JPH043859B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はカメラ等に用いられるオートフオーカ
ス装置に関し、詳しくは投光手段と２つの受光素
子を用いた三角測距により被写体までの距離を測
定するオートフオーカス装置（以下AF装置とい
う）に関するものである。

（従来技術） 従来、三角測距法を用いたAF装置としては、
例えば１つの投光手段と、結像レンズおよび受光
素子からなる２つの受光手段を備え、一方の受光
手段のレンズと受光素子の間にくさびフイルタ等
を挿入したものが知られている。このようなAF
装置では、上記一方の受光手段においては、投光
パルスによる被写体像は被写体が近くにあるとき
ほどくさびフイルタにけられた状態で受光素子上
に結像されるのに対し、他方の受光手段において
は被写体までの距離とは無関係にその被写体像の
全体像が受光素子上に結像され、これら２つの受
光素子からの出力電気信号の比に基づいて被写体
までの距離が判定される。

しかしながら、反射率の高い被写体が極めて近
くにある場合（例えば1mあるいは60cm以内等）
には、とくに被写体像の全体像が結像される受光
素子での受光量が極めて大きくなるため、入力値
がこの受光素子に接続された増巾器のリニアレン
ジの範囲外となり、この増巾器の出力が飽和状態
に達する。この結果、２つの受光素子からそれぞ
れ増巾器を介して出力された電気信号のレベルが
近づき、あたかも被写体が遠くにあるかのように
判定される（近距離反転現象）ため、被写体が至
近距離にあるにも拘わらず撮影レンズが遠距離撮
影位置に設定されてしまうという問題があつた。

このような問題は、上記増巾器をリニアレンジ
の極めて広いものにすればある程度解消される
が、それでは製造コストが高くなつてしまうとい
う問題があつた。

（発明の目的） 本発明は上記事情に鑑みてなされたものであ
り、被写体が至近距離にある場合に撮影レンズを
至近距離撮影位置に設定することができ、遠距離
から至近距離までの広い方向に亘つて適切なオー
トフオーカス機能を発揮し得る、製造コスト安価
なオートフオーカス装置を提供することを目的と
するものである。

（発明の構成） 本発明のオートフオーカス装置は、２つの受光
手段のうち一方が、被写体が至近距離にあるとき
その出力電気信号が飽和状態に達するものであつ
て、 この出力電気信号が飽和状態に達したか否かを
判定回路により判定せしめ、この飽和状態である
との判定に基づく所定の信号を駆動回路に入力せ
しめ、これにより撮影レンズの鏡胴を至近距離撮
影位置まで移動させるようにしたことを特徴とす
るものである。

ここで上記２つの受光手段とは結像レンズ、受
光素子および受光素子からの微小電気信号を増巾
する増巾器を含むものとし、上記飽和状態に達す
るとは受光素子の受光量または増巾器の入力電気
信号レベルが受光素子または増巾器の入力許容値
を超えるために、入力値に増加しても出力値が増
加せず入力−出力特性が直線性を失なつた状態に
なることをいうものとする。

また、上記２つの受光手段のうち他の１つは被
写体までの距離が近い程受光素子の受光量を減少
せしめるようにしたものであり、この受光手段と
しては、例えば結像レンズと受光素子の間にくさ
びフイルタを挿入し、被写体までの距離に応じて
投光パルス反射光の結像レンズへの入射角が変化
すること利用して、被写体までの距離が近い時程
多くの部分がけられた被写体像を受光素子上に結
像するようにしたものがある。

（発明の効果） 本発明のオートフオーカス装置によれば、受光
素子の出力信号が飽和状態に達したときこれを検
出判定し、この判定結果に基づいて撮影レンズを
至近距離撮影位置に設定するようにしているか
ら、上記出力信号が飽和状態に達しやすい至近距
離においても誤測距のおそれがなく遠距離から至
近距離までの広範囲に亘つて精度の良いオートフ
オーカス機能を発揮することができる。これによ
り、本装置をカメラに搭載した場合にはとくに至
近距離撮影における写真の良画率を向上させるこ
とができる。

