JPS59232308A - 自動合焦装置 - 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】 技術分野 この発明は、カメラなどの自動合焦装置に関する。

従来技術 この種の従来の自動合焦装置では、任意の被写体距離に
対してレンズが合焦位置にあるとみなしうるようなレン
ズ位置の許容範囲を与える合焦ゾーンを設定する一方、
受光素子などからなる測距手段により被写体距離を検出
し、レンズの進退駆動に伴い被写体距離に関する検出信
号のレベルが合焦ゾーンに対して相対的にレベルシフト
するようにし、検出信号が合焦ゾーンのレベル範囲内に
収まるレンズ位置でレンズを停止させるように構成され
ている。

ところが、測距手段如より検出された被写体距離に関す
る信号は、外乱や回路内部ノイズの影響でレベ／ｌ／変
動することが多い。そのため、レンズが一旦合焦位置に
停止したあとでも、前記変動により被写体距離信号のレ
ベルが前述の合焦ゾーンからはみ出すと、これに追従し
てレンズは進退移動全再開することになり、レンズがな
かなか所定の合焦位置に安定しないという不都合があっ
た。

目　　　　的 この発明は、外部ノイズや回路内部ノイズに起因する被
写体距離信号のレベル変動に伴って生じるレンズのハン
チングを抑え、合焦状態を安定よく維持することのでき
る自動合焦装置を提供することを目的とする。

実施例 この発明の第１の実施例を第１図および第２図に基づき
次に説明する。

この実施例はカメラに適用した自動合焦装置であって、
撮影レンズ１を進退移動させるレンズ駆動機構２と、被
写体距離に対して合焦とみなしうるレンズ位置の許容範
囲を与える合焦ゾーンの上限値に対応させた高位電圧ｖ
８およびこの高位電圧Ｖ、より所定レベル（合焦シー７
の４幅分）低い中間電圧Ｖｃ’を比較電圧として切替出
力しうる第１の比較電圧供給回路３と、合焦ゾーンの下
限値に対応させた低位電圧ｖＬおよびこの低位電圧ｖＬ
よシ所定レベル（合焦ゾーンの４幅分）高い前記中間電
圧Ｗｅｅ比較電圧として切替出力しうる第２の比較電圧
供給回路４と、撮影レンズ１の進退に応動して変位し被
写体より変位に応じた反射光量を受光して合焦位置を基
準とするレンズ位置変位に相当するレベルの電圧信号を
得る被写体検出手段５と、被写体検出手段５によシ得ら
れる電圧信号を一旦記憶しこれを出力するアナログメモ
リー回路６と、アナログメモ１ノー回路６より出力され
るメモリー電圧と比較電圧供給回路３の比較電圧とを比
較しメモリー電圧が比較電圧を上まわるとき撮影レンズ
１を合焦位置へ近づけるべく補正指令を出力する上限比
較回路７と、メモ１ノー電圧と比較電圧供給回路４の比
較電圧とを比較しメモリー電圧が比較電圧を下まわると
き撮影レンズ１を合焦位置へ近づけるべく補正指令を出
力する下限比較回路８と、比較回路７が補正指令を出力
するとき比較電圧供給回路３の比較電圧として中間電圧
Ｖｃ’１ｍ指定し補正指令を出力しないとき高位電圧ｖ
ＩＩを指定する第１の切替スイッチ９と、比較回路８が
補正指令を出力するとき比較電圧供給回路４の比較電圧
として中間電圧ｖｃを指定し補正指令を出力しないとき
低位電圧ｖＬを指定する第２の切替スイッチ１０と、比
較回路７，８の補正指令を受はレンズ駆動機構２を動作
させる駆動制御回路１１とを備えている。

