圧Ｖ、に達した時刻が１．．１オ
から時間Ｔが検出される。

ここで、受光素子１ａ、ｌｂの受光量をＡＩ。

Ｂ、とし、これらの比Ａ　Ｉ　／　Ｂ　ｌをα１とする
と、検出される時間Ｔは、式（２）により、次のように
なる。

一方、被写体が近距離にある場合には、第１２図（ａ）
に示すように、二分割受光センサ１で受光される反射光
の強度は強いために、受光素子１ａ。

１ｂの出力信号に対する積分電圧Ｖ＾＋Ｖｌは、互いに
異なるが、被写体が遠距離にある場合よりも急な傾斜で
変化し、これらが閾値電圧Ｖ、に達した時刻ｊｌ＋　　
ｔ！から時間Ｔが検出される。

ここで、受光素子１ａ、ｌｂの受光量をＡｍ＋Ｂ２とし
、これらの比Ａ　ｔ　／　Ｂ　Ｚをα２とすると、検出
される時間Ｔは、式（２）より、次のようになる。

受光量Ａ、とＡｚ、比率α、とα２は夫々値が異なるが
、これらの間で、 Ａ１　　　α、−１ の関係が満たされるとき、式（３）、　＋４）の値Ｔは
等しくなり、したがって、被写体が遠距離にある場合と
近距離にある場合とで二分割受光センサ１での受光スポ
ットの位置ずれ量が異なっても、検出される時間Ｔは等
しくなる。

一例として、Ａｔ／Ａ＋＝２、α、−２、αを−３のと
き上記（５）式が成り立つ。この場合には、被写体が近
距離にある第１２図の場合の反射光の強震は、被写体が
遠距離にある第１１図の場合の反射光の強度の１６７９
倍となる。

以上のように、二分割受光センサ１での受光スポットの
位置ずれ量が等しい２つの焦点ずれ状態でも、検出され
る時間Ｔが異なる場合があるし、逆に、この受光スポッ
トの位置ずれ量が異なる２つの焦点ずれ状態でも、検出
される時間Ｔが等しくなるような場合がある。これらい
ずれの場合も、検出された時間Ｔをもとに形成される焦
点調節信号によって焦点調節が行なわれるが、これとと
もに次の時間Ｔの検出が行なわれるから、結局、順次時
間Ｔを検出しながら焦点調節が行なわれて合焦状態が得
られる。

しかしながら、かかる自動焦点調節装置においては、レ
ンズ系の焦点合わせのための制御量はモータの回転量に
よるものであり、この回転量は検出される時間Ｔに応じ
て変化する焦点調節信号で決まる。このために、二分割
受光センサ１での受光スポットの位置ずれ量が異なって
いるにもかかわらず、検出される時間Ｔが等しい２つの
焦点ずれ状態においては、焦点！ＪＩ節信号が互いに等
しくなるから、受光スポットの位置ずれ量が小さい焦点
ずれ状態に対しては、焦点調節信号による調節量が大き
すぎてハンチングを起こしてしまう場合もあるし、また
、受光スポットの位置ずれ量が大きい焦点ずれ状態に対
しては、焦点調節信号による調節量が小さすぎて応答速
度がかなり遅（なる場合もある。

これに対して、第１０図（ａ）において、一方の積分電
圧ｖＡが閾値電圧ｖ３に達した時点ｔ、での他方の積分
電圧ｖＩの値ｖ８から焦点調節信号を形成し、これによ
って焦点調節を行なうことが考えられる。この場合、こ
の電圧値ＶＸを判別しなければならないが、このために
は、連続的な値の判別は不可能であるから、第１３図に
示されるような理想モータ特性をｎ段階の段階状特性を
近似し、これら段階のいずれに電圧値ｖ、ｌが対応する
かを判別することになる。しかし、このように電圧ｖＸ
を判別するためには、最低ｎ個のコンパレータもしくは
これらに相当するものが必要となり、装置が複雑になる
とともに極めて経済性に乏しいものとなる。

