JPH05100151A - マルチビームオートフオーカス制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ビーム欠けによる誤測距をなくし正確なオー
トフォーカス制御ができるようにする。 【構成】 マルチビームを投光する投光部１０と、反射
ビームの受光位置によって測距情報を出力する受光部１
４と、を有するオートフォーカス制御装置において、上
記受光部１４で受光されたマルチビーム中の各ビームに
ビーム欠けが生じているか否かを判別するビーム欠け判
別手段（１２，１８）を設ける。そして、マルチビーム
中のビーム欠けのない（又は少ない）ビームを、例えば
所定光量が検出される発光回数で特定選択し、このビー
ム欠けのないビームで得られたＡＦ段数によりオートフ
ォーカス制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はマルチビームオートフォ
ーカス制御装置、特にカメラにおいて複数のビームを用
いて測距処理を行うオートフォーカス制御の内容に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】カメラでは、オートフォーカス制御が行
われており、このオートフォーカス制御では、例えば投
光部からマルチビームを被写体に投光し、この被写体か
ら反射するビームを受光部によって受光することにより
行われる。すなわち、図９に示されるように、カメラ本
体１の前面部にはファインダ２、レンズ３を保持した鏡
胴４が配置されており、この鏡胴４の上部に赤外光を発
光する投光部（赤外光発光ダイオード）５及び受光部６
が横方向に並んで配置される。この投光部５及び受光部
６では、図１０に示されるように被写体距離の測定（測
距）及びオートフォーカス（ＡＦ）段数の出力が行われ
る。

【０００３】図１０（ａ）において、投光部５から異な
る距離Ｐ1 ，Ｐ2 の被写体にビームを投光すると、被写
体からの反射ビームは受光部６において受光レンズ６ａ
を介して受光素子６ｂで受光される。このとき、上記受
光素子６ｂでは投光部５と受光部６を結ぶ基線長方向に
おいて、距離Ｐ1 の被写体からの反射ビームが位置ｐ1
に、距離Ｐ2 の被写体からの反射ビームが位置ｐ2 に受
光されるので、この受光ビームの位置によって被写体距
離が測定される。この受光素子６ｂには、図１０（ｂ）
に示されるように、被写体距離に対応したオートフォー
カス制御のためのＡＦ段数が割り当てられるが、まず受
光されたビーム（点線）１００はその重心位置２００が
検出され、この検出値が測距情報として受光素子６ｂか
ら出力されると、この測距情報に基づいてＡＦ段数が決
定される。この場合、上記投光部５からは、図１１に示
されるように測距を確実にするために、投光位置の異な
る三つのビームが被写体７へ向けて順次出力され、この
三つのビームに基づいて上記ＡＦ段数が出力されてお
り、このＡＦ段数情報によりレンズが駆動されることに
よって被写体７に焦点が合うことになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
マルチビームによるオートフォーカス制御では、図１１
（ａ）に示されるように、投光されたビームが被写体７
に完全に当らず、上記投光部５と受光部６とを結ぶ基線
長方向でビーム欠けして戻る場合には、ビームの上記重
心位置が変化して誤測距を起こしてしまうという問題が
あった。すなわち、図１０（ｂ）に示されるように、真
円のビーム１００（鎖線）であるときは、その重心位置
が２００の位置になるのに対して、半円のビーム１０１
（実線）であるときは、重心位置が２０１の位置へずれ
てしまう。従って、本来出力されるＡＦ段数はｎでなけ
ればならないが、実際にはｎ−１のＡＦ段数が出力さ
れ、オートフォーカス制御が不正確になる。

