JPH028709A - 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】 イ、産業上の利用分野 本発明は、カメラにおける被写体距離検出装置に関する
。

口、従来の技術 カメラの測距装置として、従来からアクティブ方式の測
距装置が使われている。これはカメラに備えた光源から
、光の平行ビームを発射し、この光ビームの被写体上の
照射スポットの像を上記光源の側方に配置された二つの
受光素子上にまたがるように形成し、この二つの受光素
子の出力比によって被写体距離を検出する方式である。

このアクティブ方式で測距を行う場合、発光素子からの
光によって結像する被写体上の上記スポットの像が距離
によって受光面上を移動し、二つの受光素子の出力比は
被写体距離によって変化するので、その像の出力比によ
って被写体までの距離を測定しているが、撮影する被写
体までの距離範囲は広いので、像の移動距離も大きくな
る。そのために発光素子及び受光素子を固定したままで
０〜ωの被写体を測距しようとすれば、近距離側で受光
素子上に結像しない場合が起きる。例えば、第４図Ａに
従来の測距システムの一例を示す。発光素子ＬＥＤから
投光された光ビームの被写体からの反射光による像■は
、被写体圧ｍｓ１〜Ｓ５に応じて、受光素子５ＰＣ１，
５ＰＣＱ上を移動するので、像の移動によって５ＰＣ２
と５ＰＣ１の出力比が変化する。この５ＰＣ２／５ＰＣ
Ｉの出力比々距離との関係は第５図に示すような関係曲
線で表される。この比は被写体の反射率によらないで一
定なので、この比を測定することによって、被写体まで
の距離を測定することができる。しかし、第４図へから
分かるように被写体距離が８４．３５等の近距離になっ
た場合、被写体がらの反射光による像■が右方にずれて
５ＰＣＩ面上に殆んど結像しないで、５ＰＣ２上だけに
結像するようになり、５ＰＣ２／５ＰＣＩの比が距離に
よって変化せず、第５図に示すように飽和してきて距離
分解能が低下し、遂には距離測定ができなくなると云う
問題が発生する。この問題は第４図Ｂに示すようにもう
一つの受光素子５ＰＣ３を増設して、５ＰＣ１，８ＰＣ
２だけでは距離が決められない場合、５ＰＣ２と５ＰＣ
３によって距離を決めるようにすることで解決できるが
、極く近距離測定のためにだけこのようにすることは測
距装置が大型化して望ましくない。他方アクティブ測距
方式で被写界の複数の領域について測距を行い、適当な
基準、例えば一番近距離である領域に焦点を合せるよう
にしたカメラが提案されている。

ハ０発明が解決しようとする問題点 本発明は、アクティブ方式で被写界の複数の領域につい
て測距を行う測距装置で、装置を大型化することなく被
写体までの距離を近距離から遠距離までの広領域で高精
度に測定しようとするものである。

二０問題点解決のための手段 アクティブ方式の測距装置において、被写界の複数の測
距領域に投光スポットを投射する複数の発光手段の配列
と、上記発光手段配列の漬方に上記投光スポットの像を
形成する手段と、同手段の像面に受光素子を隣の測距領
域と一つの受光素子を共有させて、各測距領域に夫々２
個ずつ対応させて配置し、一つの測距領域について、少
くとも相隣る三つの受光素子上における一つの上記投光
スポットの像の位置によって被写界のその測距領域の距
離を検出する演算手段によって被写体距離を検出するよ
うにした。

ホ１作用 従来例の項で説明したように、一つの測距領域について
は通常２個の受光素子により、その２個の受光素子上で
、被写界の投光スポットの像がどの位置に形成されてい
るかを判断することでその測距領域までの距離が求まる
。しがし距離が近くなると、投光スポットの像が上記２
個の受光素子の一方のみに形成され、更にその外方に逸
脱するようになるので、近距離測距に対しては更にもう
一個の受光素子の追加が必要となる。

本発明では複数の測距領域の各々につき測距するため各
領域につき二個の受光素子が対応するようにしている。

この二個のうち、−個は隣の測距領域のものと共通にな
るので、受光素子の数は、少くとも測距領域の数プラス
１個となる。これは必要最低限の個数であるが、このよ
うに受光素子が配列されているので、一つの測距領域に
ついて対応させた二つの受光素子だけでは距離が検出で
きない近距離でも、その２個の隣の受光素子を利用して
距離決定ができ、近距離測定用に特別に受光素子を追加
する必要がない。

