JPS63266410A - カメラの測距装置 - 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） 本発明はアクティブ方式によるカメラの測距装置に関す
る。

（従来技術） カメラのオートフォーカス（自動焦点調りには様々な方
法が用いられているが、その一つにアクティブ方式によ
る測距装置を用いて被写体までの距離を測定し、その距
離に応じて撮影レンズを移動して合焦させる方法がある
。

この方法においては、撮影レンズのＦナンバーおよび焦
点距離および許容できるボケの大きさく許容錯乱円）に
よって決定される被写界深度を利用することが多い。被
写界深度とは撮影レンズをある位置に置いたとき、許容
錯乱円を考慮して被写体のピントが合ったと見なせる範
囲をいい、被写体までの距離が近いときは狭く、遠いと
きは広い等の特性が周知である。

いまＦナンバー＝５．６、焦点距離ｆ＝８５■、許容錯
乱円ｄ＝０．０５ｍｍとすると被写界深度は第４図の矢
印の長さで示される。図の横軸は撮影レンズのピントを
無限遠に合せたときの初期位置からの撮影レンズの移０
ｆｆｉ（＠ｍ）てあり、縦軸は被写体までの距ｆｔ　（
ｍ）である。たとえば撮影レンズを０．２８ｍｍ移動さ
せると被写界深度は図の矢印Ａで示される範囲となり、
１３ｍから無限遠までの被写体にピントが合う。また撮
影レンズを６．４４ｍｍ移動させると被写界深度は図の
矢印Ｂで示される範囲となり、１．１６ｍから１．２６
ｍまての被写体にピントが合い、さらに撮影レンズを第
４図の横軸に示す値で段階的に移動させれば１．１６ｍ
から無限遠までの被写体に対してピントを合せることが
できる。したがってオートフォーカスのためには被写体
までの距離を測定して被写体の位置が被写界深度内にく
るように撮影レンズを移動させてやればよい。その距離
を測定するのがカメラの測距装置である。

第５図はアクティブ測距方式の原理説明図であり、図に
おいて、ｌは測距用の投光レンズ、２は測距用の受光レ
ンズ、３は赤外発光ＬＥＤ、４は被写体、５は受光素子
としてのＰ　Ｓ　Ｄ　（ＰｏｓｉｔｉｏｎＳｅｎｓｉｔ
ｉｖｅ　Ｄｅｖｉｃｅ）である。

ＰＳＤ５は素子面上に赤外発光ＬＥＤ３のスポット像Ｐ
を受光すると、素子から２つの電流出力Ｉ　ｌ＋１２か
得られる受光素子である。そして票子面の中央からスポ
ット像Ｐまでの距離なＸとすると、距ｇｉｘと電流ＩＩ
、Ｉ２どの間には次の関係かある。

Ｘ＝に＋　ｉ、ｔ　　（ＩＩ　／Ｉ２）　　　Ｋｌ　　
：定数そこて無限遠点にある物体の像かＰＳＤ５の中央
に結像し、このとき撮影レンズ（図示せず）が無限遠点
にピントが合うように設定されたとして次に有限距離に
ある被写体４を測距すると、投光したスポット像の反射
はＰＳＤＳ上の中央から距＃Ｘのところに結像されるこ
とになる。

すると被写体４まての距＃Ｒと距ｆｉｘとの間には次の
関係が成立する。

Ｒ＝　Ｂ−ｆ　ｔ　／　ｘ ここでＢは投光レンズｌと受光レンズ２の光軸間距離（
基線長）、ｆ２は受光レンズ２の焦点距離である（第５
図参照）。

一方、撮影レンズが無限遠点にピントが合っているとき
の光軸上を原点として、被写体圧ｆｉＲに対してピント
が合う撮影レンズの光軸上の位置なｙとすると、ｙはピ
ントのズレ量を表わすことになり、Ｒ；ｆ　（ｆ＋ｙ）
／ｙの関係を持つ。これは第６図における一般式１／ｂ
＋１／ａ＝ｌ／ｆの関係式にｂ＝Ｒ，ａ＝ｆ＋ｙを代入
すれば明らかである。したがってＸとｙの関係はｙ＝ｘ
ｆ”／（Ｂｆ２＋Ｘｆ）となり、測距素子の電流ＩＩ、
Ｉ２を演算してＸを得ることができ、さらにピントのズ
レ量ｙも得られることになる＋＜＝ｆ門に一４＝９艷≠
。

