JPS6260646B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は写真機、撮影機およびテレビジヨンカ
メラ等の光応答装置に用いる距離計に関するもの
であり、更に詳しくいえば、一対の光検出器上に
２つの映像を形成するための２つの光路を利用す
る形式の距離計の改良に関する。この種のもので
は、光検出器上に形成される映像の相対位置ない
し相対距離は離れている被写体までの距離を示す
ようになる。また、光検出器が受ける映像を周期
的にしや断する構成をとつているので、光検出器
の出力は可変電気信号となり、この信号の位相関
係が離れた被写体までの距離を示すようになる。

自動距離計の分野においては、光学系から離れ
ている被写体までの距離を自動的に決定するため
にいくつかの技術が提案されている。そのうちの
１つの技術は立体光学系に組合わせて視差を自動
的に決定するための機構を用いている。この立体
光学系においては、三角測量法の基線を形成する
ある距離をおいて隔てられている２つの光伝送要
素から、被写体の映像が２つの光検出器の上に結
ばれる。たとえば、被写体が無限遠にあるものと
すると、２つの光検出器上に結ばれた映像は各光
検出器に対して同一であつて、それらの光検出器
の出力は等しい。被写体がこの光学系に接近する
と、少なくとも一方の光検出器上の映像が他方の
光検出器上の映像に対して動くから、それらの光
検出器の出力が変化して「ピント外れ」の状態を
示す。一方の光検出器上の映像の他方の光検出器
上の映像に対する位置の変化を検出するために、
可動格子、チヨツパまたはプリズムを光変調器と
して各光検出器までの光路中に配置して、それら
の光検出器の出力信号が変化する信号、たとえば
正弦波信号になるようにする技術も提案されてい
る。被写体が無限遠にある場合には、光検出器の
２つの正弦波出力信号の位相は一致するが、被写
体が光学系に接近し、かつ一方の映像が他方の映
像に対して動かされるにつれて、光検出器の出力
信号の位相は変化する。また、２つの光検出器上
の映像の差したがつて被写体までの距離の差を示
す信号を発生するために、光検出器の出力を受け
るように接続された位相検出器を用いることも提
案されている。前記信号は一方の光学系を調整し
て映像を一致させ、光検出器からの出力信号の位
相を等しくするために用いることができ、または
被写体までの距離を指示させるように指示器その
他の計器の位置を定めるために前記信号を用いる
ことができる。

「端部効果」として知られている現象のために
従来の技術はある種の困難に直面している。この
端部効果の主な原因は、光検出器の限界すなわち
端部のために、検出される被写体からの光が人為
的に減少されることである。走査系がこの端部を
検出して「端部」信号を発生する。したがつて、
出力信号は望ましい情報信号と端部信号を組合わ
せたものとなる。しかし、組合わされる端部成分
のために、組合わされた信号には大きな誤差が含
まれることがある。端部信号をなくすことにより
距離計の性能と確度が向上する。たとえば、光学
系の僅かなずれのために一方の光検出器が他方の
光検出器と僅かに異なる光景部分を見る時に、別
の端部効果問題が起る。明るい被写体が光検出器
の中間部に存するような具合に２つの光検出器が
光景部分を見ている時は、光学系が僅かにずれて
いたとしても両方の光検出器の出力は殆んど異な
らない。しかし、明るい被写体が光検出器の見る
光景部分の端部にあると、光学系の僅かなずれに
より明るい被写体が一方の光検出器の視野内とな
り他方の光検出器の視野外となることがあり、こ
の場合には被写体が正しい焦点位置にあつたとし
ても両方の光検出器の出力が互いに異なるという
不具合を生じる。

本発明は、端部の不透明度が最高であつて、中
心部に近づくにつれて透明度が高くなるような性
質を有するフイルタ要素を、被写体から光検出器
に至る光路中に配置することにより先行技術にお
けるこの種の問題を解決するものである。こうす
ると、光検出器の端部近くにある光景の映像部分
は光検出器の出力にほとんど、または全く影響を
及ぼさなくなり、光検出器の中心領域上の映像部
分は光検出器の出力に大きな影響を及ぼすことに
なる。そのようなフイルタ要素を用いることによ
り、端部効果に起因する誤差は減少または解消
し、距離計は正確に距離を指示できることにな
る。