【０００５】図１２には、一つのビームを投光してカメ
ラを所定角度振った場合のＡＦ段数の出力状態が示さ
れ、図１３には、三つのビームを投光した場合のＡＦ段
数の出力状態が示されている。上記図において、図示の
部分Ａはビーム欠けがない状態であり、ＡＦ段数が小さ
く（距離は短く）なる部分Ｂは、図１０（ｂ）のビーム
１０１の場合に相当し、ビームの左側が欠けた場合（投
光円は投光レンズによって左右が逆になる）であり、Ａ
Ｆ段数が大きく（距離は遠く）なる部分Ｃはビームの右
側が欠けた場合である。従って、ビームが欠ける図示の
Ｂ，Ｃ部分は、ピントがずれるＮＧ領域となる。上記の
ことは、図１１（ｂ）に示されるように、被写体７に一
つビームしか投光できない遠い距離のときでは問題とな
らないが、図１１（ａ）のように一つ以上のビームが被
写体７に当るような近い距離にあるときに問題となる。
すなわち、２個以上のビーム出力が存在する場合は、従
来では出力されたＡＦ段数の小さい方が選択されること
になり、特に左側のビーム欠けが生じるときには図１３
のＢで示されるＮＧ領域のＡＦ段数でフォーカス制御さ
れることになる。

【０００６】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、ビーム欠けによる誤測距をなくし
正確なフォーカス制御ができるマルチビームオートフォ
ーカス制御装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、マルチビームを被写体に投光する投光
部と、この被写体からの反射ビームを受光しこの受光位
置によって測距情報を出力する受光部と、を有するカメ
ラのマルチビームオートフォーカス制御装置において、
上記受光部で受光されたマルチビーム中の各ビームにビ
ーム欠けが生じているか否かを判別するビーム欠け判別
手段を設け、このビーム欠け判別手段の出力に基づいて
上記投光部と受光部を結ぶ基線長方向でビーム欠けのな
い又は最も少ないビームを選択し、この選択ビームの測
距情報によりオートフォーカス制御を行うことを特徴と
する。上記において、フォーカス制御のために選択され
るビーム欠けの最も少ないビームとは、例えば受光され
た二つのビームが両者とも欠ける場合があり、そのとき
の欠け量が最も小さいビームを意味する。

【０００８】

【作用】上記の構成によれば、上記ビーム欠け判別手段
において、受光された各ビームにビーム欠けがあるか否
かは、各ビームの光量により判定されており、このビー
ム光量は、所定光量になるまでの時間（発光回数）又は
所定時間当りの光量値等で測定される。この場合、ビー
ム欠けがあるビームは反射光量が小さいので、例えばビ
ーム光量を測定する場合は、所定光量になるまでの時間
がかかる。従って、マルチビーム中の最も短い時間で所
定光量となったビームがビーム欠けのない（又は少な
い）ビームとして特定選択される。そして、このビーム
欠けのないビームの測距情報、例えば測距値に対応した
ＡＦ段数が出力されることになり、このＡＦ段数によっ
てオートフォーカスのためのレンズ駆動が行われる。

【０００９】

【実施例】図１には、実施例に係るカメラのマルチビー
ムオートフォーカス制御装置の構成が示されており、図
において、投光部１０には赤外光を発光する発光ダイオ
ード１０ａ，１０ｂ，１０ｃが設けられる。これら発光
ダイオード１０ａ〜１０ｃには、駆動回路１１を介して
ＣＰＵ（中央処理部）１２が接続されており、このＣＰ
Ｕ１２から出力される中央及び左右の発光ダイオード１
０ａ〜１０ｃの発光回数指令が駆動回路１１に出力され
ると、この駆動回路１１によって発光ダイオード１０ａ
〜１０ｃが順次駆動されてパルス状の赤外光ビームが所
定の順に出力される。

【００１０】一方、受光部１４には参照受光素子１４ａ
及びくさび受光素子１４ｂが設けられ、この参照受光素
子１４ａは受光された各ビームの光量を特定することに
なり、くさび受光素子１４ｂはくさび状のマスクが形成
されたもので、受光された各ビームの基線長（投光部１
０と受光部１４とを結ぶ線）方向の位置によって測距を
行い、かつＡＦ段数を特定するために［図１０（ｂ）に
相当する］設けられる。上記参照受光素子１４の後段に
は、不必要な外光を除去して赤外光について電流／電圧
変換を行う電流／電圧変換アンプ１５ａ、利得アンプ１
６ａ、そして赤外光はパルス状に出力されているので、
これを積分する積分アンプ１７ａが接続される。他方の
くさび受光素子１４ｂの後段にも、同様に電流／電圧変
換アンプ１５ｂ、利得アンプ１６ｂ及び積分アンプ１７
ｂが接続される。