ところでこの種の測距装置においてはＬＥＤ３の発光出
力やＰＳＤの受光感度などに応じて測距できる距離が限
られてくる。遠距離まで測距できるようにするには、投
光レンズｌのＦナンバーを小さくするか、受光レンズの
レンズ径を大きくするか、またはＬＥＤ３の発光出力を
大きくしたりＰＳＤ５の感度を上げるなどが考えられる
か、同等のレンズ径で投光レンズｌのＦナンバーを小さ
くするために投光レンズの焦点圧ｇｌｆＩを短くすると
、被写体に投影するＬＥＤ像か大きくなり、被写体に比
べてＬＥＤ像の方が大きくなることがある。そうすると
、被写体てはＬＥＤの一部の光しか反射せず、残りの光
は被写体の後方へ抜けてしまい、ＰＳＤでの受光量が不
足したり、異なった距離で反射された光かＰＳＤ上で混
在したり、あるいはＰＳＤ上での光中心かズしたりして
実用的でなくなる。実用的な範囲でＦナンバーを小さく
するためにはレンズ径を大きくしなければならない。結
局、投光レンズｌも受光レンズ２も大きくしなければな
らないか、その大きさは設計上の制約を受ける。ざらに
ＬＥＤ３の発光出力やＰＳＤ５の感度も飛躍的に大きく
なるものてはない。

以上のような理由から現在使われているアクティブ測距
方式の測距範囲は、被写体赤外反射率が５０％程度のと
き、７ｍはどである。そのため、７ｍ以上離れた被写体
まての距離を正確に測距てきないという問題があった。

たとえば、いま第４図の点Ｃの位置に被写体かあったと
すると、撮影レンズを０．８４ｍ＋＊移動させれば合焦
点範囲に入るのだが、従来の測距装置ては前述の理由に
より、至近距離から７ｍ程度迄測距できるが、それ以上
の距離ではＰＳＤ上ての光量が微弱となり、ＬＥＤ光の
届かない無限遠と判断され撮影レンズは０．２８ｍｍ移
動して結局点Ｃにはピントか合わなくなってしまう。

第４図において明らかなように、測距装置が被写体と無
限遠と判断し、撮影レンズが０．２８履履移動すれば１
３ｍから無限までの間の被写体にはピントが合うのて、
従来の測距装置に、７ｍから１３ｍの間に被写体かある
かどうか判別可能な装置や機能を付加すれば全ての被写
体に対してピントの合う測距装置が実現可能となり得る
。

（発明の目的および構成） 本発明は上記の点にかんがみてなされたもので、アクテ
ィブ方式の測距装置において、遠距離の測距を正確に行
なえるようにすることを目的とし、そのため、近距離測
距用の第１の発光手段と、この第１の発光手段より発光
強度の大きい遠距離測距用の第２の発光手段とを設け、
第１の発光手段の発光によっては被写体からの反射光量
が測距に必要な所定値より小さいときは第２の発光手段
を発光させて測距を行なうように構成した。

（実施例） 以下図面に基づいて本発明を説明する。

第１図は本発明によるカメラの測距装置の一実施例のブ
ロック線図であり１図中第５図と同じ参照数字は同じ構
成部分を示す。

図において、６は遠距離測距用の赤外発光管、７は赤外
発光管を駆動する駆動回路、８は赤外発光管用の投光レ
ンズ、９は近距離測距用の赤外発光ＬＥＤ３を発光させ
るための発光回路、ｌＯはＰＳＤ５の出力電流から被写
体までの距離を演算する演算回路、ｉｔは各回路の動作
を制御するマイクロコンピュータ（マイコン）、１２は
撮影レンズ、１３は撮影レンズ１２をマイコンからの指
令により移動させるレンズアクチュエータ、Ｓはレリー
ズボタンを軽く押すとオンする測距開始用のスイッチで
ある。

第４図の例を再び用いるとＬＥＤ３はｉ、ｔａｍから７
ｍまで測距回部である。赤外発光管６は７ｍ以上を測距
するが、７ｍから１３ｍまての距離にあれば撮影レンズ
を０．８４■■移動させ、また１３ｍから無限遠までは
撮影レンズな０，２８■移動させれば合焦範囲に入るの
で、赤外発光管６によって、被写体が７ｍから１３ｍま
での距離にあるのかまたは１３ｍ以上の距離にあるのか
が判別できればよい。

発光管６発光時の被写体からの反射光はＰＳＤ５によっ
て受光される。演算回路ｌＯでは被写体が１３ｍから７
ｍの距離にあるときのＰＳＤ５の出力電流１１．Ｉ２の
和の絶対値あるいはＩｔの信号量、あるいはＩ２の信号
量を予め所定値として設定しておきＰＳＤ５の出力がそ
の所定値以上であるときは検知信号を出力する。ＰＳＤ
５の出力が所定値以下であるときは検知信号は出力され
ない。

以下第２図のフローチャートを用いて測距動作を説明す
る。

まず撮影者がレリーズボタンを軽く押し下げるとスイッ
チＳがオンしくＦ−１）、マイコン１３から発光回路９
へ発光指令か出力され発光回路９によってＬＥＤ３から
近距離測距用の赤外光パルスが発光される（Ｆ−２）。