へ、実施例 第１図に本実施例における測距システムの概略の構成を
示す。同図は第３図に示す画面上の５つの測距領域（Ａ
Ｆ　１〜ＡＦ５）における被写体の測距を行おうとする
ものである。

第１図で、ＬＥＤＩ〜ＬＥＤ５は発光素子で、カメラの
光軸に対し直角に一列に配列されておりｅｌはこれら発
光素子の列上に焦点面が位置するように配置されて、発
光素子ＬＥＤＩ〜ＬＥＤ５の像を被写体に投射するレン
ズである。ＡＦＩ〜ＡＦ５がこれら発光素子の被写体上
の像で、この像の範囲が被写界における測距領域になる
。上記被写体上の発光素子の像つまり照射スポットがレ
ンズｅ２によって受光素子５ＰＣＩ〜５ＰＣ６の配列上
に形成される。例えば、図で斜線を入れた部分イは発光
素子ＬＥＤ１の被写体上の像のレンズｅ２による像で、
図では５ＰＣＩと５ＰＣ２とにまたがって形成されてい
る。これら隣合う二個−組の受光素子による測距は従来
のアクティブ方式と同じであり、これによって撮影画面
上の５個所について測距が行われる。この実施例では５
個所の測距結果から一番近い距離を選択して、それにカ
メラの焦点を合わせるようにしているが、複数の測距結
果をどのように利用するかは任意である。

測距する際には発光素子を順次点灯し、点灯する発光素
子に対応する受光素子は、発光素子ＬＥＤ１に対しては
５ＰＣＩ、５ＰＣ２により測距を行い、発光素子ＬＥＤ
２に対しては５ＰＣ２，５ＰＣ３により測距を行う。同
様にして、ＬＥＤ３、ＬＥＤ４．ＬＥＤ５に対しても夫
々２つの受光素子で測距を行う。上記の場合の受光素子
組の選択は被写体までの距離が遠距離である場合の選択
であるが、この実施例の場合、ＬＥＤ３に対しては再度
近距離用受光素子の組５ＰＣ４，５ＰＣ５で測距を行い
、被写体までの距離が近距離である場合でも受光素子の
出力比が比例域にあるようにしている。

第２図は本発明の上記測距システムの回路構成の概要を
示す。ＬＥＤＩ−ＬＥＤ５は光源の発光ダイオード等の
発光素子である。５ＰＣＩ〜５ＰＣ６は受光素子である
。Ｔｒ２〜Ｔｒ６は発光素子ＬＥＤＬ〜ＬＥＤ５を点灯
する駆動用トランジスタ、ＭＰＸｌは発光素子ＬＥＤＩ
〜ＬＥＤ５を順次点灯させるためのマルチプレクサであ
る。ＭＰＸ２．ＭＰＸ３もマルチプレクサで、ＭＰＸ２
には入力端子ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅに受光素子５ＰＣ１〜
５ＰＣ５の出力を対数変換した信号が入力される。ＭＰ
Ｘ３には受光素子５ＰＣＩを除き、５ＰＣ２の出力の対
数変換した出力が一番上の入力端子ａ゛に入力され、以
下５ＰＣ２〜５ＰＣ６の出力を対数変換した信号がｂ゛
〜ｅ°の入力端子に入力されるようになっている。ＡＮ
Ｃ１〜ＡＮＣ６は対数変換増幅器である。図外の制御回
路からのクロックパルスにより、マルチプレクサＭＰＸ
１〜ＭＰＸ３は同期的に入力端子が順次選択されるもの
で、発光素子ＬＥＤ５が点灯されるタイミングにおいて
、マルチプレクサＭＰＸ２．Ｍ−ＰＸ３の出力端子ａ、
ａ’が選択され、５ＰＣＩ及び５ＰＣ２の出力の対数変
換した信号が差動増幅器ＤＩＦに入力され、両信号の差
が出力される。この差の信号は対数の差であるから、受
光素子の５ＰＣＩと５ＰＣ２の出力の比であり、この信
号がコンパレータｃ１〜ｃ８に入力される。各コンパレ
ータｃ１〜ｃ８には定電流を流しである分圧抵抗Ｒ上の
各点から得られる基準電圧が印加されており、差動増幅
器ＤＩＦの出力が８段階にランク別けされる。

