JPH0419486B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えば小型カメラの距離検出装置に
おいて、装置から被写体（被検体）までの距離つ
まり絶対値を測定可能な装置に関するものであ
る。

［従来の技術］ 従来から例えば小型カメラの自動測定装置にお
いて、オートフオーカスのための距離検出装置が
よく知られている。これは三角測定の原理を利用
して投光式のもので、受光素子の光電変換出力変
化を検出して被写体までの距離つまり絶対値を測
定するものである。

そしてこれには、投光手段により光を投射し、
被写体からの反射光を電気信号に変換して処理す
ることにより被写体までの距離を検出する装置で
あつて、この種のものには従来から色々と提案さ
れている。

例えば発光素子と投光レンズからなる投光手段
によつて被写体に向つて投光し、その反射光をシ
リコンフオトダイオードのような一般の受光素子
１個で受光するように構成し、この受光素子の光
の入射面上に遮光部材を作動可能に配置し、この
遮光部材が被写体までの距離と相関をもつて作動
することによつて、この被写体からの反射光がこ
の遮光部材によつて遮断された時に、受光素子の
光電出力が変化することを利用して測距するもの
であつた（特願昭55−124268（特開昭57−
48703））。そのため複数の受光素子を使用する必
要がないので回路構成も簡単で、特別の受光素子
を使用する必要がないため製造コストも低くなる
長所を有するものであつた。

また、特開昭49−75158号公報に記載のものは、
離隔した二点間の距離を測定する測定方法を提案
しているが、二位置間の相対距離差を測定するも
のであつて、測定器から被測定物体の位置までの
距離を測定することはできない。

［発明が解決しようとする課題］ しかし前者の従来技術では、受光素子面前を走
行する遮光部材は、作動前の状態では、受光素子
面の測距に有効であるどの部分も覆い隠してはい
ない。そのため投光手段、受光素子及び検出回路
が作動可能状態になつてから遮光部材が作動を開
始するまでの間に、被写体の条件が著しく変化し
たり、自然光の変化によつて疑似的な出力信号が
出る危険性がある。

これらの特殊な条件に対する対策は、電気回路
手段によつて解決することは可能であるが、それ
では回路構成が極めて複雑になる。

また、後者の従来技術では、前述したように、
そもそも測定器から被測定物体の位置までの距離
を測定することができず、カメラなどの測距装置
に用いることはできないという、解決し難い問題
点を有している。

そこで本発明の目的は、前記従来技術（前者
の）をカメラ等に機器に応用し、実施する際によ
り確実で精度よく距離検出が可能で、検出回路な
どの構成が簡単な距離検出装置を提供することに
ある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の特徴は、被検体への投射光としてパル
ス変調光を発光する発光素子、および、前記発光
素子の前記被検体側に配置され、前記投射光を投
光する第１光軸を有する投光レンズ、を含む投光
手段と、前記第１光軸から所定の基線長を隔てた
第２光軸を有し、前記被検体からの反射光が被検
体迄の距離に応じて異なる角度で前記第２光軸と
交差して透過する受光レンズ、および、前記受光
レンズを透過した反射光を受光して光電変換信号
を出力する受光素子、を含む受光手段と、前記受
光素子と前記受光レンズとの間で前記第２光軸と
交差する方向に、前記被検体迄の距離と相関をも
つて走行自在に配置され、略前記反射光の断面積
に対応する光透過部を有する遮光部材と、前記遮
光部材が前記相関に基づき走行する過程で前記光
透過部を通過する前記反射光を受光した前記受光
素子の出力信号に応答して前記遮光部材の前記相
関により前記反射光の光路長に対応する前記被検
体迄の距離と相関する信号を出力する距離検出回
路とを備えたところにある。

［作用］ 従つて、このように遮光部材を、被検体迄の距
離と相関をもつて、第２光軸と交差する方向に走
行させる過程において、反射光が光透過部を通過
すると、受光素子に光電変換出力の変化が生じ、
この光電変換出力の変化つまりピーク点を検出す
ることによつて、装置から被検体までの距離と相
関する信号を出力するものである。