【００１１】また、上記参照受光素子１４ａについて
は、積分アンプ１７ａの後段にコンパレータ１８が設け
られ、このコンパレータ１８では基準電圧と上記積分ア
ンプ１７ａの出力電圧とを比較し、参照受光素子１４ａ
の受光量が所定光量になったことを検出する。そして、
上記積分アンプ１７ａ，１７ｂ及びコンパレータ１８の
出力は、ＣＰＵ１２へ供給されており、このＣＰＵ１２
ではまず参照受光素子１４ａ側の積分アンプ１７ａの出
力と、くさび受光素子１４ｂ側の積分アンプ１７ｂの出
力とを比較することによって、受光ビームの測距、すな
わち各ビームの受光位置（重心位置）による測距が行わ
れる。また、この測距値によってＡＦ段数が検出出力さ
れる。更に、上述したコンパレータ１８の出力により、
受光した各ビームが所定光量に達したことが検出される
が、ＣＰＵ１２はこの時点の各ビームの発光回数を検出
出力する。そして、受光したマルチビームにおいて発光
回数が最も少ない、すなわち短時間に所定の光量に達し
たビームがビーム欠けのない（又は最も少ない）ビーム
と判別されることになり、このビームの上記ＡＦ段数が
最終的に選択出力される。なお、上記ＣＰＵ１２は撮影
レンズ２０を駆動しており、上記の最終的なＡＦ段数に
基づいて撮影レンズ２０が駆動されることになる。

【００１２】次に、上記の回路によって検出されるＡＦ
段数を図２〜図６により説明する。ここでは、図２に示
されるように、カメラを中心（±０）から±４度程度振
った場合を考えると、被写体７への投光ビームの投光状
態は図示のようになり、この状態で検出されたＡＦ段数
の変化が図３に示されている。すなわち、図４には上記
くさび受光素子１４ｂに受光されたビーム形状が示され
ているが、図（ａ）の右欠け状態の場合は、図２
（ｂ），（ｆ），（ｇ）の左欠けビームに相当し（受光
時に反転する）、重心が距離ｄ1 だけ左側へシフトす
る。一方、図（ｂ）の左欠け状態の場合は、図２
（ｃ），（ｄ），（ｅ）の右欠けビームに相当し、この
場合は重心が距離ｄ2 だけ右側へシフトする。従って、
図３では中央及び左右の投光ビームにおいて左欠けが生
じた場合には図示Ｂに示されるように、距離が近いと誤
判定されてＡＦ段数も小さい方向へずれ、また投光ビー
ムに左欠けが生じた場合には図示のＣに示されるよう
に、距離が遠いと誤判定されてＡＦ段数も大きい方向へ
ずれてしまう。

【００１３】しかし、上述したように、実施例ではコン
パレータ１８及びＣＰＵ１２が所定光量に達する発光回
数を検出することによって、ビーム欠けの状態を判別
し、ビーム欠けのないビームに基づいて上記ＡＦ段数を
決定している。すなわち、図５には、カメラを上記の場
合と同様に±４度程度振った場合の測距時間（増幅回路
利得でもよい）の変化が示されており、この図におい
て、最短の測距時間となるビームが選択されることにな
る。従って、上記図３の測定値に対して図５を考慮する
と、図６に示されるＡＦ段数の測定状態を得ることがで
きる。この図６において、各ビームの切換え点で多少の
アップダウンが生じるが、この変動はピントの許容範囲
に入っており、何ら問題はない。また、実施例では被写
体７に対し三つの投光ビームのうち一つが常に投光され
る限界状態を示しており、これよりも更に近距離にある
場合には、上記のアップダウンは小さくなる。

