JP2758625B2 - カメラ - Google Patents

カメラ

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JP2758625B2
JP2758625B2 JP1002624A JP262489A JP2758625B2 JP 2758625 B2 JP2758625 B2 JP 2758625B2 JP 1002624 A JP1002624 A JP 1002624A JP 262489 A JP262489 A JP 262489A JP 2758625 B2 JP2758625 B2 JP 2758625B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はカメラ、更に詳しくは、複数の赤外発光ダイ
オード(以下、IREDと略記する)より赤外光を被写体に
向けて投射し、その被写体からの反射光を受光すること
により被写体距離を自動的に測距して合焦点へレンズ駆
動する、所謂アクティブ方式の多点測距可能なカメラに
関する。
[従来の技術] 周知のように、コンパクトカメラ等に利用されている
距離検出装置は、投光レンズを通して画面の中央に位置
するであろう被写体に向け赤外光を投射し、投光レンズ
から一定の距離、つまり基線長だけ離れて設けられた受
光レンズを介して半導体位置検出装置に被写体からの反
射光を受光し、その入射位置によって被写体距離を測定
する、所謂赤外投光アクティブ式三角測距方式が採用さ
れている。
ところが、この方式にて撮影を行なう場合、投光した
方向、つまり画面の中央に主要被写体が存在しない場
合、距離検出装置は他の被写体あるいは背景つまり∞を
測距してしまって主要被写体に対してはピンボケ写真と
なってしまう(以下、これを中抜けという)。従って、
被写体の測距可能な画面位置は中央部に限られてしまう
ことになる。そこで、測距用の投光信号を複数にして、
ファインダ内の複数の測距位置を測距する多点測距方式
が実用化されている。
このような距離検出装置を搭載したカメラにおいて
も、近年は、撮影レンズのズーム化およびテレ・ワイド
化が進み、ファインダの倍率が撮影レンズの焦点距離に
合わせて変化するようになってきた。しかし、この場合
ファインダの画角は変化するが、投光光学系は固定のま
まであった。
[発明が解決しようとする課題] ところが、このような焦点距離が可変な撮影レンズの
焦点距離変化に連動して画角が変化するファインダに対
し、測距用の投光光学系が固定のままだと、ファインダ
視野に対するスポット光の位置がスムーズによって変化
するので、測距枠とスポット光の位置が一定せず、次の
ような不都合が生じることになる。
即ち、第11図に示すように、実像式ファインダ6と投
光レンズ2,3個のIRED41a,41b,41cからなる投光光学系と
における投受光される光束の関係は次のようになる。IR
ED41a,41b,41cから発光された光は、投光レンズ2で集
光されて投光角θ3で図示しない被写体に向けて投射さ
れる。被写体で反射された反射光は実像式ファインダ6
に入射されるが、この際、撮影レンズの焦点距離が可変
な、例えばテレ・ワイド切換式とかズーミング可能な撮
影レンズの場合、同じサイズのフィルム面に撮像される
被写体像の大きさが異なる、つまり画角が異なることに
なる。換言すれば、投光光学系は固定されているので投
光角θ3は一定値、例えば14°なのに対し、カメラ側で
はテレ時は被写体像が拡大されるので入射角θ2の幅の
光束が、ワイド時は広角となるから入射角θ1の幅の光
束が同じサイズの画面上に入射することになる。
そこで、第12図に示すファインダスクリーン上では、
ファインダ視野枠31の測距枠32内に入射する測距用スポ
ット光の位置は、ワイド時は黒ドットで示されるスポッ
ト光受光位置34,35,36となるのに対し、テレ側に切換え
ると、図において白丸で示されるスポット光受光位置3
3,35′,37になってしまう。中央のスポット光受光位置3
