JPH01217425A - アクティブ方式の測距装置を備えたカメラ - 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、受光器が発光素子の両側に配置された（以下
３眼式と称す）アクティブ方式の測距装置を備えたカメ
ラに関するものである。

〔従来の技術〕

近年自動焦点調節装置を内蔵した携帯用の小型カメラが
多く提供されるようになった。−眼レフレックスカメラ
以外の小型カメラに使用されている自動焦点調節方法は
、カメラから被写体までの距離を測距装置によって測定
し、その結果をもとにして撮影レンズをビン、トの合う
位置まで移動させる方式である。測距装置は外部照明に
よる被写体面の輝度とコントラストによって測距を行う
パッシブ方式と、光又は超音波を装置側から被写体に向
けて投射しその反射光によって測距を行うアクティブ方
式とに大別される。一般にアクティブ方式による測距装
置はパッシブ方式による測距装置に較へ被写体輝度の影
響を受けない、すなわち暗黒下でも測距が可能であるの
で、アクティブ方式による測距装置が多く採用されてい
る。

第４図は、従来の受光器と発光素子が所定間隔を隔てて
配置された（以下２眼弐と称す）アクティブ方式の測距
装置の一例を示す構成図である。

図において、３は赤外光を発光する発光素子である発光
ダイオードＩＲＥＤ、４はＩＲＥＤ３の前面に位置し被
写体１０に光スポットを投射する投光レンス、５はＰＤ
（フォトダイオード）５１．ＰＤ５２からなる２分割７
オトタイオードである受光器、６は被写体１０の上記光
スボントの像を受光器５の受光面に投影する受光レンズ
、７はＩＲＥＤ３をパルス状に発光させる発光回路、８
Ａ、８ＢはＰＤ５１．ＰＤ５２の出力Ｉ、、Ｉ２を増幅
する演算増幅器、９は増幅された上記出力の比に基づい
て距離信号を出力する演算器である。

発光素子であるＩＲＥＤ３の発光点は完全な点ではなく
、一定の大きさを有するので、投光レンス４によって被
写体ｌＯ上に投影される光スポットの大きさは１０〜４
０ｃｍの直径を有することになり、受光器５上に結像す
る光スポットの像も点にはならないで一定の大きさを有
するようになる。

被写体１０が遠距離にあるときは受光レンズ６による光
スポットの像は受光器５の受光面上でＩＲＥＤＢ寄りに
結像し、ＰＤ５１の出力■１がＰＤ５２の出力■２より
大きくなり、被写体１０が近距離にあるときは上記光ス
ポットの像はＩＲＥＤ３から離れた側に結像するのでＩ
２が大きくなる。したがってＩ、、Ｉ２を比較演算する
ことによって距離信号を得ることができる。

上記受光器５は光点位置検出器ＰＳＤに置き換えること
もできる。しかし、ＰＳＤを使用した場合は自己ノイズ
が大きく出力が比較的小さい時、すなわち被写体が遠方
になるに従い、繰り返し精度が悪くなるという欠点があ
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記２眼式測距装置において、投光レンズ４と受光レン
ズ６が垂直方向に縦並びに配設されている場合、もし、
被写体１０が被写界の中央になく上下いずれかに寄って
位置し、投光レンズ４によって投射される光スポットの
一部しか被写体１０に当たらない場合、あるいは、被写
体１０の上下いずれかの側の反射率が非常に低い場合は
（第４図において被写体ＩＯのａの部分が実在し、ｂの
部分か存在しないか反射率が著しく低い場合）、受光器
５の受光面に結像する光スポットの像は一部欠落したも
のとなり測定誤差を招く原因となる。以下かかる状態を
欠けという。　投光レンズ４と受光レンズ６が水平（横
並び）に配設されている場合には、横方向についての欠
けが上述と同様に測定誤差を招く原因となる。

第５図は第４図Ｃ９示す装置において欠けの現象が発生
したときの受光面の様子を説明するだめの図である。（
ａ）は欠けがなくて正常な距離測定が行われる場合を示
す図、（ｂ）は第４図の被写体ＩＯの下部に欠けがあっ
て上部の反射光のみによる光スポツト像となり、殆どＰ
Ｄ５２側のみにしか光か当たらないため、測定誤差が発
生して至近距離に近い測距結果が出る場合を示す図、（
Ｃ）は反対に被写体１０の上部に欠けがあって光スポツ
ト像は殆どＰＤ５１側にのみにしか光が当たらないため
に測定誤差が発生し、無限遠に近い測距結果が出る場合
を示している。以上は理解し易くするｔ；め極端な場合
に付いて説明したが、多少を問わずこのように２眼式測
距装置にあっては欠けによって測定誤差が発生するとい
う問題点があった。