この動作が順次ＬＥＤ４．ＬＥＤ３〜ＬＥＤＩと点灯さ
れて行われ、第１図における被写体のＡＦ５〜ＡＦＬの
部分の距離が検知される。以上の動作を−通り終わると
、制御回路はマルチプレクサＭＰＸＩを駆動して再度Ｌ
ＥＤ３を点灯せさマルチプレクサＭＰＸ２．ＭＰＸ３の
入力端子ｄ。

ｄｏを選択し、上述と同様にして受光素子５ＰＣ４，５
ＰＣ５の出力の比をランク別けして取出す。つまり、Ａ
Ｆ１〜ＡＦ５の各領域について−通り測距を行った後、
中央のＡＦ３について再度近距離測距を行っている。制
御回路はコンパレータｃ１〜ｃ８の出力が全部ハイレベ
ルにあるときは、近距離で測距不能と判定し、その他の
場合、出力がハイレベルであるコンパレータが幾つある
かにより、距離を検知している。この実施例の特徴は測
距動作を２回繰返し、初回の動作では被写体上の第１図
でＡＦＩ〜ＡＦ５の各部分の距離を夫々測定し、２回目
の動作で、中央部分ＡＦ３を再度隣の受光素子を用いて
測定している。初回の動作で中央部の距離が求まってい
るときは、２回目の動作は不要であるが、１回目の動作
により中央部の距離が求まっているか否かによって、２
回目の動作を行うかどうかを決めるより、−律に２回動
作を行わせる方がプログラムが簡単になる。

また、この実施例では近距離の場合の測定を画面中央部
についてのみ行っているが、これは各領域について行っ
てもよいことは云うまでもない。例えば領域ＡＦ１につ
いては近距離の場合受光素子５ＰＣ２，５ＰＣ３の出力
の比を用いて距離を検出する。

第２図において、ＭＰＸＩは測距装置を制御しているマ
イコンからの信号ＯＴ１［測距領域ＡＦ１〜ＡＦ５に対
応させる信号１によって下記表１に示したような測距領
域ＡＰ及び発光させるＬＥＤを選択するように、出方端
子１〜５のいずれが１つにｒＨ，レベル信号を出力する
マルチプレクサである。ＭＰＸ２．ＭＰＸ３はマイコン
μＣがらの信号ＯＴＩによって、表１に示した測距領域
ＡＦと受光素子ＳＰＣとの関係になるように各ＳＰＣか
ら入力した信号の一つを選択し差動増幅器ＤＩＦに出力
するマルチプレクサである。ｃ２は発光素子ＬＥＤにエ
ネルギーを供給する為のコンデンサーである。ＡＮＩ−
ＡＮ５及びＴｒ１〜Ｔｒ６は測距領域ＡＦＩ〜ＡＦ５に
対応した発光素子ＬＥＤＩ〜ＬＥＤ５を上記ＭＰＸ１が
らの信号ｒＨ，と測距開始信号ＡＦＳに応答して発光さ
せる為のアンド回路及びトランジスタである。ＡＮ０１
〜ＡＮＣ６は被写体から反射された発光素子の光の検出
信号対数圧縮した信号としてマルチプレクサＭＰＸ２．
ＭＰＸ３に出力するアナログ回路である。差動増幅器Ｄ
ＩＦは、マルチプレクサＭＰＸ２．Ｍ１’Ｘ３からの出
力の差をとる回路である（対数圧縮した信号の差を取る
ので、実質は受光素子の出力信号の比をとっている）。

０１〜ｃ８は差動増幅器の出力レベルを検知する為のコ
ンパレータで、これに接続されたラッチ回路は、ＡＦ開
始信号を提供する回路（ｄｅｌａｙ）の信号によって、
コンパレータの出力をラッチし、選択回路ＣＨＩ〜ＣＨ
８に出力する。上記コンパレータｃ１〜ｃ８の基準電圧
は、周知技術の定電流素子１１と分圧抵抗によって形成
されている。