また、入力信号が所定値以上となる範囲では増
巾器の直線性を必要としないので、増巾器は広い
リニアレンジを有するものでなくてもよく、製造
コストを安価にすることができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を用いて説
明する。

第１図は、本発明の実施例によるオートフオー
カス装置を搭載したカメラを示す概略図であり、
第２図はこのオートフオーカス装置の回路部分を
説明するための回路図である。小型ストロボ１か
ら発光された光パルスは投光マスク２と投光レン
ズ３を通して被写体４Ａ，４Ｂに照射される。こ
の光パルスによる被写体４Ａ，４Ｂからの被写体
像は結像レンズ５Ａ，５Ｂにより受光素子６Ａ，
６Ｂ上に結像される（結像レンズ５Ａと受光素子
６Ａの組合せと結像レンズ５Ｂと受光素子６Ｂの
組合せは、第１図では説明の便宜のため上下に並
んで図示されているが、実際には基線長すなわち
投光レンズ３からの距離を等しくするため紙面に
垂直な方向に並んで配される）。結像レンズ５Ｂ
と受光素子６Ｂの間にはくさびフイルタ７が配さ
れている。このくさびフイルタ７は像の移動方向
にフイルタ部の幅が徐々に変化するくさび形状の
遮光フイルタであつて、被写体４Ａ，４Ｂが近距
離にあるとき程受光素子６Ｂの受光量が小さくな
るように配されている。なお、実際には、上述し
たようなくさび形状のフイルタ部が複数本くし歯
状に配されている。受光素子６Ａ，６Ｂへの光入
力は変換器８Ａ，８Ｂにより電圧変換され、低周
波カツトフイルタ９Ａ，９Ｂにより直流成分がカ
ツトされ、増巾器１０Ａ，１０Ｂにより電圧増巾
される。増巾器１０Ａ，１０Ｂからの電圧信号は
第１判定回路１１に入力され、この第１判定回路
１１により増巾器１０Ａからの出力信号レベルに
対して増巾器１０Ｂからの出力信号レベルがどの
程度の大きさであるかが判定される。この第１判
定回路１１は比較器１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１
１Ｄ、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５、ラツ
チ１２およびデコーダ１３からなる。この判定回
路１１からの、被写体４Ａ，４Ｂまでの距離に対
応する距離信号はモータコントローラ１４に入力
され、モータコントローラ１４はこの信号に基づ
いてオートフオーカスモータ１５を回転させ撮影
レンズ１６Ａを搭載した鏡胴１６を前後に移動さ
せる。この鏡胴１６にはエンコーダ１７が接続さ
れており、このエンコーダ１７からの鏡胴の位置
を示す出力とデコーダ１３からのラツチ出力が一
致するとモータコントローラ１４はオートフオー
カスモータ１５の回転を停止させる。図示はして
いないが、鏡胴繰出量の誤差を避けるため、モー
タコントローラ１４の停止信号によりモータ１５
を直ちに停止させるよう、回転式ヘリコイドによ
り繰り出されるレンズ鏡胴の外周に段カムが設け
られ、これに停止信号で作動するマグネツトを係
止させる。なお、ラツチ１２、モータコントロー
ラ１４、およびストロボ１を発光せしめるストロ
ボ部１８はシーケンスコントローラ１９により制
御されている。

また増巾器１０Ａには第２判定回路２０が接続
されており、第２判定回路２０により増巾器１０
Ａからの出力信号レベルが飽和しているか否か、
極めて低いレベルか否かが判定され、その結果は
判定信号として第１判定回路１１の距離信号と共
にモータコントローラ１４に送られモータコント
ローラ１４はこれに基づいてオートフオーカスモ
ータ１５を作動せしめて鏡胴１６を移動させる。
この第２判定回路２０は比較器２０Ａ，２０Ｂ、
抵抗Ｒ６，Ｒ７、基準電圧発生器２１、ラツチ１
２およびデコーダ１３からなる。