5,35′は、上記第11図における3個のIRED41の中央のIR
ED41bに対応するから、1点測距の場合のスポット光受
光位置と同様になるが、1点測距方式の場合でも投光光
学系が固定だと、ファインダ視野に対するスポット径が
変化するため、測距枠32を小さくすることが難しくなっ
てしまう。
また、これを解決するために、投光光学系をファイン
ダに合わせて変倍とする方法もあるが、これは大幅なコ
ストアップとなり、またスペースの点でも問題が残る。
そこで本発明の目的は、上述の問題点を解消し、可変
焦点アクティブAF方式で多点測距可能なカメラにおける
ファインダ内の測距枠と測距スポット位置が一致するよ
うなカメラを提供するにある。
[課題を解決するための手段および作用] 本発明のカメラは、 焦点距離可変の撮影レンズと、撮影画面の中央部およ
び周辺部の測距スポットを示す複数の測距枠を有し上記
撮影レンズの焦点距離変化に連動して変倍可能なファイ
ンダ装置と、上記ファインダ装置の光学系の一部を介し
て上記複数の測距枠内の各被写体に対して複数の測距用
光束を投射する投光手段と、上記各被写体から反射され
た上記測距用光束を受光するように上記投光手段から所
定の基線長だけ離れた位置に配され、さらに上記ファイ
ンダ装置がワイド側に変倍された状態での上記測距用光
束の投光角に応じて上記基線長に直交する方向の幅が決
定されている受光素子を含む受光手段と、上記受光手段
の出力に基づいて被写体距離を演算する距離演算手段と
を具備したことを特徴とし、また、 焦点距離可変の撮影レンズと、撮影画面の中央部およ
び周辺部の測距スポットを示す複数の測距枠を有し上記
撮影レンズの焦点距離変化に連動して変倍可能なファイ
ンダ装置と、上記ファインダ装置の光学系の一部を介し
て上記複数の測距枠内の各被写体に対して複数の測距用
光束を投射する投光手段と、上記各被写体から反射され
た上記測距用光束を受光するように上記投光手段から所
定の基線長だけ離れた位置に配され、さらに上記ファイ
ンダ装置の変倍動作に基づく上記測距用光束の投光角の
変化に対応するように上記基線長に直交する方向の幅が
決定されている受光素子を含む受光手段と、上記受光手
段の出力に基づいて被写体距離を演算する距離演算手段
とを具備したことを特徴とする。
[実施例] 本発明の具体的な実施例を説明するのに先立って、第
2図を用いてアクティブ方式の1点測距の原理を、また
第3図と第4図を用いてアクティブ方式の多点測距の原
理とその電気回路系統をそれぞれ説明する。
第2図は、1点測距における光学系等の配置を示す構
成図であって、IRED1で発光した光は、投光レンズ2で
集光されて被写体3に向けて照射され、その反射光は受
光レンズ4により半導体からなる周知の位置検出装置
(以下、PSDと略記する)5上に結像される。
受光レンズ4の光軸をPSD5の中心線に一致せしめて、
これを原点としたとき、反射光入射位置をx,投光レンズ
2と受光レンズ4との主点間距離、即ち、基線長をs、
受光レンズ4の焦点距離をfとすれば、被写体距離lは l=s・f/x ………(1) で与えられる。
PSD5で発生する光電流I1,I2は、共に入射光強度に比
例するが、光電流比I1/I2は入射光強度には依存せず、
入射光位置xのみで決定される。従って、PSD5の光電流
I1/I2が求まれば、被写体距離lが一義的に決定される
ことになる。
上記第2図ではアクティブ式三角測距方式の測距原理
の説明を簡単にするために、単純な一点測距を行う構成
としているが、これを三点測距に応用したときの光学系
等の構成を第3図に示す。
第3図において、3連のIRED41を構成する3個のIRED
41a,41b,41cに対して3連のPSD44を構成する3個のPSD4
4a,44b,44cが用いられていて、3個のIRED41a,41b,41c
からの各測距用赤外ビーム47a,47b,47cは投光レンズ2
により被写体に向かい、被写体で反射された各ビームは
受光レンズ4により3個のPSD44a,44b,44cのうちの対応
