JPH028710A - 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。これは例えばカメラに備えた光
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
比によづ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Ｏ−
■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１は、被
写体距離８１〜Ｓ５に応じて、受光素子５ＰＣＩ、５Ｐ
ＣＺ上を移動するので、像の移動によって５ＰＣ２と５
Ｐｃｔの出力比が変化する。この５ＰＣ２／５ＰＣＩの
出力比と距離との関係は第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Ａから分か
るように被写体距離がＳ４．Ｓ５等の近距離になった場
合、被写体からの反射光による像Ｉが右方にずれて５Ｐ
Ｃ１面上に殆んど結像しないで、５ＰＣＺ上だけに結像
するようになり、５ＰＣ２／ＳＰ、Ｃ１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、５ＰＣＩ、５ＰＣ２
だけでは距離が決められない場合、５ＰＣ２と５ＰＣ３
によって距離を決めるようにすることで解決できるが、
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の場合、各測距領域毎に上
述したように、通常の測距を行って近距離過ぎると判定
されたとき、隣の受光素子を加えて再度近距離用の測距
動作を行っていると、全測距動作を終るまでに時間がか
＼り過ぎ、折角のシャッターチャンスを逃す場合が生じ
る。

ハ３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、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得ると共に、全
測距動作に要する時間を短縮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発光手段と、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
子を配置した受光手段と、各測距領域について、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
距離を所定の距離範囲内において検出すると共に、画面
中央の測距領域についてのみ、再度その領域に距離検出
して上記所定距離範囲よりも近距離の範囲における動作
を行う演算手段によって被写体距離を検出するようにし
た。

ホ０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ｔｑ断することでその測距
領域までの距離が求まる。しかし距離が近くなると、投
光スポットの像が上記の受光素子の外方に逸脱するよう
になるので、近距離に対しては発光手段や受光手段を近
距離用に切り換えて更にもう一度測距動作を（り返す必
要がある。

本発明では複数の測距領域の各々につき測距するととも
に近距離測距を行うのは画面中央の領域のみとしたから
、全測距動作に要する時間は各測距領域について通常距
離の測距のみを行っているのとほとんど変わらない。そ
して、近距離測距を画面中央領域でのみ行っているが近
距離の場合、主被写体が画面を大きく占めることになる
ので、実際上画面中央でのみ近距離測距を行うことで充
分対処できるのである。

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
ＦＬ〜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。Ａ　Ｆ　１〜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ＬＥＤ　ｌ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
５ＰＣ１，５ＰＣ２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、ＬＥＤ３に対しては再度近距離用受光素子の
組５ＰＣ４，５ＰＣ５で測距を行うことにより、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するこ七ができる。

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ＬＥＤＩ〜ＬＥＤ５を点灯
する駆動用トランジスタ、ＭＰＸＩ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カリ」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．ＭＰＸ３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に人力され、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５ｐｃｔ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〜ＡＦ１の
部分のｆｆ１ｉｌｌ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ＬＥＤ３を点灯せさマルチプレクサＭＰＸ２．Ｍ
ＰＸ３の入力端子ｄ。

ｄ“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についてのみ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が否かによって
、２回目の動作を行うが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。

第２図において、ＭＰＸｌ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ＡＦ及び発光させるＬＥＤを選択するように、出力端
子１〜５のいずれか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からの信号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Ｔ　ｒ　１〜Ｔｒ６は測距領域ＡＰＩ−ＡＦ
５に対応した発光素子ＬＥＤＩ〜ＬＥＤ５を上記ＭＰＸ
Ｉからの信号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。ＡＮ
Ｃ１〜Ａ　Ｎ　Ｃ６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Ｍ
ＰＸ２．ＭＰＸ３に出力するアナログ回路である。差動
増幅器ＤＩＦは、マルチプレクサＭＰＸ２．ＭＰＸ３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
〜ＣＨ８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
Ｌ　ＥＤ　１〜ＬＥＤ５と６つの受光素子５ＰＣＩ〜５
ＰＣ６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（ＯＴ　１　）信号対応表 測距領域ＬＥＤ　　　ＳＰＣＯＴＩ信号ＡＦ　Ｉ　　Ｌ
ＥＤＩ　　ＳＰＣ１（ａ）　　　　Ｏ’Ｈ３ＰＣ２（ａ
’） Ａｒ２　　ＬＥＤ２　５ＰＣ２（ｂ）　　　　ｌＮ５Ｐ
Ｃ３（ｂ’） Ａｒ１　　ＬＥＤ３　５ＰＣ３（ｃ）　　　　２Ｈ３Ｐ
Ｃ４（ｃ’） Ａｒ４　　　ＬＥＤ４　５ＰＣ４（ｄ）　　　　　　３
Ｈ８ＰＣ５（ｄ’） Ａｒ５　　　ＬＥＤ５　５ＰＣ５（ｅ）　　　　　４Ｈ
３ＰＣ６（ｅ’） Ａｒ１　　　ＬＥＤ３ＳＰＣ４（ｄ）　　　　　５Ｈ３
ＰＣ５（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端子から送られ
る制御信号により、順次上足表１に対応した組合せによ
りＡＦＬからＡｒ５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
増幅器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゜３ＰＣ５では
不充分であり、さらに近距離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、画面中央の測距領域についてのみ
、三角測距の基線長を延長した近距離測距を行うので、
全測距動作を完了するのに要する時間は全測距領域につ
き、通常距離範囲の測距のみ行っているのとほとんど同
じであり、しかも画面中央について近距離まで測距して
いるので、実際上近距離からωまで精度良（測距してい
るのと同じ効果が得られる。

【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。 Ａ　Ｆ　１〜ＡＦ５・・・測距領域、ｅｌ、ｅ２・・・
レンズ、ＬＥＤ−ＬＥＤ５・・・発光素子、５ＰＣＩ〜
５ＰＣ６・・・受光素子、ＡＮＣ１〜ＡＮＣ６・・・対
数変換増幅器、ＭＰＸＩ、ＭＰＸ２．ＭＰＸ３・・・マ
ルチプレクサ、ＤＩＦ・・・差動増幅器、Ｒ・・・分圧
抵抗、０１〜Ｃ８・・・コンパレータ。 代理人　　弁理士　縣　　浩　介 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発光
   手段と、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配置した受光手段と、各測距領域
   について、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所定の距離範囲内において検出
   すると共に、画面中央の測距領域についてのみ、再度そ
   の領域に対して上記所定距離範囲よりも近距離範囲にお
   いて距離検出動作を行う演算手段を備えた測距装置。