以下、図面を参照して本発明を詳細に説明す
る。

第１図において、一対のレンズ１０，１２は離
れている被写体からの光を、１点鎖線１４，１６
で示される光路に沿つてそれぞれ受ける。光路１
４を通る光は第１の鏡面１８により反射されてか
ら第２の鏡面２０により反射され、フイルタ２２
と可動格子２４を透過して、基体２８に取付けら
れている光検出器２６に入射する。レンズ１０と
鏡面１８，２０は映像形成器として働く。光路１
６を通る光は第１の鏡面３０と第２の鏡面３２に
より反射されてから、フイルタ３４と可動格子２
４を透過して、光検出手段に入射する、すなわ
ち、基体２８に取付けられている第２の光検出器
３６に入射する。レンズ１２と鏡面３０，３２も
映像形成器として働く。可動格子２４は透明な部
分と不透明な部分を交互に配置して作られ、固定
部材４０に固定されているばね３８により第１図
で右へ偏らせられている。可動格子２４の左端部
は破線４２で示されている機械的な連結によりあ
る機構（図示せず）に連結される。この機構はた
とえば写真機のレリーズ機構である。写真機のシ
ヤツターボタンを押してレリーズ機構が解放され
ると、可動格子２４がばね３８の作用で第１図で
右へ動かされるから、光検出器２６，３６に入射
する光が変調させられる。可動格子２４として透
光度が可動方向に沿つて正弦波状に変化する格子
が用いられていると、光検出器２６，３６の出力
は正弦波出力となる。このようにして光変調器が
構成される。破線連結部４２に連結されているフ
イルム巻き上げ機構などにより、可動格子２４を
第１図に示されている元の位置に戻すことができ
る。可動格子２４は光変調器の重要な要素であ
る。

第１図に示すように、光路１４，１６は平行で
あつて、レンズ１０，１２は無限遠にある被写体
に焦点が合わされている。この場合には、光検出
器２６，３６の上に結ぶ被写体の映像はほぼ同じ
で、それらの光検出器からの正弦波出力は同相で
ある。被写体が光学系へ接近すると、光検出器２
６，３６に結ばれる映像は動くから、それらの光
検出器からの正弦波出力は被写体から光学系まで
の距離に関係する量だけ位相が異なることにな
る。この位相差の検出と、その大きさは、被写体
が無限遠位置から動いた距離を示す。もちろん、
レンズ１０，１２は、光学系から近い位置または
ある中間距離の位置にある被写体に初めに焦点を
合わせるように配置できる。その場合には、光検
出器２６，３６上の映像が被写体の初めの位置に
おいてほぼ同じであり、かつ被写体がその位置か
ら動く時に生ずる位相差がその被写体までの距離
を再び示すように、基体２８の上における光検出
器２６，３６の位置が調整される。

フイルタ２２，３４を除き、以上説明した装置
は従来の距離計に類似する。しかし、従来の距離
計であれば、光検出器２６により光路１４に沿つ
て見られる光景は、前記別の端部効果のために、
光検出器３６により光路１６に沿つて見られる光
景と全く同一というわけではない点が問題であつ
た。

第２図は第１図の２―２線矢印に沿つて見た図
で、一対の光検出器２６，３６が可動格子２４
（これは下側の部材が見えるように切り欠いてあ
る）の下側にある様子と、光検出器２６，３６の
全面にわたつてそれぞれ拡がるように一対のフイ
ルタ２２，３４が配置されていることがわかる。
また、フイルタ２２，３４はその端部近くが最も
不透明で、その中心部へ向かうにつれてますます
透明になるように作られている。このような構成
により、光検出器２６，３６の端部近くに入射す
る光はフイルタ２２，３４の不透明度の高い部分
により阻止されるが、光検出器の中心部近くに入
射する光はほとんど減衰されない。これにより、
光検出器の出力に影響を及ぼす端部効果はフイル
タ２２，３４の作用によりほとんどなくなり、２
つの光検出器の中心部近くに結ぶほぼ同一の映像
により光検出器は正しい出力を生ずる。

