JP2620143B2

JP2620143B2 - オートフォーカス装置の測距機構

Info

Publication number: JP2620143B2
Application number: JP1187021A
Authority: JP
Inventors: 秀夫吉田
Original assignee: 富士写真光機株式会社
Priority date: 1989-07-19
Filing date: 1989-07-19
Publication date: 1997-06-11
Anticipated expiration: 2012-06-11
Also published as: JPH0351833A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、アクティブ方式によって被写体距離を自
動的に検出するオートフォーカス装置の測距機構に関す
る。

〔従来の技術〕

オートフォーカス装置は、カメラなどにおいては、被
写体距離を自動的に測定し、その測距結果に基づいて撮
影レンズを調節してピントを合わせる装置で、このオー
トフォーカス装置によって誰もが写真撮影をより手軽に
楽しめるようになった。このオートフォーカス装置の種
類としては種々のものが提案されているが、主なものと
して三角測量法による測距法であって、アクティブ方式
のものがある。

このアクティブ方式の測距機構には、カメラから積極
的に被写体に向けて赤外線などの信号を照射し、それが
帰ってきたときの受光素子への入射位置によって測距す
るものがある。

従来のアクティブ方式の測距機構は、投光部として発
光素子と投光レンズを備え、受光部として受光素子と受
光レンズを備えたものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、従来の測距装置では投光部の投光素子
と投光レンズとが１組のものからなるため、次のような
問題がある。

第９図は、被写体Ｐが遠距離にある場合に、投光レン
ズ２を透過した投光ビーム４の照射状態を示したもの
で、遠距離になるにしたがって照射径が大きくなってし
まい、単位面積当りの照射光量が減少する。このため、
被写体Ｐの面積によっては、反射する光量が少なくなっ
てしまい、受光量が減少して測距できなくなってしまう
おそれがある。また、光量は距離の２乗に反比例するた
め、被写体距離が大きくなるとSN比が悪化し、正確な測
距データが得られなくなってしまう。

また、遠距離における被写体Ｐから十分な光量を得る
ために投光ビーム４の照射径を小さくして第９図上投光
ビーム６のようにすると、第10図に示すように、最至近
距離における被写体Ｐに照射した場合には狭い範囲しか
照射できず、該被写体Ｐの凹凸に影響されて測距データ
に誤差が生じやすい。

そこで、この発明は、被写体Ｐが遠距離にある場合で
あっても受光素子が十分な光量を得ることができ、また
被写体Ｐが近距離にある場合に該被写体Ｐの凹凸による
影響を受けることが少ないオートフォーカス装置の測距
機構を提供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、この発明に係る測距機構
は、投光素子と投光レンズとからなり被写体に向けて信
号光を発信する投光部と、受光素子と受光レンズとから
なり被写体によって反射した上記信号光を受信する受光
部とを有し、該受光素子に上記受信信号が入射された位
置により被写体までの距離を測定し、該測距データに基
づいて撮影レンズを調整するオートフォーカス装置にお
いて、上記投光部を複数組設け、これら複数の投光部の
投光素子の光軸を同一面内に配し、上記光軸を含む面が
投光部と受光部を結ぶ基線と直交し、それぞれの投光素
子の光軸が所定の距離において交差するように、該複数
組の投光部を配し、上記複数の投光部を同時に点灯させ
て前記信号光を被写体に照射して測定することを特徴と
している。

〔作用〕

上記投光部を２組配設した場合、上記光軸が交差した
所定の距離よりも近い位置にある被写体に向けて光信号
をほぼ同時に投光すると、それぞれの投光素子から発せ
られた光信号は適宜にずれた状態で被写体を照射するか
ら、被写体には広範囲に光が照射される。したがって、
１点に照射する場合に比べて被写体表面の凹凸の影響を
受けにくい。

また、上記所定の距離よりも遠くにある被写体を照射
すると、それぞれの投光素子からほぼ同時に発せられた
光信号は重畳するから、被写体を照射する光量が多くな
り、受光量が減少するのを防止でき、SN比を良好にでき
る。

