JPS62237411A - 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】 （産業上の利用外Ｉｆ） 本発明は、例えばカメラのアクティブ方式の自動合焦装
置に関し、特に、測距情報の誤差を取り除い念ものに関
する。

（従来技術） 被写体に光を投射してその反射光を受光することによっ
て、被写体までの距離を決定するいわゆるアクティブ方
式の自動合焦装置においては、従来、特開昭５７−４４
８０９号や特開昭５９−２０１００７号のように、受光
光量が所定のレベルになるまで９分する積分回路を受光
素子の出力側に設け、これＫよって光量不足を補い、精
度の良い距離ｔｉ［を得るようにしてい念が、積分回路
自体のオフセットずれや、ノイズ量によって測距結果は
影響を受けるので、誤測距を避けるためには高精度のオ
フセット調整を必要としていた。また、環境１度変化に
よる抵抗体等の物性変化によるオフセットの変化は避は
難いので、測距精度はこれらの変化を考慮に入れた程度
のものであり、従来のシステムはこの程度の精度で満足
せざるを得ないものであった口 この様なシステムの１例として、特開昭５９−２０１０
０７号において行われている同期検波方式を簡単に説明
する。第３図はこの同期検波方式のシステム図であり、
発光部ＬＥＤにより特定周波数で変調して発光された光
の被写体による反射光″！４：２分割素子で受光し、そ
の両端からの出力電流を電流−電圧変換器１．１′で電
圧に変換する。この信号を符号２０．２０’のカップリ
ング用コンデンサによって直流分をカットする。符号３
０．３０′は交流増幅器で、これによって変調周波数付
近の成分を十分に増幅した後、次段の同期検波回路２．
２′に信号を供給する。同期噴液回路２．２′では、発
光部ＬＥＤの変調と同期してアナログスイッチ５０．６
０．５０’、６０′を交互に切り換えることによって、
信号のマイナス成分を反転器４０．４０′で反転させて
同期検波を行っている。

この様なシステムの問題点を説明する友めに、これを更
に説明すると、従来の赤外光を投射するアクティブ方式
の自動合焦装置においては、受光側で受けた反射光量を
受光素子の出力側に設けた積分回路を用いて積分し、そ
の積分時間を反射光量に応じて変化させることによって
、この反射光量を測定可能なレベルまで積分することを
行っていた。

この様な従来の積分方式のシステム図を第４図に示す。

第４図において、投光レンズを介して投光系が発光した
特定周波数で変調した光の反射光を受光レンズを通して
受光素子で受け、符号１．１′のＩ　−Ｖ変換回路で電
圧に変換し、符号２．２の検波回路で上記特定周波数に
同期して同期検波を行って、信号成分のみを符号３゜３
′の積分回路で積分する。その積分値ｖＡ％ｖＢを加算
器回路４０で加算してｖＡ−）−ｖＢを作る。この直を
積分時間コントロール回路５０で監視しておき、測距可
能な所定のレベルになる様に積分時間を決定し、これに
よって、積分回路３．３′を制御する。そして東に、次
回の積分を行わせる。これを繰り返すことによって常に
ｖ、＋ｖＢを所定レベルにして測距を行っている。なお
、測距情報は受光素子の両端から得られる電圧ｖＡ、Ｖ
Ｂｔ−処理することによって得られる（詳しいことは、
例えば特開昭５７−４４８０９号、特開昭５９−２０１
００７号参照）。

第５図に各部の波形を示す。第４図の嵌なシステムにお
いては、１４！時において比較的長い積分時間で積分波
形のオフセット調整を行い、第５図の■の出力波形の様
に無信号時に出力波形がゼロになるようにして測距を行
う。

しかしながら、このシステムは次の様な問題点がある（
第５図■参照）。

０　調整時に高精度の調整を要する。

〇　−変調整した後、オフセットがずれた場合は、その
システムはずれ量だけのバイアスが測距ｔ［にのり、正
確な測距情報が得られない。

０　外光の中に赤外光が多い場合など検波回路だけでは
ノイズ光を取り去れない場合は、このノイズ光によって
積分出力にバイアスかの９、測距情報が不ｌＥ涌になる
口 ０　積分時間が長くなると微小なオフセットずれでも大
きなずれ電になり、反射光量が少ない時は、不正確な測
距情報となってしまう。