本発明の目的は、かかる問題点を解消し、応答特性に優
れ、かつ構成が簡単な自動焦点調節装置を提供するにあ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明は、二分割受光セン
サにおける２つの受光素子の出力信号が供給される夫々
の積分回路に電流値積分機能と時定数で決まる電流によ
る積分機能（すなわち、一定積分機能）をもたせ、これ
ら積分回路からの積分電圧のいずれか一方がコンパレー
タに設定される閾値電圧に達したとき、これら積分回路
を同時に電流値積分動作から一定積分動作に切換え、該
積分電圧の一方が該閾値電圧に達してから他方が該閾値
電圧に達するまでの時間を検出して焦点調節信号を形成
する。

〔作用〕

受光素子の出力信号を積分回路が電流値積分すると、こ
れらから得られる積分電圧は、第１０図（ａｌに示した
ように、受光素子の受光量に比例した１頃斜で変化する
。同図（ａ）において、一方の積分電圧ｖＡが閾値電圧
Ｖ、に達した時点１．での他方の積分電圧Ｖ＆の値はＶ
Ｘであるが、後述するように、（Ｖｘ’−Ｖｓ）は２つ
の受光素子の受光量の比に比例している。

この時点１．でこれら積分回路が一定積分動作を開始す
ると、積分電圧ＶＢは積分回路の時定数で決まる一定の
傾斜で変化し、時刻ｔ１から積分電圧Ｖ、が閾値電圧Ｖ
、に達する時刻１．までの時間Ｔは（ｖｘ　　ｖｓ）に
比例し、したがって、２つの受光素子の受光量の比に比
例することになる。

２つの受光素子の受光素の比は、二分割受光センサにお
ける受光スポットの位置ずれ量に一対一に対応し、二分
割受光センサで受光される反射光の強度には影響されな
い。したがって、上記の時間Ｔは受光スポットの位置ず
れ景に一対一に対応して受光される反射光の強度には影
響されることはなく、受光スポットの位置ずれ景が異な
れば、必ず形成される焦点調節信号も異なることになる
。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面によって説明する。

第１図は本発明による自動焦点調節装置の一実施例を示
すブロック図であって、１は二分割受光センサ、ｌａ、
ｌｂは受光素子、２ａ、２ｂは増幅器、３ａ、３ｂは積
分回路、４ａ、４ｂはコンパレータ、５は検出回路、６
はマイクロコンピュータ、７．８は駆動回路、９はモー
タ、１ｏは発光素子である。

同図において、受光センサ１は、第１０図で示したよう
に、２つの受光素子１ａ、ｌｂを有しており、発光素子
１０が発光して被写体からの反射光を受光すると、受光
素子１ａ、ｌｂ毎に受光量に応じた信号Ｓ、、Ｓｂを出
力する。これら信号Ｓ、、Ｓｈは、夫々増幅器２ａ、２
ｂで増幅された後、積分回路３ａ、３ｂに供給される。

積分回路３ａ、３ｂの積分電圧ｖＡ、ｖｌは夫々コンパ
レータ４ａ、４ｂに供給され、一定の閾値電圧ｖ３と比
較される。ここで、コンパレータ４ａ。

４ｂに設定される閾値電圧Ｖ、は互いに等しい。

コンパレータ４ａ、４ｂの比較出力はマイクロコンピュ
ータ６に夫々ａ入力、ｂ入力として供給され、積分回路
３ａ、３ｂからの積分電圧ＶＡＩＶ、のいずれか一方が
ｌＪｉ　（［？！圧Ｖ、に達してから他方がこの閾値電
圧Ｖ、に達するまでの時間Ｔが検出され、この時間Ｔを
もとに焦点ＵＮＭ信号が形成される。この焦点調節信号
はマイクロコンピュータ６の０出力として駆動回路７に
供給される。

これによってモータ９は焦点調節信号に応じた量だけ回
転し、レンズ系は合焦状態となるように制御される。ま
た、二分割受光センサ１も、これに連動して、受光素子
１ａ、ｌｂの受光量が等しくなるように変位する。なお
、閾値電圧Ｖ、に達するは積分電圧ｖＡが早いか遅いか
によってモータ９の回転方向が異なるように、焦点調節
信号は形成される。