〔実施例〕

以下、第１図ないし第８図に示した好ましい実施例に
基づいて、この発明に係る測距機構を具体的に説明す
る。

カメラなどの本体の適宜な位置には第１図に示すよう
に、２組の投光部10、20と受光部30とが設けられてい
る。

この投光部10、20は被写体Ｐに向けて特定の同一波長
の光を投光させるものであり、赤外発光ダイオードなど
からなる投光素子11、21とこれらの前方に配設された投
光レンズ12、22とにより構成されている。他方、受光部
30は投光部10、20から投光されて被写体Ｐによって反射
した光を受けて、受光面上に受光像を形成させるもので
あり、受光素子31とこの受光素子31の前方に配設された
受光レンズ32とにより構成されている。これら投光部1
0、20の投光素子11、21の光軸は同一面内に配されてお
り、これら光軸を含む面と受光部30の中心とは所定の基
線長Ｂを隔てて配設され、該基線がこの光軸を含む面に
直交している。

そして、上記それぞれの投光部10、20の投光素子11、
21と投光レンズ12、22とは、それぞれ第２図に示す関係
にある。投光レンズ12と投光レンズ22は、それぞれの光
軸S₁、S₂が平行であり、その間隔がＤとなって配置され
ている。また、投光素子11と投光素子21は、それぞれの
光軸T₁、T₂が、上記光軸S₁、S₂から反対の方向に距離ｄ
を隔てて設けられており、かつこれらの光軸T₁、T₂は光
軸S₁、S₂に対して適宜に傾いて、投光レンズ12、22の光
学的中心から所定の距離L₀の位置で交差するように配置
されている。すなわち、この距離L₀の位置で、それぞれ
の投光素子11、21から発せられた投光ビーム13と投光ビ
ーム23とが、第１図および第３図（ａ）に示すように、
重畳することになる。また、投光レンズ12、22の光学的
中心から光軸T₁、T₂が交差する距離L₀よりも近い距離L₁
においては、第３図（ｂ）に示すように、投光ビーム13
と投光ビーム23とは一部が重畳するだけで、上下にわた
って広がったものとなる。

受光素子31は第４図に示すようにその受光面に、受光
量を補正するため、楔形にアルミニウムなどを蒸着して
遮光部33が形成されており、被写体Ｐが遠距離にある場
合には、第４図（ａ）に示すように受光面の右側に受光
像34が形成され、近距離に被写体Ｐがある場合には、第
４図（ｂ）に示すように左側に受光部35が形成される。
この近距離の場合には投光ビーム13、23の一部が重畳し
た状態であるから、受光部35は２つの受光像35a、35bが
一部を重畳させて上下に広がった状態となる。

第７図は投光素子11、12を作動させるためのブロック
図で、投光素子11、21はそれぞれ駆動回路41、42に接続
され、これら駆動回路41、42は投光制御回路43に接続さ
れている。そして、上記駆動回路41、42は制御回路43か
ら送出される駆動信号によって同時に作動し、これによ
り投光素子11、21が同時に発光するとともに、同時に消
灯するようにしてある。

以上により構成したこの発明に係る測距機構の作用
を、以下に説明する。

カメラなどのレリーズボタンなどが操作されると、制
御回路43から駆動信号が送出され、該駆動信号に基づい
て駆動回路41、42が同時に駆動して投光素子11、21が同
時に点灯する。この投光素子11、21の光は投光レンズ1
2、22を透過して投光ビーム13、23となって被写体Ｐを
照射する。そして、この投光が被写体Ｐによって反射し
て戻ってくると、受光レンズ32を透過して受光素子31に
入射される。このとき、被写体Ｐまでの距離によって受
光素子31に入射される反射光の位置が変わるから、その
入射位置から入射角度が求められ三角測量法によって被
写体Ｐまでの距離が測定されることになる。

いま、被写体Ｐが投光素子11、21の光軸T₁、T₂が交差
する距離L₀よりも遠距離にある場合、重畳した投光ビー
ム13、23の径ａ（第３図参照）は、投光素子11、21の発
光径をＣ、投光レンズ12、22の焦点距離をｌ、投光レン
ズ12、22から被写体Ｐまでの距離をＬとすると、ａ＝CL/l …… で表される。

すなわち、被写体Ｐまでの距離Ｌが大きくなると、投
光ビーム13、23の径ａが大きくなる。しかも、２つの投
光ビーム13、23が重畳しているため単位面積あたりの光
量は、１つの投光部のものと比べて約２倍となってい
る。

したがって、第５図に示すように、被写体Ｐに照射し
た場合に一部の投光が被写体Ｐからはみ出してしてしま
ってカケた場合でも、反射光量の低減を少なくすること
ができる。

次に、被写体Ｐが光軸T₁、T₂の交差する距離L₀よりも
近距離にある場合、投光ビーム13、23のずれ量ｂは、投
光レンズ12、22の中心間距離をＤ、投光レンズ12、22か
ら被写体Ｐまでの距離をＬとすると、ｂ＝｛Ｄ・（L₀−Ｌ）｝/L₀ …… で表される。