次にオートフオーカス装置の原理について説明
する。遠距離に被写体４Ｂがある場合、受光素子
６Ｂ上に結像された被写体像はくさびフイルタ７
によるけられの影響がほとんどなく、また受光素
子６Ａ上には被写体像の全体像が結像されるか
ら、ラツチタイミングにおける増巾器１０Ａの出
力信号レベルに対する増巾器１０Ｂの出力信号レ
ベルの比（以下出力比という）は１に近く大きい
値となる。このときの増巾器１０Ａ，１０Ｂの出
力信号レベルを第３ａ図に示す。なお、第３ａ図
において、増巾器１０Ａの出力信号レベルをV₁、
増巾器１０Ｂの出力信号レベルをV₂として示す。
（第３ｂ図および第３ｃ図において同じ。）また、
このときのくさびフイルタ７と投光像３０との位
置関係を第３ｄ図に示す。

一方、近距離に被写体４Ａがある場合、受光素
子６Ｂ上に結像された被写体像はくさびフイルタ
７によるけられの影響が大きく、また受光素子６
Ａ上には遠距離の場合と同様被写体像の全体像が
結像されるから、出力比は１よりもかなり小さ
い。このときの増巾器１０Ａ，１０Ｂの出力信号
レベルを第３ｂ図に示す。また、このときのくさ
びフイルタ７と投光像３０との位置関係を第３ｅ
図に示す。

本実施例におては出力比の大きさが比較器１１
Ａ〜１１Ｄにより５段階で判定され、この比較器
１１Ａ〜１１Ｄからの出力信号に基づいて鏡胴１
６が無限大、遠距離、中距離、近距離、至近距離
のいずれかの撮影位置に設定されるようになつて
いる。

ところで、被写体が極めて近距離にある場合
（とくに被写体の反射率が高い場合）は、増巾器
１０Ａの出力信号レベルが飽和状態に達するのに
対し、増巾器１０Ｂの出力信号レベルはある程度
まで飽和せず被写体が近づくにしたがつて大きく
なる。これにより出力比は１に近づき大きい値と
なる。このときの増巾器１０Ａ，１０Ｂの出力信
号レベルを第３ｃ図に示す。また、このときのく
さびフイルタ７と投光像３０との位置関係を第３
ｆ図に示す。このため第１判定回路１１によつて
は被写体が中距離または遠距離にあるものと判定
され鏡胴１６は遠距離撮影位置に設定されてしま
う。

そこで本実施例においては、基準電圧発生器２
１により増巾器１０Ａの飽和レベルを形成し、こ
のレベルと増巾器１０Ａの出力信号レベルを比較
器２０Ａによつて比較し、この比較器２０Ａによ
り増巾器１０Ａの出力信号レベルが飽和レベルに
達したと判定した場合にはこの比較器２０Ａから
判定信号を出力し、この判定信号に基づき鏡胴１
６を近距離撮影位置に設定するようにしている。

ここに、被写体距離に対する出力比を表わす曲
線は第４図のように示される。第４図からもわか
るように第１判定回路１１のみでは、被写体距離
が極めて近い部分で誤測距を起こしてしまうが本
装置ではこの部分を第１判定回路１１とは別の第
２判定回路２０により判定し、この部分であると
判定した場合には鏡胴１６を至近距離撮影位置に
設定しているので、遠距離から近距離に至る広い
範囲に亘つて適切なオートフオーカス機能を発揮
することができる。

一方、被写体が極めて遠距離にある場合は、被
写体からの信号光が小さくノイズによつて誤測距
を起こす可能性がある。そこで本実施例において
は、増巾器１０Ａの出力信号レベルが所定のレベ
ル以下の場合は比較器２０Ｂによりその状態にあ
ることを判定させ、この比較器２０Ｂから出力さ
れた判定信号に基づき鏡胴１６を無限大撮影位置
に設定するようにしている。

