JPS62157006A - オ−トフォ−カス装置 - 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） 本発明はカメラ等に用いられるオートフォーカス装置に
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ォーカ
ス装置（以下ＡＦ装置という）に関するものでおる。

（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
子の間にくさびフィ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ィ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、めたかも被写体が遠くにめるかのように
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った。

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
コストが高くなってしまうという問題があった。

（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
範囲に亘って適切なオートフォーカス機能を発揮し得る
、製造コスト安価なオートフォ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） 本発明のオートフォーカス装置は、２つの受光手段のう
ち一方が、被写体か至近距離におるときその出力電気信
号が飽和状態に達するもので必って、 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かＬ 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、入力値が増ｒｔａ
　シても出力値が増りｌせず入カー田力特性が直線性を
失なっ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ィルタを挿入し、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を利用して、被写体までの距離が
近い時程多くの部分か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） 本発明のオートフォ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って精度の良いオー
トフォーカス別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
影における写真の艮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
とかできる。

（寅　側　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ォーカス装置
を搭載したカメラを示す概略図でめり、第２図はこのオ
ートフォーカス装置の回路部分を説明するための回路図
でおる。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４．Ａ、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６　
Ａ　。

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図では上下に並んで図示されているが、これは基線長
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画一される）。結像レンズ５Ｂと
受光素子６Ｂの間にはくさびフィルタ７が配されている
。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、低周波カットフィルタ９Ａ、９Ｂに
より直流成分がカットされ、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１０３からの出力信号レベルがどの程度の大き
ざでめるかが判定される。この第１判定回路１１はｈｈ
較器１１Ａ、　１１Ｂ、１１Ｇ、１１Ｄ、抵抗Ｒ１，Ｒ
２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５、ラッチ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１
４に入力され、モータコン叶ローラ１１ＩＩＧさこの信
号に基づいてオートフォーカスモータ１５＠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ｔｌ［の位置を示す出力とデ
コーダ１３からのラッチ出力が一致するとモータコント
ローラ１４はオートフォーカスモータ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、回転式へリコイドによ
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ットを係止させる。な
お、ラッチ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が接続されてあ
り、第２判定回路２０により増巾器１０Ａからの出力信
号レベルか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ォー
カスモータ１５を作動せしめて鏡ｊｌ１６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、ラッチ１２および
デコーダ１３からなる。

次にオートフを一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ィルタ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、ラッ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１０３の出力信
号レベルの比（以下出力比という）は１に近（大ぎい値
となる。

このときの増巾器１０Ａ、　１０３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１０
Ａの出力信号レベルをｖｌ、増巾器１０１３の出力信号
レベルをｖｌとして示すＣ（第３ｂ図および第３ｃ図に
おいて同じ。） 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ィルタ７によるけられ
の影響が大きく、また受光素子６Ａ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、　ＩＯＢの出力信号レベルを
第３ｂ図に示す。

本実施例においては出力比の大きざが比較器１１Ａ〜１
１［）により５段階で判定され、この比較器１１、八〜
１１Ｄからの出力信号に基づいて１引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っている。

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１〕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
くにしたがって大きくなる。

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Ｔｏこのため第１判定回路１１によっては
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は遠路ｒ！ｌ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２１により
増１わ器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によって比
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１６を近距離眼影位置にろ９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
範囲に亘って適切なオートフォ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
の信号光が小ざくノイズによっ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廿較器２０Ｂ
によりその状態にめることを判定させ、この比較器２０
Ｂから出力された判定信号に基づき鏡１１６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
出力をそのままおるいは抵抗Ｒ６，Ｒ７によって抵抗分
割したものを用いているが、通常増巾器の飽和レベルは
増巾器の電源電圧より低い値（Ｖｃｃ−α）となるので
、増巾器１０Ａの電源型１Ｉｌｉ：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。

なあ、小型ストロボコ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。ラッチ１２による比較器出力信
号のデータラッチは本来上記発光強度か最大となるタイ
ミングで行なわれるのが望ましいが発光開始時にはトリ
ガーノイズか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でデータラッチを行なうようにして
いる。

このデータラッ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
距方式のオートフォ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索子）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ォーカス装置を搭載
したカメラを示す概略図、第２図は第１図に示すオート
フォ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４図は第２
図に示す２つの増巾器１０Ａ、１０Ｂ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
示すグラフであるニ ド・・小型ストロボ　　　４Ａ、４Ｂ・・・被　写　体
５Ａ、５Ｂ・・・結像レンズ ６△、６Ｂ・・・受光素子　７・・・くさびフィルタ１
ｏＡ、　ｉｏＢ・・・増巾器 １１・・・第１判定回路　　　１４・・・モータコント
ローラ１５・・・オートフォーカスモータ １６・・・境　　　Ｑｌｉ　　　　　２０・・・第２判
定回路第４図 第５図 （自帽手続補玉名 特許庁長官　殿　　　　　　　　　　昭和６１年３月１
０日１、事件の表示 オートフォーカス装置 ３、補正をする者 事件との関係　　　　特許出願人 住　所　埼玉県大宮市植竹町１丁目３２４番地名　称　
　　富士写真光機株式会社 ４、代理人 〒１０６　　東京都港区六本木５−２−１６、補正によ
り増加する発明の数　　　な　　し７、補正の対象　　
図　面 ８、補正の内容　　手書き図面を墨入れ図面に補正しま
す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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
   オートフォ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ォーカス装置。