【００１４】実施例は以上の構成からなり、以下に図７
及び図８に基づいてその動作を説明する。まず、図７の
ステップ４０１で撮影ボタンでの第１段スイッチＳがオ
ンされると、ステップ４０２からステップ４０７にて中
央ビームについての処理が行われることになり、ステッ
プ４０２では中央ビームについての発光ダイオード１０
ｂによる投光及び受光素子１４ａ，１４ｂによる受光か
ら積分までの受光処理が行われる。次のステップ４０３
に移行すると、コンパレータ１８の出力が基準電圧より
も大きくなるHighの状態になったか否かが検出され、”
Ｎ”の時はステップ４０４へ移行する。このステップ４
０４では、発光回数が例えば１０００回になったか否か
を検出し、”Ｎ”の時はステップ４０２へ移行し、”
Ｙ”の時はステップ４０５へ移行しており、この処理は
被写体７が所定距離よりも遠い場合にコンパレータ１８
での比較動作を停止するために行われる。

【００１５】上記ステップ４０３にて、”Ｙ”の時はス
テップ４０５へ移行し、ここでＣＰＵ１２によって参照
受光素子１４ａについての積分レベルとくさび受光素子
１４ｂについての積分レベルとを比較して測距が行わ
れ、かつ図３に示されるＡＦ段数が検出される。そし
て、ステップ４０６にて上記ステップ４０３でHighレベ
ルが出力された時点の中央ビームの発光回数が出力され
ると共に、ステップ４０７にて上記ステップ４０５で検
出された中央ビームのＡＦ段数が出力される。

【００１６】次に、ステップ４０８からステップ４１３
にて右ビームについての処理が行われ、上述の中央ビー
ムと同様の動作を繰返しており、ステップ４１２にて右
ビームでの所定光量に達するまでの発光回数が出力さ
れ、ステップ４１３にて右ビームでのＡＦ段数が出力さ
れる。なお、ステップ４１０では発光回数が例えば５０
０回になった時点で、コンパレータ１８の出力を停止し
ているが、これは左右のビームは被写体７から外れてし
まうことが多いことを考慮したものである。

【００１７】最後に、図８のステップ４１４からステッ
プ４１９にて左ビームについての処理が行われ、上述と
同様の動作により、ステップ４１８にて左ビームでの所
定光量に達するまでの発光回数が出力され、ステップ４
１９にて左ビームでのＡＦ段数が出力される。そうし
て、次のステップ４２０では、上記三つのビームで検出
されたＡＦ段数が比較され、実施例はこれらのＡＦ段数
の平均値がｍ以下であるか否かを検出することによって
被写体７が所定の距離以内にある状態であるか否かが判
別される。そして、ＡＦ段数がｍ以上である時は、被写
体７が遠い距離にある場合であるので、ビーム欠け状態
を判別せずにステップ４２３へ移行し、ＡＦ段数がｍ以
下である時は次のステップ４２１へ移行する。このステ
ップ４２１では、三つのビーム中の発光回数の一番少な
いビームが選択され、この後段のステップ４２２では、
上記選択されたビームでのＡＦ段数が最終的なＡＦ段数
値として出力される。

【００１８】例えば、図２（ｂ）に示された、カメラを
＋０．８度に振った場合を考えると、従来では図３に示
されるように左ビームのＢ部分が選択されるので、ＡＦ
段数はｎ−３となるが、実施例では図５に示されるよう
に、発光回数が少ないのは中央ビームであるから、図６
に示されるように、中央ビームのＡＦ段数であるｎが最
終的に選択されることになる。このように、ステップ４
２２のＡＦ段数の出力が終了すると、ステップ４２３へ
移行し、撮影ボタンの第２段スイッチＳが動作し、次の
ステップ４２４にて最終的な上記ＡＦ段数によって撮影
レンズが所定の位置まで駆動され、正確なオートフォー
カス制御の下で撮影を完了することができることにな
る。