赤外光パルスは投光レンズｌを通って前方に投射され、
被写体で反射されて受光レンズ２を通りＰＳＤ５）：に
受光される。ＰＳＤ５からは電流１．およびＩ２が演算
回路１０に出力される（Ｆ−３）。

次に演算回路ｌＯではこの出力電流■１または■２．あ
るいはＩ□とＩ２の和か演算に必要な所定値以上である
かどうか判断しくＦ−４）、所定値以上であれば出力電
流１．およびＩ２を用いて前述のＰＳＤ上でのＬＥＤス
ポット光位こにより被写体距離Ｒを演算しくＦ−５）、
その演算結果をマイコン１１に出力し、マイコンｔｉは
被写体距離に応じてレンズアクチュエータ１３を駆動し
て第４図に示すようなレンズ移動量だけ撮影レンズ１２
を移動させる（Ｆ−６）。

ＰＳＤ５の出力が所定値以上でないときは、演算回路１
０はマイコン１１に再発光信号を出力し、これを受けて
マイコン１１から駆動回路７へ発光指令が出力され駆動
回路７によって赤外発光管６から遠距離測距用の赤外パ
ルスが発光される（Ｆ−７）。

次に演算回路１０では発光管６発光時のＰＳＤ５の出力
■１または■２、あるいは■８と■２和が所定値以上か
どうか判別し、所定値以上であればマイコン１１へ検知
信号を出力する。このとき被写体は７ｍから１３ｍまで
の位置にあるからマイコン１１はレンズアクチュエータ
１３を駆動してレンズ１２を０．８４ｇ＋ｍ移動させる
（　Ｆ　−９）。

ＰＳＤ５の出力が所定値以上でなければマイコン検知信
号は出力されず、このとき被写体は１３ｍ以上離れた位
置にあるからマイコン１１はレンズアクチュエータ１３
？駆動してレンズ１２を０．２８■■移動させる（Ｆ−
１０）。

本発明において近距離測距用の第１の発光手段の配置は
、ＰＳＤ上の光点位置を検出して測距するためのもので
あるので、ＰＳＤ５の配置に対して制約を受けるが、遠
距離用の第２の発光手段の配置はＰＳＤ上の光量を検出
して測距するためのもので、ＰＳＤ配置に対しても近距
離測距用の第１の発光手段の配置に対しても、ＰＳＤと
第１の発光手段との配置関係に対しても影響されるもの
ではなく、カメラ上の被写体に向けて光を投射すること
のできるどの位置に配置してもよいという利点かある。

上記実施例においては遠距離用の発光手段として赤外発
光管を用いたが、遠距離用の発光手段の出力が近距離用
の発光手段の出力より大きければよいので、本発明はそ
れに限らず、たとえばリフレクタ付のＬＥＤを用いても
よく、またストロボ内蔵カメラてはストロボ照射角を狭
くしてそのストロボを遠距離用の発光手段として用いて
もよいし、第１の発光手段の投光光学系あるいは第３図
のようにＰＳＤ用の受光光学系を共用してもよい。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明においては、近距離測距用
の第１の発光手段と、この第１の発光手段より発光強度
の大きい遠距離測距用の第２の発光手段とを設け、第１
の発光手段の発光によっては被写体からの反射光量が測
距に必要な所定値より小さいときは第２の発光手段を発
光させて測距を行なうように構成したので、アクティブ
測距装置において遠距離の測距が正確に行なうことがで
きるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるカメラの測距装置の一実施例のブ
ロック線図、第２図は第１図の装置の測距動作を説明す
るためのフローチャート、第３図は本発明の他の実施例
を示す概略線図、第４図は被写界深度を示す図、第５図
および第６図はアクティブ測距方式の原理説明図である
。 １・・・投光レンズ、２・・・受光レンズ、３・・・赤
外発光ＬＥＤ、５・・・ＰＳＤ、６・・・赤外発光管特
許出願人　小西六写真工業株式会社 代理人　　弁理士　　鈴　木　弘　男 第４図 膚おし仄神動量 −ｙ−−−ｆ具 ｂ＞ａ＞ｆ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 近距離測距用の第１の発光手段と、該第１の発光手段よ
   り発光強度の大きい遠距離測距用の第２の発光手段と、
   前記第１の発光手段の発光によっては被写体からの反射
   光量が測距に必要な所定値より小さいときは第２の発光
   手段を発光させる発光制御回路とを有し、近距離測距は
   、前記第１の発光手段により投射された光の被写体から
   の反射光の受光素子面上での光点位置を検出して測距を
   行い、遠距離測距は、前記第２の発光手段により投射さ
   れた光の被写体からの反射光の受光素子面上での光量を
   検出して測距を行うことを特徴としたカメラの測距装置
   。