マイクロコンピュータ６は、上記時間Ｔを検出すると、
次に、同期信号Ｓ　Ｙ　Ｎ　Ｃとリセット信号Ｒ３Ｃと
を出力する。同期信号５ＹＮＣは駆動回路８に供給され
、これによって発光素子ｌＯはパルス状に発光する。こ
れとともに、同期信号５ＹＮＣとリセット信号Ｒ３Ｃと
は積分回路３ａ、３ｂとに供給され、これによって積分
回路３ａ、３ｂは、受光センサ１での次の受光による受
光素子ｌａ、ｌｂの出力信号を積分するために、リセッ
トされる。

ここで、積分回路３ａ、３ｂは、増幅器２ａ。

２ｂで増幅された信号Ｓ−，Ｓｂの電流値に応じた積分
（すなわち、電流値積分）機能と時定数で決まる定電流
による積分（すなわち、一定積分）機能とを有し、これ
らは検出回路５の検出出力によって切替えられる。

すなわち、第２図に示すように、積分回路３ａ。

３ｂは、同期信号５ＹＮＣとリセット信号Ｒ３Ｃとによ
ってリセットされると（時刻ｔ、）、電流値積分動作を
行なう、検出回路５には、コンパレータ４ａ、４ｂの出
力信号が供給されており、積分回路３ａ、３ｂがリセッ
トされた後、これらの積分電圧Ｖａ　ｒ　Ｖ＋＋のいず
れか一方がコンパレータ４ａ、４ｂに設定された閾値電
圧Ｖ、に達すると（時刻ｔｌ）、検出回路５はこれを検
出して積分回路３ａ、３ｂの動作を電流値積分動作から
一定積分動作に切替える。したがって、マイクロコンピ
ュータ６が検出する上記の時間Ｔは、積分回路３ａ、３
ｂの積分電圧ｖＡ、ｖ！ｌのいずれか一方が閾（１１ｒ
ｔ圧ＶＳに達してから、これら積分回路３ａ、３ｂが一
定積分して他方の積分電圧が閾値電圧Ｖ、に達するまで
の（ｔｚ−ｔ＋）７１間である。

次に、これら積分回路３ａ、３ｂの積分動作を第３図、
第４図によってさらに詳しく説明する。

第３図は被写体が遠距離の場合を示し、第４図は近距顛
の場合を示しており、二分割受光センサ１での受光され
る反射光の強度、受光スポットの位置ずれ是は、夫々、
第３図（ｂｌと第４図（ｂｌとでは異なるものとする。

まず、第３図において、被写体が遠距離にあることから
、受光素子１ａ、ｌｂの受光量はいずれも少ないが、い
ま、受光素子１ａの受光量Ａ、が受光素子１ｂの受光１
ｔＢｌよりも多いとすると、積分回路３ａ、３ｂのリセ
ット後の電流値積分では、いずれもリセット電圧ｖ、Ｉ
からの積分電圧ＶＡ、Ｖ、は小さな勾配で時間的に変化
するが、積分電圧ｖＡは積分電圧ｖ！ｌよりも変化が大
きいことから、積分電圧■、の方が先にコンパレータ４
ａに設定された閾値電圧Ｖ、に達する。このときの時刻
をｔｌとし、このときの積分電圧Ｖ、の値をＶ、とする
、電流値積分においては、積分電圧Ｖあ、Ｖｌの時間的
な変化の傾斜は夫々検出素子１ａ、ｌｂの受光１ｔＡｔ
　、Ｂ＋の比例するから、積分電圧ｖＡが閾値電圧Ｖ、
に達する時刻をｔ。

とし、ｋ′を定数とすると、 ＶＩ”ＶＢ　−ｋ　’　Ｂｌｊ　ｌ　　　　””””’
（６）Ｖ、　−ＶＲ−ｋ’　Ａｌ　ｔ　＋　　　　　・
・・・−・−・（７）となる。したがって、時刻１．に
おける積分電圧Ｖ、の閾値電圧Ｖ、との差ΔＶは、 ΔＶ”Ｖ、−Ｖｓ　”ｋ’（Ａｔ　　　Ｂ＋）ｔ＋・・
・・・・・・・（８） となる。したがって、式（７）から式（８）は次のよう
に表わされる。