するPSDに入射するようになっている。
PSDを3個に分離した理由は、一点測距時に他の方向
からの入射光の影響を極力小さくして、S/Nの向上を図
るためである。
第4図は、上記3個のIREDおよび3個のPSDが接続さ
れた距離検出装置の一例を示す電気回路のブロック図で
ある。
この距離検出装置は、IRED41a,41b,41cからの発光を
選択するドライバ27、選択されたIRED41a,41b,41cと光
学的に対となっているPSD44a,44b,44cから出力された光
電流信号を選択して次段へ出力する選択回路21a,21b、
選択回路21a,21bから出力された光電流信号をI−V変
換して電圧信号に変換するI−V変換回路22a,22b、上
記電圧信号中から背景光成分を除去して有効な被写体光
成分、つまり変化分のみを検出する変化分検出回路23a,
23b、上記変化分の差を検出する差信号出力回路24、和
を検出する和信号出力回路25、和と差の比を演算する比
演算回路26、およびこれらをシーケンシャルに制御する
制御回路28により構成されている。ここで、比演算回路
26の出力が被写体距離に対応した信号となり、3点ある
ので3種類の信号が出力される。そのうちのどれを選択
して距離信号とするかは図示しないカメラのメインCPU
によって決定されるようになっている。
次に、本発明の具体的な実施例について説明する。本
発明は、実像式のファインダ光学系の光路に投光光学系
の光路を並設したものなので、ファインダ光学系の光学
配置を示す第1図を用いて、本発明の第1実施例を示す
カメラの要部を説明する。
先ず、その概略は、実像式ファインダ光学系の変倍系
と接眼レンズの間に可視光を透過、あるいは反射し赤外
光を反射あるいは透過する波長選択性ミラー14を挿入し
て可視光の光路と赤外光の光路を分割する。そして、赤
外光の光路側のピント面に3連のIRED41を配置してファ
インダ光学系を通してスポット光を被写体に投射するよ
うにしている。また、後述するようにPSDの幅をズーミ
ングに合わせて可変としている。
次に、その詳細を説明する。対物レンズ11,変倍レン
ズ12,補正レンズ13からなる対物光学系と、ポロプリズ
ム15と、接眼レンズ16とからなるファインダ光学系は、
対物系が変倍である実像式ズームファインダを使用す
る。対物系の光路中、第1結像面より対物レンズ側に赤
外光のみ反射する波長選択性ミラー14を設けて赤外光の
光路を分割し、赤外光光路の結像位置にIRED41a,41b,41
cからなる3連のIRED41を配設する。
このような構成においては、可視光は前記波長選択性
ミラー14では反射されず、瞳17に導かれるので通常のフ
ァインダだとして使用される。一方、IRED41による赤外
光は上記波長選択性ミラー14にて反射され、対物光学系
を通して被写体に投射される。ここで、対物光学系は変
倍であるので、ファインダのズーミングに合わせてIRED
41の投光角も変化することになり、その比はファインダ
倍率の変化と同じになる。
上記第1図はワイド時の例であるが、テレ時には当然
IRED投光角が変化するので第5図に、テレ時のレンズの
位置および投光角θ5を示す。このようにテレ時には変
倍系のレンズ位置の移動に伴い投光角が第1図における
θ4からθ5に変り、結果として、前記第12図に示した測
距枠32上の投光スポット位置がワイド時もテレ時も同じ
になる。
また、上記第1図,第5図に示したこの第1実施例に
使用される波長選択性ミラー14については、波長選択性
のない通常のハーフミラーでも可能であるが、光量がそ
れぞれ1/2となるので波長選択した方が有利である。
第6図は、本発明の第2実施例を示すカメラにおける
ファインダ光学系にIREDを並設した光学配置図である。
この第2実施例において、上記第1実施例と同じ構成部
材については同一符号を付して、その説明を省略する。
この第2実施例が上記第1実施例と大きく異なる点は、
対物系の結像位置をポロプリズム15の第1反射面より後
方に設け、この第1反射面を波長選択性ミラー14aとし