【００１９】上記実施例では、参照受光素子１４ａで受
光した各ビームのビーム欠けを、所定光量に達する発光
回数（時間）で判別するようにしたが、このビーム欠け
は、増幅回路の利得でも判別でき、受光ビームの光量の
強度を測定することにより判別できる。また、受光した
全てのビームが欠ける場合には、すなわち基線長方向で
欠ける場合に限らず上下部が欠ける場合もあり、この場
合にはビーム欠けが一番少ないビームがビーム欠けがな
いビームとして取り扱われることになる。

【００２０】更に、上記実施例ではカメラの横方向に投
光部１０と受光部１４が並んだ状態で基線長方向のビー
ム欠けを判別する場合を説明したが、カメラの縦方向に
投光部１０と受光部１４が並んだ場合では縦方向の基線
長方向に重心がずれることになるので、この場合には縦
方向のビーム欠けが生じるときに本発明を適用すること
が可能である。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
受光部での受光されたマルチビーム中の各ビームにビー
ム欠けが生じているか否かを判別するビーム欠け判別手
段を設け、このビーム欠け判別手段の出力に基づいて上
記投光部と受光部を結ぶ基線長方向でビーム欠けのない
又は最も少ないビームを選択し、この選択ビームの測距
情報によりオートフォーカス制御を行うようにしたの
で、基線長方向でビーム欠けが生じて重心の移動があっ
た場合でも、他のビーム欠けのないビームの測距情報に
基づいて正確なオートフォーカス制御をすることが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るマルチビームオートフォ
ーカス制御装置の構成を示すブロック図である。

【図２】被写体に対してカメラを振った場合の各ビーム
の投光状態を示す説明図である。

【図３】図２の条件下で得られるＡＦ段数の変化を示す
グラフ図である。

【図４】ビーム欠けした場合の重心の移動状態を示す説
明図である。

【図５】図２の条件の下で測距動作した際の各ビームの
測距時間を示すグラフ図である。

【図６】実施例で最終的に得られるＡＦ段数の変化を示
すグラフ図である。

【図７】実施例の動作を示すフローチャートである。

【図８】実施例の動作を示す図７の続きのフローチャー
トである。

【図９】カメラ前面部の構成を示す図である。

【図１０】従来の測距状態を示す説明図であり、図
（ａ）は赤外光の投光及び受光状態を示す図、図（ｂ）
は受光素子での受光状態を示す図である。

【図１１】マルチビームが被写体へ投光された状態を示
す説明図である。

【図１２】従来において一つのビームを用い、カメラを
所定角度振った場合に検出されるＡＦ段数の変化を示す
グラフ図である。

【図１３】従来において三つのビームを用い、カメラを
所定角度振った場合に検出されるＡＦ段数の変化を示す
グラフ図である。

【符号の説明】

５，１０ … 投光部、 ６，１４ … 受光部、 ７ … 被写体、 １０ａ，１０ｂ，１０ｃ … 発光ダイオード、 １２ … ＣＰＵ、 １４ａ … 参照受光素子、１４ｂ … くさび受光素
子、 １７ａ，１７ｂ … 積分アンプ、 １８ … コンパレータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マルチビームを被写体に投光する投光部
   と、この被写体からの反射ビームを受光しこの受光位置
   によって測距情報を出力する受光部と、を有するカメラ
   のマルチビームオートフォーカス制御装置において、上
   記受光部で受光されたマルチビーム中の各ビームにビー
   ム欠けが生じているか否かを判別するビーム欠け判別手
   段を設け、このビーム欠け判別手段の出力に基づいて上
   記投光部と受光部を結ぶ基線長方向でビーム欠けのない
   又は最も少ないビームを選択し、この選択ビームの測距
   情報によりオートフォーカス制御を行うことを特徴とす
   るマルチビームオートフォーカス制御装置。