０　環境温度変化による構成素子の物性変化に起因する
オフセットずｈは避けられず、使用幅量範囲が制限され
るとともに、精度も不充分となる。また、この範囲を広
げるにＦｉ温度依存性のない高価な部品を飲用するか、
測距回路とは別に温間補正回路を設ける必要がある。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明の目的は、上記した従来の自動合焦装置の問題点
を解決１．て、アクティブ方式の自動合焦装置において
、調整不充分によるオフセットずれ、ノイズ光、あるい
は、環境温度変化等によって避けられないオフセット変
化等による測距情報の誤Ｎを取９除くシステムを低コス
トで簡嗅な構成により実現することである◎（問題点を
解決するための手段） 本発明の自動合焦装置は、特定周波数で変調した光を発
光する発光部と、前記光をスポット光として被写体上に
投光する投光光学系と、前記スポット光の被写体からの
反射光を光点位置検出素子上に入射させる受光光学系と
、前記光点位置検出素子の出力信号を前記特定周波数に
同期して検波する検波部と、この検波部の出力を積分す
る積分部と、この積分部の出力を演算して前記被写体ま
での距離に対応した測距情報を出力する演算部と、この
演算部からの測距情報に基づいて合焦光学系の駆動を制
御する制御部とを備えたものであって、前記発光部にお
いて発光と無発光とを特定周期でくり返し、無発光時の
前記積分部の積分値によって発光時の前記積分部の積分
値を補正する回路を前記積分部と前記演算部の間に介在
させ、補正された積分直に基づいて測距情報を得るもの
である。

前記光点位置検出素子として２個の出力信号を出力する
ものを用いる場合、それぞれの出力信号について検波部
と積分部とを備え、無発光時のそれぞれの積分部の積分
［直によって発光時のそれぞれの積分値を補正するよう
にすると良いＯ また、前記積分直を補正する回路は、無発光時の前記積
分直を保持する回路と発光時の前記積分部の積分値から
前記保持した積分値を減算する回路とを備えるようにす
ると良い。

（実施例） 次に、本発明の詳細な説明する。第１図はこの自動合焦
装置の要部を示すシステム図であり、投光レンズを介し
て発光部ＬＥＤが発光し大枠定周波数で変調された赤外
光の様な光を被写体上にスポット光として投光し、この
反射光を受光レンズを通して光点位置検出素子ＰＳＤで
受光する。ＰＳＤＨｌこの上に入射する光点のＰＳＤ長
手方向の位置によってその両端の電険から出力する電流
が変化するものが代表的なもので、この２つの電流の関
係からＰＳＤ上の光スポットの位置を検出し、三角測量
の原理により被写体の測距を行うことができるものであ
る。ＰＳＤの２出力をｌ−Ｖ変換器１．１′により電流
電圧変換し、演技回路２．２′、積分回路３．３′を通
して信号電圧ｖＡ、ＶＢを得る。補正回路４〜８．４′
〜８′のアナログスイッチ４．４′をＯＦＦにし、アナ
ログスイッチ５．５′をＯＮにして、これらの信号７人
、ＶＢをアナログスイッチ５．５′、減算器８．８′を
経て、オフセットずれ等の補正を行っていない信号７人
、ｖＢを補正回路の出力端子より得る。これらの信号を
Ａ／Ｄ変換器（ＩＷ示なし）を通してアナログ直からデ
ジタル直に変換した後、１図示していない論理回路モジ
くけマイクロコンピュータによってＰＳＤ上の受光光量
に相当するＶＡ＋ＶＢの演算を行い、ｖ人−４−ｖＢの
値を監視し、積分時間及び投光系の発光間隔を制（財）
する。

すなわち、１回の発光は、発光及び光量制御回路（図示
なし）を通して、パルス制御によって積分時間に相当す
る時間だけ、特定周波数で変調した光を発光する。この
積分時間及び発光時間を制御するためのパルス数はマイ
クロコンピュータ等で制御する口例えば、ＰＳＤの受光
光量が減少したとすると、ＶＡ＋ＶＢのｒｆｉは小さく
なる。この時は、ｖＡ＋ＶＢの咳が正確な測距が行える
範囲になるまで（所定の第１基準直以上になるまで）積
分時間及び発光パル数を増加させて（発光時間を延ばし
て）　、ＶＡ＋ＶＢを大きくするようにする。逆に、Ｐ
ＳＤの受光光量が増加して、ｖＡ＋ＶＢの喧が大きくな
った場合、同様にＶＡ＋ＶＢの値が正確な測距が行える
範囲になるまで（所定の第２基準以下になるまで）積分
時間及び発光パルス数を減少きせて（発光時間を短縮１
２て）　、　ｖＡ＋ｖＢの喧を小さくするようにする。