レンズ駆動機構２は、モータ１２、ギヤ付フォーカスリ
ング１３などからなり、モータ１２の駆動軸に固設した
駆動ギヤ１４を撮影レンズ１のギヤ付フォーカスリング
１３に噛合させ、モータ１２の駆動に伴いフォーカスリ
ング１３が回動するようにしている。一方、フォーカス
リング１３と撮影レンズ１の鏡胴の間には図示しないね
じ機構を形成して、フォーカスリング１３０回動に伴い
撮影レンズ１が進退変位するようにしている。

比較電圧供給回路３および４は、高位電圧の印加される
端子Ａと低位電圧の印加される端子Ｅの間に抵抗Ｒ１〜
Ｒ４を直列接続し、この直列回路の中間節点Ｏより引き
出した端子Ｃ′に前記高位電圧と低位電圧の中間電圧Ｖ
Ｃを印加して構成している。端子Ａと抵抗Ｒ１の間には
トランジスタＴｒｌを接続して、このトランジスタＴｒ
ｌがオンのとき節点Ｂの分割電圧を高位電圧Ｖ、として
出方し、トランジスタＴ　ｒ　１がオフのとき端子Ｃ′
の中間電圧Ｖ’ｏ　ｋ節点Ｂより出力しうるようにして
いる。

また、端子Ｅと抵抗Ｒ４の間にはトランジスタＴｒ２を
接続して、このトランジスタＴｒ２がオンのとき節点り
の分割電圧を低位電圧ｖＬとして出方し、トランジスタ
Ｔｒ２がオフのとき端子Ｃ′の中間電圧ｖｃを節点りよ
り出力しうるようにしている。

被写体検出手段５は、被写体に向は赤外光線を照射する
赤外ＬＥＤ１５、被写体で反射される赤外光線をレンズ
１６（ｉ）介して受光する受光部１７などからなる。受
光部１７は２組の受光素子１８゜１９からなシ、ビン２
ｏで枢支してカメラ本体の幅方向に揺動自在とした連結
レバー２１の前端部で２組の受光素子１８．１９が揺動
方向に並ぶように配置する一方、連結レバー２１の分岐
片２１ａに設けた従節ビン２２を、フォーカスリング１
３のカメラ本体側端面に切欠形成したカム面１３ａに当
て、フォーカスリング１３の回動に伴い分岐片２１ａｉ
矢符号Ｐｉで示す進退方向に揺動させ、これに伴い受光
部１７が矢符骨Ｐ２で示す横方向に揺動するようにして
いる。被写体での赤外光線の反射角は被写体距離に応じ
て増減するから、被写体距離が短くなるにつれて赤外Ｌ
ＥＤ１５がら遠い位置にある受光素子１８の受光量が近
い位置にある受光素子１９に比べて増大し、逆に被写体
距離が長くなるにつれて赤外Ｉ、’ＪＤＤ１５に近い受
光素子１９の受光量が増大する。受光部１７の揺動角度
と撮影レンズ１の繰出し位置とは、任意の被写体距離に
対して２組の受光素子１８．１９の受光量が等しくなる
揺動角度に受光部１７が変位したとき、この被写体距離
に対し合焦状態となる繰出し位置に撮影レンズ１が移る
ように関係づけている。

各受光素子１８．１９の後段には、増幅回路２３゜２４
、対数圧縮回路２５　ｒ　２６、出力差増幅回路２７を
配設し、受光素子から取り出される光電変換出力を増幅
回路２３．２４でそれぞれ増幅したあと、対数圧縮回路
２５．２６でレベル変換し、２つのレベル変換出力を出
力差増幅回路２７に入力して、受光素子１８　ｒ　１９
の各受光量の差分に対応するレベルの電圧信号を出力す
るようにしている。

被写体検出手段５のうち、２８は脈流検出回路である。

螢光灯など交流点灯される光源によって被写体が照明さ
れているよＩ）を場合、受光部１７への入射光にはこの
照明光源の交流点灯に起因するリップル成分が含まれる
ので、この脈動を前記脈流検出回路２８によシ検出する
。この検出出力でＬＥＤ駆動回路２９を制御して、赤外
ＬＥ！Ｄ１５を照明光源の脈動の立上りに同期して点灯
駆動することにより、前記脈動の影響が受光量に生じな
いようにしている。３０は赤外Ｉ＋１！：Ｄ１５の点灯
時間を制御するタイマ〜回路である。