すなわち、被写体Ｐまでの距離Ｌが小さくなると、ず
れ量ｂは大きくなり、２つの投光ビーム13、23は上下に
広がることになる。

したがって、第６図に示すように、被写体Ｐの表面に
凹凸がある場合であっても、該凹凸の影響を受けること
なく確実に被写体距離を測定できる。なお、被写体Ｐの
までの距離情報は、第４図に示すように、受光素子31に
形成された受光像34、35の基線方向の位置の変化によっ
て求めているため、投光ビーム13、23の上下方向、即ち
基線に直交する方向の広がりは該距離情報に影響を与え
ない。

そして、上記投光ビーム径ａやずれ量ｂは、投光素子
11、21の傾き角度や光軸S₁S₂からのずれた距離ｄを適宜
に変更して定めればよい。

本実施例では、投光ビーム13、23を円形にしたものに
ついて説明したが、他の形状であっても構わない。

また、２組の投光部10、20を具備した測距機構につい
て説明したが、第８図上破線で示すように、複数の投光
部の投光素子の光軸を同一面に配し、この面が基線に直
交するように配設したものであっても構わない。この場
合、ｎ組の投光部を具備したものであれば、光量はｎ倍
に増加することになる。なお、この場合に投光素子ｎに
は、第７図上破線で示すように、駆動回路46を接続し、
この駆動回路46を前記制御回路43に接続することによ
り、この投光素子ｎを他の投光素子11、21と同時に発光
させ、同時に消灯させるようにする。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明に係る測距機構によれ
ば、複数の投光部を具備させ、これら投光部の投光ビー
ムを、遠距離にある被写体を照射した場合に重畳させる
ようにしたから、被写体を投光した際の単位面積あたり
の光量は、１つの投光部を備えた測距機構に比べて、投
光部の数に相当する倍数となる。したがって、遠距離に
ある被写体を測距する場合に、投光ビームの一部が被写
体からカケても十分な光量を照射することができ、受光
素子に十分な受光量を入射することができるので、確実
に測距を行なうことができる。

また、被写体が近距離にある場合には、複数の投光ビ
ームが上下に広がって被写体を照射することになるか
ら、当該被写体の表面の凹凸の影響を受けにくくなる。
このため、近距離の被写体についても確実な測距を行な
うことができる。

【図面の簡単な説明】

図面は、この発明に係る測距機構の好ましい一実施例を
示すものである。第１図は、この測距機構の概略を示す
斜視図である。第２図は、作用を説明するための光路図
である。第３図は被写体に照射した投光の形状を示す概
略図で、第３図（ａ）は被写体が遠距離にある場合、第
３図（ｂ）は近距離にある場合を示している。第４図は
受光素子に形成された受光像を示すもので、第４図
（ａ）は被写体が遠距離にある場合の受光像が形成され
た受光面を、第４図（ｂ）は近距離にある場合の受光像
が形成された受光面を示している。第５図は、遠距離の
被写体に照射された投光ビームの状態を示す正面図であ
る。第６図は、近距離にある被写体を照射した場合の側
面図である。第７図は、投光素子を作動させるためのブ
ロック図である。第８図は他の実施例を示すもので、第１図に相当する斜
視図である。第９図および第10図は従来の測距機構の問題点を説明す
るためのもので、第９図は第５図に相当する正面図、第
10図は第６図に相当する側面図である。 10、20……投光部、11、21……投光素子 12、22……投光レンズ、13、23……投光ビーム 30……受光部、31……受光素子 32……受光レンズ、34,35……受光像 41,42,46……駆動回路、43……制御回路Ｐ……被写体、S₁,S₂,T₁,T₂……光軸

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】投光素子と投光レンズとからなり被写体に
向けて信号光を発信する投光部と、受光素子と受光レン
ズとからなり被写体によって反射した上記信号光を受信
する受光部とを有し、該受光素子に上記受信信号が入射
された位置により被写体までの距離を測定し、該測距デ
ータに基づいて撮影レンズを調整するオートフォーカス
装置において、上記投光部を複数組設け、これら複数の投光部の投光素
子の光軸を同一面内に配し、上記光軸を含む面が投光部と受光部を結ぶ基線と直交
し、それぞれの投光素子の光軸が所定の距離において交差す
るように、該複数組の投光部を配し、上記複数の投光部を同時に点灯させて前記信号光を被写
体に照射して測定することを特徴とするオートフォーカ
ス装置の測距機構。