［実施例］ 以下図面に従つて、本発明の実施例について説
明する。

第１図において、カメラボデイには、投光手段
と受光手段とが設置してあり、この投光手段は、
ランプまたはLEDの如き発光素子１と、この発
光素子１により発光した光をビーム状にするため
の投光レンズ２とよりなる。発光素子１は、ある
定められた周波数のパルス変調による駆動が行な
われているものであつて、後で説明したように、
投射光を変調光とすることで自然光、いわゆる外
来光による影響をほとんどなくすことができる。
この投光手段から投光された光（光軸３）は被写
体（被検体）８に当る。さらに被写体８からの反
射光（光軸４）は、受光手段における結像手段で
ある受光レンズ５で受光される。受光レンズ５の
後方（図中下方）に位置する受光素子６は、１個
の光電変換出力素子である。

受光素子６の前面（図中上面）側に配置してあ
る遮光部材７は、受光レンズ５の光軸９に垂直に
第１図の右端から左方向へ走行可能なもので、こ
の遮光部材の一部に光透過部つまり光透過スリツ
ト７ａ（第２図ａ参照）が形成してある。この光
透過スリツト７ａの幅は、被写体８からの反射光
による光像（ビーム径）、つまり光スポツト６ａ
と同一幅のものであり、受光素子６上には、光透
過スリツト７ａを透過した反射光（光軸４）によ
つて光スポツト６ａが結像する。

第３図は検出回路を示し、図中符号１０，１１
は演算増幅器、１２，１３は帰還抵抗、１４は交
流結合コンデンサ、１６は検波用ダイオード、１
７は積分コンデンサ、１５，１８，１９は抵抗、
Voは出力電圧を示す。

次に本発明の作動について説明する。

第１図において、発光素子１からのパルス変調
された光（光軸３）は、投光レンズ２によつてビ
ーム状に絞られて、被写体８に当る。被写体８の
表面で反射した光（光軸４）は受光レンズ５で集
光し、受光素子６上に光スポツト６ａを生じる。
そして遮光部材７の光透過スリツト７ａは、反射
光（光軸４）の径、つまり光スポツト６ａの径と
ほぼ同一であるので、不要な外来光の入射光量を
制限し、それにより被写体８からの反射光に対す
る太陽光などの不要光の比を大きくとり、また外
来光による検出回路の異常作動を防止している。

光スポツト６ａは、距離検出装置から被写体８
までの距離によつて受光素子６上に生ずる位置が
異なる。即ち被写体８が無限遠にあつた場合は、
受光レンズ５の光軸９と一致する角度から反射光
（光軸４）が入射することになり、受光素子６上
の光軸９と交わる点に光スポツト６ａができる。
同様にして、被写体８が近づくにつれて、光スポ
ツト６ａの生ずる位置は、第１図の受光素子６上
の右側に少しずつ移動することになる。従つて、
移動する遮光部材７の位置に対応して光スポツト
６ａの位置を、受光素子６に接続した検出回路の
出力によつて検知し、被写体８までの距離を知る
ことができる。

そのための検出回路において、受光素子６の出
力端子は演算増幅器１０の反転、非反転のそれぞ
れの入力端子に接続されており、この受光素子６
の短絡電流は増幅され、交流結合コンデンサ１４
を介して次段の演算増幅器１１に入力され、さら
に交流増幅され、ダイオード１６によつて検波さ
れ、コンデンサ１７によつて積分された出力が電
圧Voとして得られる。

このように発光素子１から投光された光は、パ
ルス変調されているため、検出回路は太陽光など
の外来光と識別でき、この変調された反射光だけ
を取り出すために、交流増幅回路が構成される。

さらに、第１図の光軸９の正面から見た状態を
示す第２図を参照して、本発明の特性を説明する
と、遮光部材７が左端から矢印方向に走行して第
２図に示す位置に来た時、この遮光部材７の光透
過スリツト７ａを通して、光スポツト６ａが受光
素子６上に結像される。これによつて受光素子６
に発生した電流が、第３図図示の検出回路によつ
て増幅、検波され出力電圧となつて現れる。この
位置は、第２図ｂに示す出力波形のピーク点lpで
示す位置である。このピーク点lpをピークとして
出力電圧Voは、両側に減衰特性を描く。この両
側に光透過スリツト７ａが移動した時の遮光部材
７の光透過スリツト７ａを透過する光は、自然光
のみであり、検出回路は、自然光による電流出力
は殆ど検出しないような交流増幅特性を持たせて
あるために出力電圧は得られない。