第１の切替スイッチ９は、トランジスタＴｒ１と、上限
比較回路７の出力の反転信号を抵抗Ｒ６を介して前記ト
ランジスタＴｒ１のベースに印加するバイアス回路とか
らなる。他方、第２の切替スイッチ１０は、トランジス
タＴｒ２　と、下限比較回路８の出力を抵抗Ｒ６を介し
てトランジスタＴｒｚのベースに印加するバイアス回路
とからなる。

次に、この自動合焦装置の動作について説明する０ 撮影レンズ１は、初期状態において例えば中間距離にあ
る被写体に対して合焦状態となる繰出し位置にあるもの
とする。したがって、受光部１７は、中間距離の被写体
に対して２組の受光素子１８゜１９の受光量が等しく、
近距離側にある被写体に対しては受光素子１８の受光量
が多く、逆に遠距離側にある被写体に対しては受光素子
１９の受光量が多くなるような揺動位置にある。

このとき、被写体が遠距離側にあると、前記したように
受光部１７では受光素子１８に比べて受光素子１９の受
光量が多くなるから、出方差増幅回路２７の出力レベル
は、受光素子ｔ８ｔ１９の受光量が等しい場合（このと
きの出力レベルは合焦ゾーンの中間レベルすなわち中間
電圧ＶＣとなる）よりも十分大きく、合焦ゾーンの上限
値を与える高位電圧Ｖａｔ：越えている。この出力差増
幅回路２７より出力される電圧信号は、次段のアナログ
メモリー回路６に一旦記憶され、そのメモリー電圧は上
限比較回路７の反転入力端子および下限比較回路８の非
反転入力端子よりそれぞれ受は入れられる。

上限比較回路７および下限比較回路８の出力端子は、そ
れぞれ抵抗Ｒ１およびＲ８を介して電源Ｖｏｏに接続さ
れておシ、電源投入直後においては、各比較回路７，８
は補正指令を出さない状態に相当するＨ信号（高電圧信
号）出力状態で安定する。したがって、このときの第１
の切替スイッチ９では、比較回路７の出力の反転信号で
あるＬ信号（低電圧信号）によシトランジスタＴｒ１の
ベース電位が下が夛、トランジスタＴｒ１はオン状態に
ある。そのため上限比較回路７では、節点Ｂの分割電圧
である高位電圧ｖＩ！を比較電圧として受ける。前述の
ごとくメモリー電圧はこの高位電圧ｖｌｌｆｒ、上まわ
るから、上限比較回路７の出力は電源投入後、瞬時にし
てＬ信号に反転する。これを受けて切替スイッチ９では
、トランジスタＴｒｌのベース電位が上シ、トランジス
タＴ　ｒ　１がオフ状態に変るので、節点Ｂよシ取シ出
される比較電圧は端子Ｃ′よシ印加される中間電圧ＶＣ
に変る。

上限比較回路７のＬ信号出力を受けて、駆動制御回路１
１は、モータ１２を撮影レンズｌが遠距離撮影側に向け
て移動する回転方向に駆動する。

レンズ駆動機構２の動作に伴い、フォーカスリング１３
のカム面１３ａで従節ビン２２が案内されて、連結レバ
ー２１の分岐片２１＆は第１図に矢符号Ｐ１で示す方向
に回動するから、受光部１７は矢符号Ｐｇで示す方向に
移動する。この移動につれて、受光素子１８の受光量が
しだいに減少する一方、受光素子１９の受光量は増大す
る。したがって受光素子１８ｙ１９の間の受光量の差が
縮少してきて、メモリー電圧はしだいにレベル降下する
。