以上の欠けの問題点を解決し、受光器５の出力を増大さ
せる方法として、特開昭５５−１１９００６号公報にＰ
ＳＤを用いた３眼式の測距装置が開示されている。しか
しながら、上記装置においてはＰＳＤを用いているため
、光スポツト像の移動に対する受光素子の出力変化率が
小さく、ノイズによる測定誤差を発生し易いという問題
点がある。

本発明はこのような問題点を解決し、欠けによる測定誤
差を発生させないか、もしくは減少させ、受光素子の出
力のＳ／Ｎ比を向上させて、遠距離まで測距可能なアク
ティブ方式の測距装置を備えたカメラを提供することを
目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、発光素子に投光レンズ、受光器に受光レン
ズがそれぞれ対応する前方位置に設けられ、受光器が発
光素子の両側に位置するようにしだ測距装置の受光器を
２分割フォトダイオードとしたことを特徴とするアクテ
ィブ方式の測距装置を備えたカメラによって達成される
。

〔実施例〕

以下図面について本発明の実施例について説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す斜視図、第２図は上記
実施例の裏側から見た斜視図、第３図は第１図に示した
カメラが備える測距装置の構成を示す図である。第４図
と同−又は相当部分は同一符号を用いて表示してあり、
その詳細な説明は省略する。図において、■はカメラの
フロント基板で、これに撮影レンズ２、測距ケーシング
１１、ファインダ１２、フィルムカウンタ１４、制御基
板１５などが取り付けられている。測距ケーシング１１
の前面には投光レンズ４を中心にして受光レンズ６Ａ。

６Ｂが垂直方向に投光レンズ４から等間隔に配設されて
いる。測距ケーシング１１の後面の投光レンズ４及び受
光レンズ６Ａ、６Ｂの焦点位置近傍にはＩＲＥＤ３及び
受光器５Ａ、５Ｂが保持板１３及び止めネジ１６によっ
て取り付けられるようになっている。制御基板１５には
後述する演算増幅器８Ａ。

８Ｂ、演算器９の外制御用ＩＣ等が取り付けられている
。

受光器５Ａ、５Ｂにはこの場合上下に２分割されたフォ
トダイオードが使用される。もし、投光レンズ４及び受
光レンズ６Ａ、６Ｂが水平（横方向）に配設される場合
には受光器５Ａ、５Ｂは左右に２分割された７オトダイ
オードが使用される。

そして、その分割線はカメラの過焦点距離と最短撮影距
離の中間にある所定位置に被写体ＩＯがあるとき、受光
レンズ６Ａ、６Ｂによって結像される光スポツト像の中
心に位置するように調整される。

いま、受光器（２分割フォトダイオード）５Ａ及び５Ｂ
のそれぞれ内側（発光素子側）の素子の出力を１１１＋
Ｉ２１とし、外側の素子の出力をＩ　１２＋１２２とす
ると、第３図に示すように、Ｉ　Ｉｌｌ　Ｉ　２１が演
算増幅器８Ａに入力され、！１□＋Ｉ２□が演算増幅器
８Ｂに入力される。受光器５Ａ、５Ｂに結像する光スポ
ツト像は被写体ＩＯが遠距離になるに従い内側に移動す
るので１１□と■２□の出力に比して、ＩＩＩとＩ２．
の出力が大きくなり、被写体ｌＯが近距離になるに従い
外側に移動するのでＩＩＩとＩ２１の出力に比して、■
、２と１２２の出力が大きくなる。

いま、演算増幅機８Ａの出力を■い演算増幅機８Ｂの出
力をＩｌｌとすると、 ■い＝ｋ（１＋ｉ＋［２１）、　　Ｉ　＋＋＝ｋ（Ｉ　
１２＋１２□）であり、 遠距離では、　　Ｉ　Ａ＞　１　。

所定距離では　Ｉ　Ａ＝　１　。

近距離では　　Ｉ　Ａ（１。

となる。そして、その出力が演算器９に入力されてＩ　
Ａ／　Ｉ　ａ又は（Ｉ　Ａ　　Ｉ　Ｂ）／　（Ｉ　Ａ＋
Ｉ　ｎ）が演算器９によって演算され、光スポツト像の
照度に左右されない距離信号を出力することができる。

例えばＩＡ＝Ｉｎの被写体距離においては被写体１０に
欠けが生ずると、出力■１□が減少するときは１２１も
同じ割合で減少し、■、が減少するときはＩ２２も同じ
割合で減少するので、■えとＩＩｌの関係は上記関係と
同様となり、欠けによっては距離測定の誤差は生じない
。

本方式はＩＡ＝Ｉｎとなる被写体距離近傍において、欠
けによる距離測定の誤差が非常に小さくなる。

一方、一般のユーザーのプリント調査によれば２〜５ｍ
の中間距離が約半数を占める。この為、Ｉ　、＝　Ｉ　
、の距離を２〜５ｍの間に設定することで、最も撮影頻
度の高い距離において、欠けによる誤差を極めて小さく
することが可能となる。