ΔＶ＝（Ｖ、Ｉ　Ｖｓ）　　・　（１−−−”）Ａ。

・・・・・・・・・（９） 時刻ｔｌ後には、積分回路３ａ、３ｂは一定積分動作を
行なうから、積分回路３ｂからの積分電圧■、は一定の
傾斜に＃で時間的に変化する。この結果、積分電圧Ｖ、
が値Ｖ、から閾値電圧Ｖ。

になる時間Ｔ、すなわち、積分電圧Ｖ、が値ΔＶから零
になる時間Ｔは次のように表わされる。

・・・・・・・・・α呻 また、同様にして、被写体が近距離にある第４図の場合
には、時間Ｔは次のように表わされる。

・・・・・・・・・Ｑｌ） ここで、弐〇の、　Ｑｌ）のＶ、、Ｖ、、ｋ“は一定で
比率Ｂ＋／Ａ＋　とＢｚ／Ａｔとは異なるから、式α６
゜αυの時間Ｔは異なる。マイクロコンピュータ６（第
１図）は検出した時間Ｔを演算して比Ｉ３＋／Ａ１また
はＢ　ｔ　／　Ａ　ｔに応じた焦点調節信号を形成し、
これをＯ出力としてドライバ７　（第１図）に１共給す
る。

このように、この実施例では、受光素子１ａ。

１ｂの受光量の比率が検出される。この比率は二分割受
光センサ１での受光素子１ａ、ｌｂの境界を中心として
受光スポットのこの中心からのずれ量を表わしており、
ずれ量が零、すなわち、受光素子１ａ、ｌｂの受光量が
等しく、これらの比率が１となるように、モータ９が制
御される。この場合、この比率は二分割受光センサ１で
受光される反射光の強度に無関係であるから、モータ９
の回転量は受光スポットのずれ量のみに応じて制御され
、先に説明した受光スポットのずれ量が異なっているの
にモータ９の制御回転量が等しくなるというようなこと
はない。

第５図は第１図における積分回路３ａ、３ｂおよび検出
回路５の構成をより具体的に示したブロック図であって
、５′はオア回路、１１３．１１ｂは入力端子、１２ａ
、１２ｂは積分段、１３ａはコンデンサ、１４は抵抗、
１５はノア回路、１６はインバータ、１７ａ、１７ｂは
出力端子、１８゜１９は入力端子であり、第１図に対応
する部分には同一符号をつけている。

第５図において、積分段１２ａ、コンデンサ１３ａおよ
び抵抗１４は積分回路３ａ（第１図）を構成し、積分段
１２ｂ、図示しないコンデンサおよび抵抗１４は積分回
路３ｂ（第１図）を構成している。また、コンデンサ１
３ａ１抵抗１４は積分回路３ａの時定数回路をなし、図
示しないコンデンサと抵抗１４とは積分回路３ｂの時定
数回路をなしている。これら時定数回路の時定数は互い
に等しく設定されている。ノア回路１５、インバータ１
６はこれら積分回路３ａ、３ｂに共通に用いられる。ま
た、オア回路５′は第１図の検出回路５を形成しており
、コンパレータ４ａ、４ｂの出力信号ｖＡ、ｖｌｌがこ
のオア回路５′を通して積分段１２ａ、１２ｂに同時に
供給される。

次に、この具体例の動作を説明する。

マ・イクロコンピュータ６（第１図）から入力端子１８
を介して同期信号５ＹＮＣが、同じく入力端子１９を介
してリセット信号Ｒ３Ｃが夫々同時に供給される。この
同期信号５ＹＮＣはノア回路１５を介して積分段１２ａ
、１２ｂに供給され、この期間にリセット信号Ｒ３Ｃが
インバータ１６を介して積分段１２ａ、１２ｂに供給さ
れてリセットされる。これによってコンデンサ１３ａお
よび積分段１２ｂの図示しないコンデンサはリセット電
圧■ヮに充電される。