第３ａ図、第３ｂ図は、ある光景を仮定した場
合の、検出器２６，３６およびその近傍における
位置に対する光の強さを示すグラフである。カー
ブ５０で示されている映像の明るさの分布は、第
３ａ図で点５２と５４の間にあるものとして示さ
れている光検出器自体の中心に近い領域で最大と
なることが第３ａ図からわかる。第３ｂ図におい
ては、映像の明るさの分布カーブ５６の形は第３
ａ図の明るさ分布カーブ５０に類似するが、第３
ｂ図では座標面内で更に右側の位置にあるから、
点５８と６０の間にある光検出器の右側部分寄り
に中心を置いていることになる。第３ｂ図のカー
ブ５６が第３ａ図のカーブ５０に対して移動して
いることは、予め定められている基準距離（本発
明では無限遠）以外の距離に被写体があることを
示す。実際に被写体が無限遠にあると、カーブ５
６は第３ｂ図に示されているよりも左に位置し
て、点５８と６０で示されている光検出器領域内
の、第３ａ図のカーブ５０とほぼ同じ位置に中心
を置く。第３ｂ図でカーブ５６が右へ動く距離は
光学系から被写体までの距離を示す。その理由
は、被写体が光学系へ接近すればするほど、カー
ブ５６は第３ｂ図で一層右へ動くからである。カ
ーブ５６の移動距離を検出することにより、被写
体までの距離を得ることができる。

第３ｃ図，第３ｄ図はフイルタ２２，３４の透
光度と位置との関係を示すグラフで、これらのグ
ラフから、第３ｃ図，第３ｄ図に点５２′と５
４′および５８′と６０′で示されている光検出器
の端部では、フイルタの透光度はほぼ零であるこ
とがわかる。また、光検出器の中心附近では透光
度は最大であるから、光検出器の端部では光は阻
止されるが、阻止度は中心へ近づくにつれて低く
なつて、中心部ではほぼ零になることがわかる。

第３ｅ図，第３ｆ図は光検出器に対する可動格
子の位置と透光度の関係を示すグラフである。光
検出器は第３ｅ図では点５２″と５４″の間にある
として示され、第３ｆ図では点５８″と６０″の間
にあるとして示されている。可視格子は第３ｅ
図、第３ｆ図でそれぞれ矢印７０，７２で示され
ている向きに動くから、光検出器に入射する光の
量は正弦波状に変調されることになる。

第３ｇ図，第３ｈ図は可動格子２４により変調
された光を受けた光検出器２６，３６からの電流
出力を示すグラフである。それらの電流出力は第
３ｇ図，第３ｈ図ではそれぞれカーブ７４，７６
により示されている。基準時間に対する時間的な
変化として描かれているこれらのカーブ７４，７
６は、第３ｇ図に線７８として示されている第１
の下向きピーク位置と第３ｈ図に線８０により示
されている第１の下向きピーク位置とを比較する
ことにより測定できる値だけ、互いに位相が異な
ることが第３ｇ図、第３ｈ図からわかる。この位
相差は第４図に示すように被写体までの距離を示
す。

第４図は位相差と距離との関係を示すグラフ
で、このグラフは零点８６から右斜め上方へ延び
る直線８４であることがわかる。零点８６は位相
差が存在しない無限遠にある被写体の位置に対応
し、直線８４の端部に近い点は非常に近い距離、
たとえば１ｍというような近接点を表す。

第５図は距離を示す出力を得る回路を示す。第
５図では光検出器２６，３６はクロスハツチング
された正方形として示されており、それらの光検
出器２６，３６の出力端子は線９０，９２とコン
デンサ９４，９６をそれぞれ介して増幅器９８，
１００へそれぞれ接続される。前記したように、
光検出器２６，３６の出力は第３ｇ図、第３ｈ図
に示されている正弦波電流のような変動する信号
である。それらの信号は増幅器９８，１００によ
り増幅されてから、線１０２，１０４を介して位
相検出器１０６へ与えられる。この位相検出器は
通常のものであつて、光検出器２６，３６からの
信号の位相差とともに変化する大きさを有する出
力を線１０８を介して出力装置へ与える。本発明
の距離計を写真機の撮影レンズのピント合わせに
用いる場合は、前記出力装置はレンズ調節機構１
１０である。あるいは、被写体までの距離を指示
する指示器を出力装置１１０として用いることも
できる。