己れにより、従来の２眼方式において被写体が中距離に
あり、欠けによる測距誤差のために鮮鋭な撮影画像が得
られなくなるという問題が解消される。

次に本発明の他の実施例を第６、第７、第８図を用いて
説明する。第６図は構成斜視図を示したもので、第７図
は光路説明図、第８図は回路構成図である。

本実施例は前述の投光系、受光系、固定方式と異なり、
受光器５Ａ、５Ｂが撮影レンズの移動に連動し、ＩＡと
１３の平衡点を求めレンズの駆動および受光器の移動を
停止させ被写体に焦点を合わせるタイプのものである。

以下第６図を用いて説明すると、撮影レンズ１９がモー
タ２０の矢、中方向の回転により、減速歯車列Ａを介し
て繰り出される。同時に減速歯車列Ｂにより受光器５Ｂ
の固着された板１７Ｂが矢印の方向へ移動し、アイドラ
歯車１８を介して、同様の板１７Ａが図の矢印方向、す
なわち１７Ａと１７Ｂは互いに対称的に反対方向へ移動
する。減速歯車列２１Ａと２１Ｂは、以下説明する様に
設定される。

即ち第７図に示す様に、任意の被写体距離Ｕの面に対し
、二分割ＰＤ５Ａ、５Ｂ分割線と各受光レンズ６Ａ、６
Ｂの光軸を結ぶ線とＩＲＥＤ３と投光レンズ４の光軸を
結ぶ線が一点に交わり、同時に、撮影レンズ１９がフィ
ルム面に対して、焦点が合致する様にそれぞれの減速比
が設定されている。

本実施例では歯車列ですべて構成したが必要に応じレバ
ー、カム等で上記の条件が満足させられればこれに限ら
ないのはもちろんである。さらに第８図に示す様に演算
増巾器８Ａ、８Ｂの信号をウィンドコバレータ２２で受
光器の信号Ｉ　Ａ＃Ｉ　、の位置を検出し、モータ２０
を停止させる構成となっている。

ここでＩ　、”；　Ｉ　８としてのはＩＡ＝ＩＢでは、
現実には撮影レンズのハンチングをおこし易く、ある所
定の許容される範囲であれば等しいとみなすという意味
である。

以下作動についてカメラシーケンス中の焦点合わせのみ
を取出して説明する。

モータ２０が駆動され、第６図に示す矢印方向へ回転し
、撮影レンズ１９が所定の最遠距離位置まで繰り出され
、−時停止する。この位置の検出は図示しないが、公知
のモータの所定回転でも良いし、撮影レンズ１９の位置
をスインチ等で検出しても良い。

この状態で１ＲＥＤ３の駆動を開始し、撮影レンズ１９
が前記の状態で■８の信号量をモニターする。

（信号量モニター２３）ここで１．の信号が一定レベル
以下であると被写体は遠方であると判断され、焦点合わ
せは終了する。■、の信号量が一定レベル以上と判断さ
れると、さらにモータ２０とＩＲＥＤ　３が駆動され、
撮影レンズ１９が繰り出され同時に受光器５Ａ、５Ｂは
連動して図示の方向へ移動させられ、順次受光信号■い
と■８の比較をウィンドコンパレータ２２でおこない、
ＩＡ”ＩＢになるまで繰り返され、ＩＡ”ｌＢとなった
位置でレンス駆動を停止することで第７図に示す様に被
写体に焦点合わせが完了するよう構成したものである。

なお、上記３眼式の測距装置は従来の２眼式の測距装置
に比べ受光器が２倍になりその出力も２倍となるので、
測距可能な距離は従来の乃−倍に増大する。

〔発明の効果〕

本発明によれば以上説明したように、２分割ホトダイオ
ードを用いた３眼式測距装置とすることによって、欠け
の影響を受けない、しかも、従来のものより遠距離まで
測距可能な測距装置を備え常に鮮明な撮影画像を得るこ
とのできるアクティブ方式の測距装置を備えたカメラを
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す斜視図、第２図は上記
実施例の裏側から見た斜視図、第３図は第１図に示した
カメラが備える測距装置の構成を示す図、 第４図は従来のアクティブ方式の２眼式測距装置の一例
を示す構成図、 第５図は第４図に示す装置において欠けの現象が発生し
たときの受光面の様子を説明するための説明図、 第６図、第７図、第８−図は他の実施例を示し、第６図
は斜視図、第７図は光路図、第８図は回路構成図である
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 発光素子に投光レンズ、受光器に受光レンズがそれぞれ
   対応する前方位置に設けられ、受光器が発光素子の両側
   に位置するようにした測距装置の受光器を２分割フォト
   ダイオードとしたことを特徴とするアクティブ方式の測
   距装置を備えたカメラ。