なお、本実施例においては、比較器２０Ａおよ
び比較器２０Ｂへの参照入力電圧として、基準電
圧発生器２１の出力をそのままあるいは抵孔Ｒ
６，Ｒ７によつて抵抗分割したものを用いている
が、通常増巾器の飽和レベルは増巾器の電源電圧
により低い値（Vcc−α）となるので、増巾器１
０Ａの電源電圧Vccを抵抗分割して上記Vcc−α
よりやや低い電圧レベルを形成し、これを比較器
２０Ａの参照入力電圧として用いてもよい。

なお、小型ストロボ１の発光強度と時間との関
係は第５図のように表わされる。ラツチ１２によ
る比較器出力信号のデータラツチは本来上記発光
強度が最大となるタイミングで行なわれるのが望
ましいが発光時間時にはトリガーノイズが含まれ
ているので第３ａ〜３ｃ図でも示したように発光
強度が最大となるタイミングよりも若干遅らせた
タイミングＬでデータラツチを行なうようにして
いる。このデータラツチのタイミングは前述した
ようにシーケンスコントローラ１９により制御さ
れている。

なお、上記実施例では投光手段として小型スト
ロボ１を用いているが、これに替えてレーザダイ
オードあるいはIRED等を用いてもよい。

また、本発明は受光体に２分割受光素子を用い
た重心測距方式のオートフオーカスにも適用でき
ることは言うまでもない。すなわち、２分割され
た２つの受光体の出力比に測距するものにおい
て、一方の受光体が至近距離において飽和した場
合に本発明がそのまま適用できる。このときは、
前記２つの受光素子（特許請求の範囲に第１、第
２の受光手段として記載されている受光素子）が
上記２分割受光素子の分割された各素子を意味す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のオートフオーカス装
置を搭載したカメラを示す概略図、第２図は第１
図に示すオートフオーカス装置の回路を示す回路
図、第３ａ，３ｂ，３ｃ図は第２図に示す２つの
増巾器１０Ａ，１０Ｂからの出力信号レベルを比
較するグラフ、第３ｄ，３ｅ，３ｆ図は、被写体
が各々遠距離、近距離、至近距離にある場合のく
さびフイルタと投光像の位置関係を示す概念図、
第４図は第２図に示す２つの増巾器１０Ａ，１０
Ｂの出力信号レベルの比（出力比）と被写体距離
の関係を示すグラフ、第５図は第１図に示すスト
ロボからの光パルスの強度曲線を示すグラフであ
る。 １……小型ストロボ、４Ａ，４Ｂ……被写体、
５Ａ，５Ｂ……結像レンズ、６Ａ，６Ｂ……受光
素子、７……くさびフイルタ、１０Ａ，１０Ｂ…
…増巾器、１１……第１判定回路、１４……モー
タコントローラ、１５……オートフオーカスモー
タ、１６……鏡胴、２０……第２判定回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被写体に投光パルスを投光する投光手段と、 被写体により反射されたこの投光パルスを受光
   し、その受光量に応じた電気信号を出力する第１
   の受光手段と、 被写体により反射された前記投光パルスを受光
   し、前記被写体までの距離が近い程その受光量を
   減少せしめ、その減少せしめた受光量に応じた電
   気信号を出力する第２の受光手段と、 前記２つの受光手段からの出力レベルの比の大
   きさを判定する距離判定回路と、 この判定回路による判定に基づき撮影レンズの
   鏡胴を移動する鏡胴移動手段を駆動せしめる駆動
   回路となるからオートフオーカス装置において、 前記第１の受光手段の出力電気信号が飽和状態
   に達したことを判定して前記駆動回路に所定の信
   号を送出する第２の判定回路を備え、 前記駆動回路が前記所定の信号の入力に応じ
   て、至近距離撮影をなしうるように前記鏡胴移動
   手段を駆動するものであることを特徴とするオー
   トフオーカス装置。