たものである。この場合、波長選択性ミラー14aはプリ
ズム18を介してIRED41からの赤外光を透過し可視光を反
射させるもので、その透過率,反射率の一例が第7図に
示されている。この第2実施例によれば、赤外光の光路
が直線となり反射物がないので、その分、投光位置のバ
ラツキが、上記第1実施例より小さくなり、測距精度が
向上する。
次に、受光系の実施例について説明する。受光系は投
光系と違ってファインダの測距枠32上のスポット光位置
(第12図参照)には影響を及ぼさない。従って、固定光
学系とするのがコスト的に有利である。その場合、第8
図に示すように、PSD44a,44b,44c上の結像位置が、ズー
ミングによって変化するので、同図に示すようにPSDの
形状を中央のPSD44bを狭く、両サイドのPSD44a,44cを広
くする。すると、図示しない3連のIREDから、ワイド時
に投光角θ4で、テレ時に投光角θ5で、それぞれ投射さ
れた投光スポットは、被写体で反射された後、受光レン
ズ4を介しPSD44a,44b,44c上に1個ずつ結像されること
になる。そして、IREDとPSDの対の関係は変わらないの
で、前記第4図に示す測距回路が適用できる。
ところで、上記第3図および第8図で使用したIRED41
a,41b,41cとPSD44a,44b,44cは、それぞれ1つの対をな
しているが、PSDは1つの幅の広いものでも、基本的に
は使用可能である。しかしながら、このときの問題点
は、PSDから出力される信号電流は、上記第3図,第8
図のように3個のPSDを使用しても、あるいは幅の広い
1個のPSDを使用しても同じであるが、背景から反射さ
れた定常光成分による光電流、つまり雑音成分が幅の広
い1個のPSDにすると面積比倍に増大するから信号のS/N
比が低下することである。
ところで、PSDが最も幅を必要とするのはワイド時で
あって、テレ時には必要な幅は最小となる。しかも、こ
のテレ時が最も精度を要求される。そこでズーミングに
よってPSDの幅を変化させ、ワイド時に広く、テレ時に
狭くなるように構成すれば、テレ時のS/N比をさほど低
下させずとも済むことになる。
第9図は、このような考え方に基づいて受光系を構成
する3個のPSDの幅を、上記第8図とは逆に、中央のPSD
44dを広く、両サイドのPSD44eを狭くした一例で、この
場合の回路構成を第10図に示す。この第9図,第10図に
おいて、上記第8図,第4図と同じ構成部材については
同一符号を付して、その説明を省略する。
第10図が上記第4図と大きく異なる点は、PSDの選択
をズーミングによって変えるようにした点である。即
ち、テレ時は、第9図のPSDのうちPSD44dのみの接続と
して信号を出力し、ワイド時はPSD44dと並列にPSD44eを
接続して1つの幅の広いPSDとして信号を出力する。こ
れによって、IRED41a,41b,41cの像を受光して信号を出
力するようにする。
そのため、制御回路28は、ズーミング情報によってPS
D44dとPSD44eを並列に接続するスイッチSW1,SW2を制御
するように構成してある。
更に、この場合、受光素子の切換は焦点距離切換時、
つまりテレ・ワイド切換時のみで事足り、IREDの選択と
合わせた切換は必要としない。従来、IREDおよびPSDを
切換えるごとに、定常光成分が異なるため、変化分検出
回路の安定化時間を必要としていたが、本発明によれ
ば、その必要もなく、測距時間の短縮も可能となる。
上記各実施例においては、3点を測距する方式につい
て述べたが、3連IRED、3連PSDのうち、1つの対のIRE
DとPSDを用いれば、1点測距方式に利用できることは言
うまでもない。また、3点測距以上の多点測距にも適用
できること勿論である。
[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、 アクティブAF投光光路をファインダ装置の光路と共有
させているから、専用の投光窓を設ける必要がなく、す