次いで、入力端子１１ａに増幅器２ａ（第１図）の出力
信号Ｓ、ｌ　　が供給されると、このとき、抵抗１４は
積分段１２ａに作用しておらず、積分段１２ａはこの信
号３　％　　の電圧に応じた大きさの放電電流でコンデ
ンサ１３ａを放電させて電流値積分を行ない、積分電圧
ｖＡを出力する。同様にして、積分段１２ｂも増幅器２
ｂ（第１図）の出力信号Ｓｂ′　に応じて電流値積分を
行なって積分電圧Ｖ、を出力する。積分電圧ｖＡはコン
パレータ４ａで、積分電圧■３はコンパレータ４ｂで夫
々閾値電圧■、と比較されるが、いま、レンズ系（図示
せず）は合焦点状態になく、信号Ｓ、／　　の電圧が信
号Ｓｂｒ　　の電圧よりも大きいとすると、積分電圧ｖ
Ａの方が早く閾値電圧Ｖ、に達する。

そこで、積分電圧Ｖ１１／’ｌ＜閾値電圧Ｖ、に等しく
なるとコンパレータ４ａの出力信号Ｖ、は“Ｌ″（低レ
ベル）からＨ”　（高レベル）に反転する。

この出力イδ号■１は出力端子１７ａからａ入力として
マイクロコンピュータ６に供給され、また、オア回路５
′にも供給される。コンパＬ／−夕４ａの出力信号Ｖ、
が“Ｌ　”から１Ｈ”に反転すると、マイクロコンピュ
ータ６は先の時間Ｔの計測を開始する。また、オア回路
５′の出力信号も“Ｈ”となり、これにより、積分段１
２ａ、１２ｂに抵抗１４が作用し、夫々の時定数回路の
時定数でもって一定積分を行なう。

電流（＋ｆｉ積分から一定積分への切替え後、積分段１
２ｂからの積分電圧Ｖ！ｌが閾値電圧Ｖ、に達するとコ
ンパレータ、１　ｂの出力電圧ｖｂは“Ｌ”から“ト■
”に反転する。この出力電圧Ｖ、はオア回路５′と、出
力端子１７ｂを介してｂ入力としてマイクロコンピュー
タ６に供給されるが、この出力電圧ｖ１が“Ｌ”から“
Ｈ”に反転すると、マイクロコンピュータ６は上記時間
Ｔの計測を終了し、焦点調節信号を形成する。

信号Ｓｂ′　の電圧が信号Ｓ、　ｒ　　の電圧よりも大
きいときには、積分電圧Ｖ、が積分電圧■、よりも早く
閾値電圧Ｖ、に達するので、コンパレータ゛４ｂの出力
信号ｖｂの“Ｌ”から“Ｈ”への反転によって積分段１
２ａ、１２ｂの動作は電流値積分から一定積分へ切替わ
る。

第６図は第５図の具体的な回路例を示すものであって、
Ｑ　Ｉ−Ｑ　ｚ。はトランジスタ、Ｒ，−Ｒ。

は抵抗であり、第５図に対応する部分には同一符号をつ
けている。なお、積分段１２ａと１２ｂ。

コンパレータ４ａと４ｂは夫々同一構成で同一動作を行
なうので、第６図ではこれらの一方、すなわち積分段１
２ａ、コンパレータ４ａを示している。

同図において、入力端子１８に同期信号ＳＹＮτが入力
されると、ノア回路１５　（これは、実際には、トラン
ジスタＱａ　＊　Ｑ？　＊　Ｑｔｏ＋　　ＱＩ？ＩＱｌ
ｆｆからなるが、図面が煩雑となるために、トランジス
タＱ、、、Ｑ、、の部分だけを一点鎖線でかこんでいる
。）を形成するダイオード接続のトランジスタＱｌ、ｌ
のエミッタは“Ｈ”となり、ｎｐｎ形のトランジスタＱ
ｖ　、ＱＩＯがオンする。トランジスタＱ？のオンによ
り、ｎｐｎ形のトランジスタＱ、はそのベースが接地さ
れてオフとなる。また、トランジスタＱ１０がオンした
ことにより、ｐｎｐ形のトランジスタＱ４はベース電圧
が低下してオンし、これにともなってｐｎｐ形のトラン
ジスタＱ、はそのベース電圧が上昇してオフする。これ
らトランジスタＱ２　、Ｑａがオフすることにより、コ
ンデンサ１３ａの放電路が遮断される。