一方、高位電圧Ｖ、を上まわるメモリー電圧と低位電圧
ｖＬとを比較する下限比較回路８では、その後も［源投
入直後と同じＨ信号出力状態が維持される。したがって
、下限比較回路８に与えられる比較電圧として、低位電
圧ｖＬが維持される。

メモリー電圧が高位電圧Ｖ！Ｉ’に下まわるところまで
レベル降下が進んでも、上限比較回路７に与見られる比
較電圧はすでに中間電圧ＶＣに変えられているので、こ
の比較回路７はなおもＬ信号出力状態を保ちつづける。

したがって、レンズ駆動機構２は動作をつづけ、メモリ
ー電圧はなおもレベル降下をつづける。

メモリー電圧が中間電圧ｖｃを下まわるところまでレベ
ル降下すると、上限比較回路７の出力は、それまでのＬ
信号からＨ信号に反転する。これに伴イ、切替スイッチ
９ではトランジスタＴｒｌ（７）ベース電位が下がって
、トランジスタＴｒｔｌｌそれまでのオフ状態からオン
状態に反転する。したがって、比較回路７へ入力される
比較電圧は、それまでの中間電圧ＶＣから初めの高位電
圧ｖ’Ｈに戻る。すなわち、メモリー電圧が合焦位置に
相当する中間電圧ＶＣのレベルまで降下したとき、合焦
ゾーンの上限値は本来の上位置に復帰する゛ことになる
。また上限比較回路７の出力のＨ信号への反転を受けて
、駆動制御回路１１は、モータ１２を停止させる。した
がって撮影レンズ１は、このときの被写体距離に対し合
焦状態となる繰出し位置に落ち着く。このことによって
、メモリー電圧は合焦ゾーンのほぼ中間位置に落着くこ
とになシ、外部ノイズや回路内部ノイズに対して合焦ゾ
ーンのほぼ捗幅に相当するノイズ・マージンが与えられ
、撮影レンズ１を合焦位置へ安定よく維持することがで
きる。

以上は、撮影レンズ１が被写体距離に対して合焦となる
繰出し位置よりも近距離撮影側に偏って位置している場
合の合焦動作についての説明であるが、逆にレンズ位置
が合焦位置よシも遠距離撮影側に偏っていて、メモＩＪ
−Ｉ！圧が低位電圧ｖＬを下まわるレベルにあるときの
合焦動作についても、はぼ同様の経過により次のように
行われる。

下限比較回路８の出力はＬ信号となって、撮影レンズ１
を近距離撮影側へ移動させる一方、比較回路８へ入力さ
れる比較電圧は、低位電圧ｖＬから中間電圧Ｖｃに変る
。その後、メモリー電圧が中間電圧Ｖｃ’に上まわると
ころまでレベル上昇すると、比較回路８の出力はＨ信号
に反転し、この比較回路８へ入力される比較電圧は中間
電圧ＶＣから元の低位電圧■Ｌに戻る。撮影レンズ１ば
、比較回路８の出力のＨ信号への反転により停止し、合
焦位置に落ち着く。この間、比較回路７の出力はＨ信号
を維持する。

電源を投入したさい、メモリー電圧がすでに合焦ゾーン
内、すなわち高位電圧ｖＦ１と低位電圧ＶＬＯ間のレベ
ルにあるときには、比較回路７，８の出力はいずれもＨ
信号となるので、撮影レンズ１はそのままの位置に落ち
着く。したがって、メモリー電圧が中間電圧■ｃより多
少上下に偏っていても、それ以上、合焦動作は行われな
い。そのため、合焦ゾーンの上限側と下限側とで、ノイ
ズ・マージンに差ができることになる。しかし、このよ
うな状態において、ノイズの影響を受はメモリーを圧が
例えばノイズ・マージンの小さい合焦ゾーンの限界側よ
り一旦はみ出すと、以後は先の合焦動作によって確実に
合焦ゾーンの中間位置に落ち着かせることができ、撮影
レンズ１がいつまでもハンチングを繰シ返すことはない
。