したがつて、「端部効果」問題を解決し、かつ
正確な出力を生ずる、離れている被写体までの距
離を決定する装置が本発明により得られたことが
わかるであろう。本発明は、種々の態様で実施で
きる。たとえば、以上の説明では直線状に動きそ
の動く方向で透光度が正弦波状に変化する可動格
子２４を用いる例を示したが、光変調器はそのよ
うな格子を用いるものに限定されない。たとえ
ば、動く方向に沿つて透光度が方形波状に変化す
る格子も利用できる。更に、光検出器２６，３６
に入射する光を希望に合せて変調するために、回
転可能な円形格子またはプリズムを用いることも
できる。第５図の位相検出器１０６は、第３ｇ
図，第３ｈ図に示すような２つの電流カーブそれ
ぞれのピーク点または電流カーブ相互の交わる点
間の距離を決定することにより、位相を検出でき
る。あるいは、希望によつては一方の光検出器と
他方の光検出器のそれぞれに対して透光度変化の
ピツチを変えた格子２４を作ることもできる。こ
の場合は、格子が第１図で右へ動いた時に２つの
光検出器の出力電流が同相である位置を距離を示
すものとして位相検出器により検出できる。ま
た、希望によつては、レンズ調節機構１１０は、
写真機の撮影レンズを調整することに加えて、第
１図のレンズ１２のような光学系を回転させて、
光検出器２６，３６上の映像を一致させ、距離を
示す出力の発生とともに光検出器上の映像を調節
するようにできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を用いる光学装置の略図、第２
図は第１図の線２―２に沿つて見た図、第３ａ図
乃至第３ｈ図は本発明の装置の種々の部分の作用
を示すグラフ、第４図は光検出器の出力の位相差
と距離の関係を示すグラフ、第５図は距離を示す
出力を発生するために用いる回路のブロツク図で
ある。 １０，１２……レンズ、２２，３４……フイル
タ、２４……可動格子、２６，３６……光検出
器、１０６……位相検出器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一対の端部と中間部を含む表面をそれぞれ有
   するとともに受光量を示す第１と第２の出力信号
   をそれぞれ発生する第１と第２の光検出器と、 離れている被写体から第１と第２の光検出器ま
   での第１と第２の光路中にそれぞれ位置されて、
   第１と第２の光検出器の表面に離れている被写体
   の第１と第２の映像をそれぞれ生ずる第１と第２
   の映像形成器にして、第１と第２の映像が、離れ
   ている被写体が所定の距離にあるときに第１の相
   対位置を占め、離れている被写体が所定の距離か
   ら変わると第１の相対位置から変わるものである
   第１と第２の映像形成器と、 第１と第２の光路中に設けられ、第１と第２の
   光検出器が受光する光の強さを周期的に変調し、
   第１と第２の出力信号が周期的な変調を受けて第
   １と第２の映像の相対位置により変わる位相差特
   性を含むようにする光変調器と、 第１と第２の光路中に設けられ、最高濃度が第
   １と第２の光検出器の端部近くにあり、端部から
   中間部へ向つて徐々に低くなる、濃度が一定でな
   いマスクを有するフイルタ要素と を備えることを特徴とする距離計。 ２ 特許請求の範囲の第１項に記載の距離計にお
   いて、第１と第２の光検出器に接続された位相検
   出器が第１と第２の出力信号を受けそれら第１と
   第２の出力信号間の位相差を示す信号を発生する
   ことを特徴とする距離計。 ３ 特許請求の範囲の第２項に記載の距離計にお
   いて、撮影レンズを有するとともに、位相検出器
   に接続されてその位相差を示す信号に従つて撮影
   レンズの位置を定める運動機構を含む写真機に連
   結され得ることを特徴とする距離計。 ４ 特許請求の範囲の第１項に記載の距離計にお
   いて、変調器は透明部分と不透明部分を交互に有
   する部材を備えることを特徴とする距離計。