っきりしたデザインとすることができる。
ファインダ装置の変倍に伴って多点測距用スポット光
の投光方向が変化するため、ファインダ内部の測距ポイ
ントと実際の測距位置とのずれが生じない。
AFセンサの受光領域が多点測距用スポット光の最大の
投光範囲をカバーするように設定され、もしくは投光範
囲に連動して最適な受光範囲を設定しているから、受光
スポットがAFセンサから外れることがなく、変倍操作が
行われても距離検出不能とならない。
という数々の顕著な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の第1実施例のカメラにおけるファイ
ンダ光学系と投光光学系を示す側面図、 第2図と第3図は、本発明のカメラに適用されるアクテ
ィブ式の三角測距の原理を説明する図で、第2図は1点
測距時の、第3図は3点測距時の場合をそれぞれ示す光
学配置図、 第4図は、上記第3図における3点測距を具現化する電
気回路の一例を示すブロック系統図、 第5図は、上記第1図に示す光学系におけるテレ時の光
路図、 第6図は、本発明の第2実施例のカメラにおけるファイ
ンダ光学系と投光光学系を示す斜視図、 第7図は、上記第6図における波長選択性ミラーの透過
率と反射率の一例を示す特性線図、 第8図は、上記第1,5図,第6図に示す本発明の第1,第
2実施例に使用される3連のPSDに対する入射光路の概
略を示す斜視図、 第9図と第10図は、上記第1,5図,第6図に示す本発明
の第1,第2実施例に使用される3連のPSDの他の例をそ
れぞれ示す光学配置図と駆動回路のブロック系統図、 第11図と第12図は、従来の投光光学系による投光スポッ
トを実像式ファインダの測距枠上に表示するときの光路
図とファインダ視野内の配置図である。 3……被写体 6……実像式ファインダ 11,12,13……対物光学系 14……波長選択性ミラー(波長選択性を有するハーフミ
ラー) 41a,41b,41c……IRED(発光手段) 44a,44b,44c,44d,44e……PSD(受光手段)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】焦点距離可変の撮影レンズと、 撮影画面の中央部および周辺部の測距スポットを示す複
    数の測距枠を有し、上記撮影レンズの焦点距離変化に連
    動して変倍可能なファインダ装置と、 上記ファインダ装置の光学系の一部を介して、上記複数
    の測距枠内の各被写体に対して複数の測距用光束を投射
    する投光手段と、 上記各被写体から反射された上記測距用光束を受光する
    ように、上記投光手段から所定の基線長だけ離れた位置
    に配され、さらに上記ファインダ装置がワイド側に変倍
    された状態での上記測距用光束の投光角に応じて上記基
    線長に直交する方向の幅が決定されている受光素子を含
    む受光手段と、 上記受光手段の出力に基づいて、被写体距離を演算する
    距離演算手段と、 を具備したことを特徴とするカメラ。
  2. 【請求項2】焦点距離可変の撮影レンズと、 撮影画面の中央部および周辺部の測距スポットを示す複
    数の測距枠を有し、上記撮影レンズの焦点距離変化に連
    動して変倍可能なファインダ装置と、 上記ファインダ装置の光学系の一部を介して、上記複数
    の測距枠内の各被写体に対して複数の測距用光束を投射
    する投光手段と、 上記各被写体から反射された上記測距用光束を受光する
    ように、上記投光手段から所定の基線長だけ離れた位置
    に配され、さらに上記ファインダ装置の変倍動作に基づ
    く上記測距用光束の投光角の変化に対応するように上記
    基線長に直交する方向の幅が決定されている受光素子を
    含む受光手段と、 上記受光手段の出力に基づいて、被写体距離を演算する
    距離演算手段と、 を具備したことを特徴とするカメラ。
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