この発明の第２の実施例を第３図に示す。

この実施例では、比較電圧を切替制御する切替スイッチ
として、ＦＦ１Ｔ３１および３２を用い、抵抗Ｒ２の端
子間’ｉ’ＦＢＴ３１で、また抵抗Ｒ３の端子間（ｉ７
ＦＲｉＴ３２でそれぞれ橋絡して、各比較回路７，８の
出力が補正指令に相当するＬ信号となったとき、その反
転信号であるＨ信号を、それぞれ対応するＦＦ１Ｔ３１
および３２のゲートに印加して、各抵抗Ｒ２、Ｒ３の端
子間を短絡するようにしたものである。例えば、メモリ
ー電圧が高位電圧ＶＨｆｆｉ上まわるとき、比較回路７
がＬ信号を出力するから、］Ｉ′ＥＴ３１のゲートには
その反転信号であるＨ信号が印加され、ＦＫＴ３１はオ
ン状態となり、節点Ｂよシ取シ出される比較電圧は、端
子Ｏ′に印加される中間電圧ｖｃにほぼ等しくなる。メ
モリー電圧がレベル降下して、中間電圧Ｖｃ’を下まわ
ると、比較回路７の出力が反転してＨ信号に変り、撮影
レンズ１が停止する一方、ＩＦ］ｌ［１Ｔ３１のゲート
電位が降下してＦＩＴ　３１はオフ状態に変り、節点Ｂ
の分割電圧である高位電圧ｖＨが比較電圧として取υ出
される。

メモリー電圧が低位電圧■Ｌを下まわるレベルから上昇
する場合にも、ＦＦ１Ｔ３１のオン・オフ動作により、
下限比較回路８へ入力される比較電圧は、中間電圧ＶＣ
から低位電圧ｖＬに切り替わる。

そのほかの構成については、先の実施例と同様である。

この発明の第３の実施例を第４図に示す。

この実施例では、比較電圧を切替制御する切替スイッチ
としてリレー３３および３４を用い、抵抗Ｒ２の端子間
をリレー３３の接点３３ａで、また抵抗Ｒ３の端子間を
リレー３４の接点３４ａでそれぞれ橋絡して、各比較回
路７．８の出力が補正指令に相当するＬ信号となったと
き、その反転信号であるＨ信号によシ各リレー３３１３
４のコイル３３　ｂ　＋　３４　ｂ　ｆ励磁して、それ
ぞれの接点３３ａ、３４６をオンさせ、各抵抗Ｒ２、Ｒ
３の端子間を短絡するようにしたものである。その動作
については、先のＦＥ’ｌ”ｉ用いた場合と同様であり
、そのほかの構成についても、先の第１の実施例と同様
である。