従つて出力電圧Voが得られるのは、遮光部材
７の光透過スリツト７ａを通して、交流変調のか
かつた被写体８からの反射光が入射した時だけで
ある。

このようにして、遮光部材７が左端位置を起点
として被写体８までの距離と一定の相関をもつて
移動し、出力電圧Voのピーク点lpが得られた時
の遮光部材７の位置を読むことによつて、被写体
８までの距離、つまり絶対値（第２図では5m）
を知ることができる。

また、ピーク点lpを公知のピーク検出回路によ
つて電気的に検出し、カメラの対物レンズの繰り
出し量を自動的に調整可能にすることによつて、
オートフオーカスカメラに本発明の距離検出装置
を実施することができる。

第４図は、光透過部分を有する遮光部材７の実
施例を示すもので、この図面のａは、遮光部材７
に光透過スリツト７ａを開設したもので、これは
第２図ａに示したものと実質的に同一である。第
４図ｂは、スリツトに代えて丸窓７ｂを有するも
のである。第４図ｃは、透明部材例えばガラス、
プラスチツクスの表面の中心部分に縦長の透光部
７ｃを有し、他の部分を遮光加工したもので、こ
の加工は、蒸着、貼り付け、塗布等によつて行わ
れる。

また通常、受光素子６は、遮光部材７によつて
全体が覆われる暗黒状態にあり、この遮光部材の
走行によつて急激に受光状態になつた時、応答の
遅れを生じる場合がある。この場合には、第４図
ｃのように遮光部分に相当する部分に赤外カツト
フイルターで構成し、発光素子として赤外発光ダ
イオードを使用することによつて、被写体８から
の反射光（光軸４）は、透光部７ｃしか受光せ
ず、通常状態においては可視光等の自然光を受け
ることは少なく、少なくとも暗黒状態にはなら
ず、応答遅れを防止できる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明の距離検出装置は、
投光した光の反射光を受けて装置から被検体まで
の距離、即ち絶対値を検出可能な装置において、
受光素子は１個で構成され、また該受光素子も特
殊な性能は要求されず、一般のフオトダイオード
の如き素子で可能である。従つて検出回路の構成
が極めて簡単になり、機械的にも簡単で、コスト
も安価にして提供出来るものである。そして発光
素子から投光された光は、パルス変調されている
ため、検出回路は太陽光などの外来光と識別でき
る。さらに遮光部材の光透過部は、反射光の径と
ほぼ同一であるので、不要な外来光の入射光量を
制限でき、そのため物体からの反射光に対する太
陽光などの不要光の比が大きくとれ、また外来光
による検出回路の異常作動を防止できる。さら
に、スキヤンニング用の可動ミラーもないので困
難な調整も必要とせずまた、スチールカメラに限
らず多方面での距離検出装置として応用出来るも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の距離検出装置をスチールカメ
ラに応用した例の構成図、第２図ａは本発明の距
離検出装置の作動を説明するための図、第２図ｂ
は特性図、第３図は本発明の距離検出装置の検出
回路図、第４図ａ，ｂ，ｃはそれぞれ遮光部材の
実施例を示す正面図である。 １…発光素子、２…投光レンズ、３…第１光
軸、４…第２光軸、５…受光レンズ、６…受光素
子、７…遮光部材、７ａ，７ｂ，７ｃ…光透過
部、８…被検体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 被検体への投射光としてパルス変調光を発光
   する発光素子、および、前記発光素子の前記被検
   体側に配置され、前記投射光を投光する第１光軸
   を有する投光レンズ、を含む投光手段と、前記第
   １光軸から所定の基線長を隔てた第２光軸を有
   し、前記被検体からの反射光が被検体迄の距離に
   応じて異なる角度で前記第２光軸と交差して透過
   する受光レンズ、および、前記受光レンズを透過
   した反射光を受光して光電変換信号を出力する受
   光素子、を含む受光手段と、前記受光素子と前記
   受光レンズとの間で前記第２光軸を交差する方向
   に、前記被検体迄の距離と相関をもつて走行自在
   に配置され、実質的に前記反射光の断面積に対応
   する光透過部を有する遮光部材と、前記遮光部材
   が前記相関に基づき走行する過程で前記光透過部
   を通過する前記反射光を受光した前記受光素子の
   出力信号に応答して前記遮光部材の前記相関によ
   り前記反射光の光路長に対応する前記被検体迄の
   距離と相関する信号を出力する距離検出回路とを
   備えたことを特徴とする距離検出装置。