本願では、測距系は第１図に示すように５つの発光素子
ＬＥＤＩ〜ＬＥＤ５と６つの受光素子５ＰＣＩ〜５ＰＣ
６から構成されている。これらの発光素子ＬＥＤ、受光
素子ＳＰＣの組合せと、測距領域との関係を下表１に示
す。

表（ＯＴＩ）信号対応表 測距領域ＬＥＤ　　　ＳＰＣＯＴＩ信号ＡＦＩ　　ＬＥ
ＤＩ　　５ＰＣＩ　（ａ）　　　　０ＨＳＰＣ２（ａ’
） ＡＦ２　　ＬＥＤ２ＳＰＣ２（ｂ）　　　　ｌＮ５ＰＣ
３（ｂ’） ＡＦ３　　ＬＥＤ３　５ＰＣ３（ｃ）　　　　２Ｈ３Ｐ
Ｃ４（ｃ’） ＡＦ４　　ＬＥＤ４　５ＰＣ４（ｄ）　　　　３Ｈ３Ｐ
Ｃ５（ｄ’） ＡＦ５　　ＬＥＤ５　５ＰＣ５（ｅ）　　　　４Ｈ３Ｐ
Ｃ６（ｅ’） ＡＦ３　　ＬＥＤ３　５ＰＣ４（ｄ）　　　５Ｈ３ＰＣ
５（ｅ　’　） 測距領域ＡＦ３の二回目の測距においては、発光素子は
ＬＥＤ３を用いるが、受光素子は測距領域ＡＦ３の初回
測距の場合とは異なり、基線長を長＜５ＰＣ４，５ＰＣ
５を用いることで、より近距離を測っている。

測距動作を説明する。マイコンのＯＴＩ端子がら送られ
る制御信号により、順次上記表１に対応した組合せによ
りＡＦＬからＡＦ５まで測距を行う。各測距領域で得ら
れた各受光素子ＳＰＣの検出信号は対数圧縮され、差動
増幅！ＤＩＦで対数圧縮された２つの検出値の差（即ち
、検出出力の比）を算出し、算出された値はマイコンに
送られ記憶される。記憶された測距値から最も近距離の
値を抽出し、その値をもって合焦動作を行う。測距領域
ＡＦ３の測距において、受光素子ＳＰ４゜５ＰＣ５では
不充分であり、さらに近距誰を測定したいときには、受
光素子５ＰＣ５，５ＰＣ６を用いればよい。

（発明の効果） 本発明によればカメラにおいてアクティブ方式で多点測
距を行う測距装置で、一つの測距領域について近距離測
距を行うのに、その測距領域の通常距離範囲に用いられ
る受光素子の他、隣接領域の距離検出用受光素子を利用
するので、近距離測距のため別に受光素子を追加する必
要なく、測距装置を大型化することなしに近距離まで測
定可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は発光素子ＬＥＤと受光素子ＳＰＣの配置説明図
、第２図は測距回路ＡＦの回路構成図、第３図は測距領
域の説明図、第４図は従来例の測距説明図、第５図は従
来例による測距距離と信号比との関係図である。 ＡＦＬ〜ＡＦ５・・・測距領域、ｅｌ、ｅ２・・・レン
ズ、ＬＥＤ−ＬＥＤ５・・・発光素子、５ＰＣ１〜５Ｐ
Ｃ６・・・受光素子、ＡＮＣＩ〜ＡＮＣ６・・・対数変
換増幅器、ＭＰＸｌ、ＭＰＸ２．ＭＰＸ３・・・マルチ
プレクサ、ＤＩＦ・・・差動増幅器、Ｒ・・・分圧抵抗
、ｃｌ−ｃ８・・・コンパレータ。 代理人　　弁理士　縣　　浩　介 ど の ど の に の ど の 工 の １３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被写界の複数の測距領域に投光スポットを投射する複数
   の発光手段の配列と、上記発光手段配列の側方に上記投
   光スポットの像を形成する手段と、同手段の像面に受光
   素子を隣の測距領域と一つの受光素子を共有させて、各
   測距領域に夫々２個ずつ対応させて配置した受光素子配
   列と、一つの測距領域について、少くとも相隣る三つの
   受光素子における一つの上記投光スポットの像の位置に
   よって被写界のその測距領域の距離を検出する演算手段
   を備えた測距装置。