効　　　果 この発明の自動合焦装置によれば、レンズを進退させる
レンズ駆動手段と、被写体距離に対して合焦とみなしう
るレンズ位置の許容範囲を与える合焦ゾーンの上限値に
対応させた高位電圧およびこの高位電圧よシ所定しベル
低い中間電圧全比較電圧として切替出力しうる第１の比
較電圧供給手段と、合焦ゾーンの下限値に対応させた低
位電圧およびこの低位電圧より所定レベル高い中間電圧
を比較電圧として切替出力しつる第２の比較電圧供給手
段と、レンズの進退変位に応動しレンズ位置が被写体距
離に対する合焦位置にあるときを基準とするレンズ位置
変位に応じたレベルの被写体検出信号を得る被写体検出
手段と、前記被写体検出信号を一旦記憶しこれに対応す
るレベルのメモリー電圧を出力するメモリー回路と、メ
モリー電圧と第１の比較電圧供給手段の比較電圧とを比
較しメモリー電圧レベルが比較電圧を上まわるときレン
ズを合焦位置へ近づけるべく補正指令を出す上限比較回
路と、メモリー電圧と第２の比較電圧供給手段の比較電
圧とを比較しメモリー電圧レベルが比較電圧を下まわる
ときレンズを合焦位置へ近づけるべく補正指令を出す下
限比較回路と、上限比較回路が補正指令を出力するとき
第１の比較電圧供給手段の比較電圧として中間電圧を指
定し補正指令を出力しないとき高位電圧を指定する第１
の切替手段と、下限比較回路が補正指令を出力するとき
第２の比較電圧供給手段の比較電圧として中間電圧を指
定し補正指令を出力しないとき低位電圧を指定する第２
の切替手段と、各比較回路からの補正指令を受はレンズ
駆動手段を駆動する駆動制御回路とを備えたから、合焦
ゾーンの中間位置すなわち最適な合焦位置にレンズ全落
ち着かせることができるとともに、合焦ゾーンの上下側
の両方に対して等しいノイズ・マージンを得ることがで
き、外部ノイズや回路内部ノイズの影響によるレンズの
ハンチングを抑え、安定よく合焦状態ヲ保つことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例を示す部分斜面図、第
２図はそのブロック図、第３図はこの発明の第２の実施
例を示す要部ブロック図、第４図はこの発明の第３の実
施例を示す要部ブロック図である。 １・・・撮影レンズ、２・・・レンズ駆動機構、３・・
・第１の比較電圧供給回路、４・・・第２の比較電圧供
給回路、５・・・被写体検出手段、６・・・アナログメ
モリー回路、７・・・上限比較回路、８・・・下限比較
回路、９・・・第１の切替スイッチ、１０・・・第２の
切替スイツチ、１１・・・駆動制御回路、３１＋３２・
・・ＩＰＫ’ｌ’（第１Ｔ第２の切替手段）、３３１３
４・・・リレー（第１．第２の切替手段） 出願人　ミノルタカメラ株式会社 ゛′龜゛ 第３図 ノ 七 七 一 第４図 毛 番

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. レンズを進退させるレンズ駆動手段と、被写体距離に対
   し合焦とみなしうるレンズ位置の許容範囲を与える合焦
   ゾーンの上限値に対応させた高位電圧およびこの高位電
   圧より所定レベル低い中間電圧を比較電圧として切替出
   力しうる第１の比較電圧供給手段と、合焦ゾーンの下限
   値に対応させた低位電圧およびこの低位電圧より所定レ
   ベル高い中間電圧を比較電圧として切替出力しうる第２
   の比較電圧供給手段と、レンズの進退に応動し被写体距
   離に対する合焦位置を基準とするレンズの変位に応じた
   レベルの被写体検出信号を得る被写体検出手段と、前記
   被写体検出信号を一旦記憶しこれに対応するレベルのメ
   モＩＪ−を圧を出力するメモリー回路と、メモリー電圧
   と第１の比較電圧供給手段の比較電圧とを比較しメモリ
   ー電圧レベルが比較電圧を上まわるときレンズを合焦位
   置へ近づけるべく補正指令を出す上限比較回路と、メモ
   リー電圧と第２の比較電圧供給手段の比較電圧とを比較
   しメモリー電圧レベルが比較電圧を下まわるときレンズ
   を合焦位置へ近づけるべく補正指令を出す下限比較回路
   と、上限比較回路が補正指令を出力するとき第１の比較
   電圧供給手段の比較電圧として中間電圧を指定し補正指
   令を出力しないとき高位電圧を指定する第１の切替手段
   と、下限比較回路が補正指令を出力するとき第２の比較
   電圧供給手段の比較電圧として中間電圧を指定し補正指
   令を出力しないとき低位電圧を指定する第２の切替手段
   と、各比較回路からの補正指令を受はレンズ駆動手段を
   駆動する駆動制御回路とを備えたことを特徴とする自動
   合焦装置