これと同時に、入力端子１９からリセット信号Ｒ３Ｃが
入力され、インバータ１６を介してコンデンサ１３ａに
供給されてコンデンサ１３ａはリセット電圧Ｖｌまで充
電される。この充電によってトランジスタＱ、のコレク
タに得られる積分段１２ａの積分電圧ＶＡはリセット電
圧■真に等しくなる。

次に、同期信号５ＹＮＣおよびリセット信号Ｒ８Ｃの供
給が終ると、トランジスタＱ、、Ｑ、、がオフしてトラ
ンジスタＱｓ　、　Ｑｓがオンし、コンデンサ１３ａの
放電路が形成される。

一方、入力端子１１ａに増幅器２ａ（第１図）の出力信
号Ｓ、ｌ　　が供給されており、この信号Ｓａ’　　は
、一方ではトランジスタＱ、、Ｑ！からなる差動増幅器
を介してトランジスタＱ、のベースに供給され、他方で
はトランジスタＱｓ　、　Ｑｂからなる差動増幅器を介
してトランジスタＱ６のベースに供給される。このため
に、トランジスタＱ、のエミッタからベースを介してト
ランジスタＱｌに信号Ｓ　、　ｌ　　の電圧に比例した
電流が流れ、トランジスタＱ、からトランジスタＱ８の
ベースに同じ電流が流れる。

ここで、二分割受光センサ１　（第１図）において、遮
光状態にあって受光素子１ａ、ｌｂに電流が流れないと
きには、入力端子１１ａでの信号３、／　　の電圧は最
大であり、受光量が増加して受光素子１ａ、ｌｂに流れ
る電流が大きくなると信号Ｓ、／　　の電圧は低くなる
。また、二分割受光センサ１が遮光状態にあるときにト
ランジスタＱ、。

Ｑ８に流れる電流をｌＩ＋’Ｚとすると、これらは互い
に等しい。したがって、このときには、コンデンサ１３
ａは放電せず、積分電圧■、はりセット電圧■凡に保持
される。

信号Ｓ、′　の電圧が最大値よりも低いときには、トラ
ンジスタＱ、のベースからトランジスタＱＩに流れる電
流およびトランジスタＱＳからトランジスタＱ８のベー
スに流れる電流をΔｉとすると、トランジスタＱ３に流
れる電流はｉ、−Δ１０となり、トランジスタＱ６に流
れる電流は１ｔ＋Δ１０となる。したがって、コンデン
サ１３ａは、（ｌｘ十Δｉｏ　）　　　（ｊ＋　−Δｔ
ｏ　）＝２Δ１０の電流で放電することになる。この電
流２Δ１０は入力端子１１ａの入力信号３．／　　の電
圧に比例しており、このために、積分電圧Ｖ、は信号Ｓ
、／の電圧に比例して減少していく、すなわち、電流値
積分が行なわれる。

コンパレータ４ａにおいては、この積分電圧ＶＡがトラ
ンジスタＱ　＋　１””　Ｑ　１４からなる比較段で電
源電圧ＶＣＣおよび抵抗Ｒ３〜Ｒ１で決まる所定の閾値
電圧Ｖ、と比較される。

積分電圧Ｖ、が閾値電圧Ｖ、よりも高いときには、トラ
ンジスタＱ１３がオンしてトランジスタＱｌｓもオンし
ており、このために、トランジスタＱｌ＆はそのベース
が接地されてオフ状態にある。

したがって、出力端子１７ａに得られる出力電圧Ｖ、は
“Ｌｌとなっている。積分電圧Ｖ＾が次第に低下して閾
値電圧Ｖ、以下となると、トランジスタＱ、３．Ｑ、Ｓ
がオフし、トランジスタＱ０がオンして出力電圧Ｖ、は
“Ｈ″となる。