この様にして通常の積分時間割−及び発光量制量が行わ
れる。以上の点までは従来技術と同様である。

本発明においては、この様にして発光パルス数、すなわ
ち、積分時間が決定された後、第２図に各部の波形を示
す様に、１ｆ５ｈ光部ＬＥＤを無発光としてその積分時
間だけＰＳＤからの出力を積分回路３．３で積分し、そ
の時の回路の調整不充分によるオフセットずれ、ノイズ
光：あるいは、環境温度変化等によるオフセット変化等
による積分１直Ｖム。ｆｆ　　ｖＢｏｆｆを得、この直
をアナログスイッチ５．５’１ＯＦＦにし、アナログス
イッチ４．４′をＯＮにすることによってホールドコン
デンサ６．６’１Ｃ１ｆｉ持させておく。

次に、アナログスイッチ４．４′をＯＦＦにし、アナロ
グスイッチ５．５′をＯＮにして、前回と同じ積分時間
だけ発光部ＬＥＤを発光させて積分し、この積分Ｍ　Ｖ
Ａ、　ＶＢとホールドコンデンサ６．６′に保持されて
いる積分（ｍ　ｖＡＯｆ　ｆ　−”Ｂｏ　ｆ　ｆとの差
ｖＡ＝　ｖＡ　　ＶＡｏｆｆ　、　ＶＢ　＝　ＶＢ−Ｖ
Ｂｏｌｌ　ｆ　減’ｐｉ器８．８′よシ得る。これらの
補正は号４、■−を従来のものと同様に処理して測距ｆ
ｉｌを得、との測距情報によｐ合焦レンズの駆動を制御
すれば、測距情報に影響するオフセットｔを常に精度良
く補正することができる。

本発明の無発光時の積分を通常の発光時の積分と並行し
て行みという考え方は、上記実施例に限定されることな
く、種々の変形が可能であるＯ （発明の幼果ン 本発明の方式の従来方式に対応る長Ｆ５１ｒを列記する
と、 〇　−変調整しｔ後、オフセットがずれた場合でも、自
動的にオフセットずれを補正しているので、正確な測距
情報が得られる。

０　外光の中に赤外光が多い場合などで、演技回路で暇
り切れない外光によるノイズなどの補正も可能である。

０　環境温度変化に強いシステムを構成できる。

ＯＡ／Ｄ変換をし念後に補正する方式より広い範囲のオ
フセット調整が可能である。

以上の様にして、部用温度範囲の広い高精度の自動合焦
装置を高価な部品、高度の調整を用いることなく実現で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例の要部を示すシステム図、第
２図は第１図の自動合焦装置の各部の波形図、第３図、
第４因は従来のアクティブ方式の自動合焦装置の要部の
システム図、第５図は第４図の自動合焦装置の谷部の波
形図である。 １、ｌ／：］−Ｖ変換器　２．２’：ｌ＊波回路３．３
′：積分回路　４．４′、５．５′：アナログスイッチ
　６．６′：ホールドコンデンサ７．７′：バッファ−
８，８′：減算器特許出願人　　　小西六写真工業株式
会仕出願人代理人　弁匪士　佐　藤　　文　　男（ほか
２名） 第　　　３（１２１ 投光レンズ 革　　４　　図 予備発光 第　　５　　図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）特定周波数で変調した光を発光する発光部と、前
   記光をスポット光として被写体上に投光する投光光学系
   と、前記スポット光の被写体からの反射光を光点位置検
   出素子上に入射させる受光光学系と、前記光点位置検出
   素子の出力信号を前記特定周波数に同期して検波する検
   波部と、該検波部の出力を積分する積分部と、該積分部
   の出力を演算して前記被写体までの距離に対応した測距
   情報を出力する演算部と、該演算部からの測距情報に基
   づいて合焦光学系の駆動を制御する制御部とを備えた自
   動合焦装置において、前記発光部において発光と無発光
   を特定周期でくり返し、無発光時の前記積分部の積分値
   によつて発光時の前記積分部の積分値を補正する回路を
   前記積分部と前記演算部の間に介在させ、補正された積
   分値に基づいて測距情報を得ることを特徴とする自動合
   焦装置。
2. （２）特許請求の範囲第１項において、前記光点位置検
   出素子は出力信号を２個有するものであり、それぞれの
   出力信号について前記検波部及び前記積分部を備え、前
   記無発光時のそれぞれの積分部の積分値によつて発光時
   のそれぞれの積分部の積分値を補正することを特徴とす
   る自動合焦装置。
3. （３）特許請求の範囲第１項又は第２項において、前記
   積分値を補正する回路は無発光時の前記積分部の積分値
   を保持する回路と発光時の前記積分部の積分値から前記
   保持した積分値を減算する回路とを備えていることを特
   徴とする自動合焦装置。