この出力電圧Ｖ、が“Ｈ”となると、これがオア回路５
′のダイオード接続されたトランジスタＱ１９を介して
トランジスタＱ、のベースに供給され、さらに、ノア回
路１５のトランジスタＱｌ？を介してトランジスタＱ？
、Ｑ、。のベースに供給されるから、これらトランジス
タＱｌｌＩ　　Ｑ？　＊　Ｑ＋。

がオンとなる。トランジスタＱ’ｒ　、　　Ｑ＋。がオ
ンとなることにより、先に説明したように、トランジス
タＱ、、Ｑ、はオフ状態となる。また、トランジスタＱ
、がオンすると、トランジスタＱ、もオン状態となる。

そこで、トランジスタＱｓ　、Ｑｓがオフしたことによ
り、これらによるコンデンサ１３ａの放電路は遮断され
、信号Ｓ　、　／　　での電流値積分は行なわれなくな
るが、新たにトランジスタＱｑ　＋　Ｑ目による放電路
が形成れる。この場合、トランジスタＱ９に流れる電流
は抵抗ｔ４ａで決まる一定電流Δｉ、であり、しため（
つて、二１ンデンサ１３ａは、信号３　、　／　　に関
係なく、この電圧Δｉ、で放電を行なう。すなわち、一
定積分が行なわれる。

積分段１２ｂ（第５図）も、同様にして、同時に電流値
積分動作から一定積分動作に切替わる。

積分段１２ｂからの積分電圧■、が積分電圧■えよりも
早（閾値電圧Ｖ、に達する場合には、積分後１２ａがＴ
ｖｓ流値積分を行なってコンパレータ４ａの出力電圧ｖ
１が°Ｌ°であるときに、コンパレータ４ｂ（第５図）
から入力端子１７ｂに供給される出力電圧ｖｂはＬ”か
ら”　Ｈ”に反転し、オア回路５′のダイオード接続さ
れたトランジスタＱｔ、を介して積分段ｉ２ａ、１２ｂ
に供給される。したがって、この場合も、上記と同様に
して積分段１２ａ、１２ｂは電流値積分動作から一定積
分動作に切替わる。

以との自動焦点調節のための第１図におけるマイクロコ
ンピュータ６の動作は第７図に示すフローチャートで表
わされる。

同図において、ステップ１０１はマイクロコンピュータ
６の初期設定を行なう動作である。ステップ１０２〜１
０４は積分回路３ａ、３ｂをリセットしてから時間Ｔを
検出し、これから焦点調節信号を形成するまでの動作で
ある。この焦点調節信号は、−例として、周期Ｂアが一
定であって、検出されろ時間Ｔに応じてデユーティ比が
変化するものである。ステップ１０２〜１０４の処理動
作は焦点調節信号の一周期Ｂ７内で行なわれ、したがっ
て、時間Ｔのネ★出毎に１周期ずつの焦点調節信号が形
成される。この場合、検出される時間Ｔは二分割受光セ
ンサ１中の２つの受光素子１ａ＋１ｂの受光量の比に応
じて変化するから、ステップ１０５の「時間調整」の処
理を設け、ステップ１０２〜１０５からなる処理ループ
の処理時間が焦点調節信号の１周期Ｂ７に一敗するよう
にしている。

この実施例においては、検出される上記時間Ｔとモータ
９（第１図）の回転速度との関係が理想的には、第８図
に示す直線状の特性で表わされるように、焦点調節信号
が形成される。この場合、先に説明したように、時間Ｔ
は二分割受光センサ１での受光スポットの位置ずれ量に
一対一に対応している。

モータ９の最大回転数に対する時間ＴをＡＴとすると、
この時間Ａ、を焦点調節信号の周期ＢＴに対応させ、焦
点調節信号のデユーティ比はこの時間Ａアに対する検出
時間Ｔの比に比例する。そこで、いま、この特性をｎ段
階の階段状特性で近に 似したとすると、検出時間Ｔが−Ａ□のときには、第９
図に示すように、焦点調節信号のデユーティに 比はｋ　／　ｎとなり、−Ｂ７期間でオン、（１−＝Ｂ
ｙ）期間でオフとなる周期信号となる。

このようにして、二分割受光センサーでの受光スポット
の位置ずれ量が大きい程モータ９の回転速度は高く、こ
の位置ずれ量が小さい程この回転速度が低くなり、この
結果、応答が迅速でかつハンチングが防止され、極めて
円滑にかつ安定した合焦点動作を行なうことになるし、
モータの回転速度特性をｎ段階の段階状に近似しても、
検出される時間に応じて焦点調節信号のデユーディ比を
ｎ段に切替えればよく、これはマイクロコンピュータ６
で可能であることから、コンパレータなどのハードは不
要となって構成の簡略化、Ｉ￥！済性が実現される。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、二分割受光セン
サでの受光スポットの位置ずれ量に一対一に対応した情
報内容の焦点調節信号を得ることができ、該位置ずれ量
に応じた速度による焦点調節が可能となってハンチング
や応答遅れが防止できるようになり、円滑かつ安定に合
焦動作が行なわれるとともに、構成の簡略化が実現でき
、経済性にも極めて富んだものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による自動焦点調節装置の一実施例を示
すブロック図、第２図は第１図におけるマイクロタンピ
ユータによる積分電圧から時間検出のための動作説明図
、第３図は被写体が遠距離にあるときの時間検出のため
の動作説明図、第４図は被写体が近距離にあるときの時
間検出のための動作説明図、第５図は第１図における積
分回路、検出回路、コンパレータの具体的な構成を示す
ブロック図、第６図は第５図の一興体例を示す回路図、
第７図は第１図におけるマイクロコンピュータの動作を
示すフローチャート、第８図は第１図におけるマイクロ
コンピュータでＩ食出される時間とモータの回転速度と
の関係を理想的に示す特性図、第９図は第１図における
マイクロコンピュータで形成される焦点調節信号の一例
を示す波形図、第１０図は従来の自動焦点調節装置の動
作原理を示す説明図、第１１図は同じく被写体が遠距離
にあるときの動作説明図、第１２図は同じく被写体が近
距離にあるときの動作説明図、第１３図は同じく二分割
受光センサでの受光スポットの位置ずれ量とモータの回
転速度との関係を理想的に示した特性図である。 １・・・・・・・・・二分割受光センサ、ｌａ、ｌｂ・
・・・・・・・・受光素子、３ａ、３ｂ・・・・・・・
・・積分回路、４ａ、４ｂ・・・・・・・・・コンパレ
ータ、５・・・・・・・・・検出回路、６・・・・・・
・・・マイクロコンピュータ、９・・・・・・・・・モ
ータ、１０・・・・・・・・・発光素子。 第１図 第２図 （０１（ｂ） Ｌ＋　　　　　ｔ２ 第３図 （０）　　　　　　　　　　　　（ｂ）ｔ＋　　　　　
　　　　　　　　Ｌ２ 第５図 第７図 第９図 第１０図 ’Ｌ＋　　　　Ｔ、２ 第１１図 第１２図 ｌ　　ｔ２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、二分割受光センサの夫々の受光素子の出力信号が夫
   々第１、第２の積分回路に供給され、該第１、第２の積
   分回路の積分電圧を夫々第１、第２のコンパレータで同
   じ値の閾値電圧と比較し、該積分電圧のうちのいずれか
   一方が該閾値電圧に達してから他方が該閾値電圧に達す
   るまでの時間を検出して焦点調節信号を得るようにした
   自動焦点調節装置において、前記第１、第２の積分回路
   は電流値積分機能と一定積分機能を有するものであつて
   、前記第１または第２のコンパレータの出力信号から前
   記第１または第２の積分回路の積分電圧が前記閾値電圧
   に達したことを検出して前記第１、第２の積分回路を電
   流値積分動作から一定積分動作に切換える切換信号を形
   成する検出回路を設け、前記二分割受光センサ上での受
   光スポツトの位置ずれ量に一対一に対応した情報内容の
   前記焦点調節信号を得ることができるように構成したこ
   とを特徴とする自動焦点調節装置。