JPH0380290B2 - - Google Patents

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JPH0380290B2
JPH0380290B2 JP59024686A JP2468684A JPH0380290B2 JP H0380290 B2 JPH0380290 B2 JP H0380290B2 JP 59024686 A JP59024686 A JP 59024686A JP 2468684 A JP2468684 A JP 2468684A JP H0380290 B2 JPH0380290 B2 JP H0380290B2
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light
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signal
circuit
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Yukio Ogawa
Hideo Ko
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06Systems determining position data of a target
    • G01S17/46Indirect determination of position data
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/28Systems for automatic generation of focusing signals
    • G02B7/30Systems for automatic generation of focusing signals using parallactic triangle with a base line

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Focusing (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はカメラの焦点調節に関し、特に焦点距
離に変化する撮影光学系の焦点調節の為に好適な
カメラの焦点調節装置に関するものである。
従来より、発光素子からの光束を物体へ投射す
ると共に、その光束が投射された際の物体からの
反射光束を受光素子で検出することにより撮影レ
ンズの焦点調節を行う所謂アクテイブタイプの自
動焦点カメラは周知である。しかし、斯る従来の
自動焦点カメラは、測距を行う範囲(以下、これ
をフオーカス目標と記載する)が撮影画面に対し
て極めて限られていたので、撮影したい物体を撮
画面の所定の位置に配置しなければ、その物体の
ピントの合つた撮影が行えないという不都合があ
つた。一般的には、撮影したい物体を撮影画面の
略中央に位置させねばならなかつた。
このため、近年になつて、斯る自動焦点カメラ
において、撮影画面の水平方向に沿つて複数のフ
オーカス目標を設定することにより、撮影したい
物体が撮影画面のどのような位置にあつてもその
物体にピントの合つた撮影を可能とするカメラが
考えられている。第1図はこのような自動焦点カ
メラの一例を示すもので、図において、1は複数
の発光素子1a〜1eを有する発光素子アレイ、
2は各発光素子1a〜1eで生じた光束を撮影画
面の水平方向に沿つて設けられるフオーカス目標
6a〜6eのそれぞれに向けて投射するための投
光レンズ、3は光束の入射位置に応じて信号の出
力が変化する受光素子で、例えば、PSD(半導体
位置検出器)である。また、4は各フオーカス目
標内の物体で反射された投射光束を受光素子3へ
導く受光レンズである。この例では、各発光素子
1a〜1eを時系列的に点灯させると共に、各発
光素子1a〜1eの点灯に応じて受光素子3から
各フオーカス目標6a〜6eにおける距離情報を
得ることにより、撮影画面内の物体位置に関係な
くオートフオーカスを可能にしている。
ところで、このような自動焦点カメラにおい
て、撮影レンズの焦点距離を可変とすると以下の
ような不都合が生じる。なお、撮影レンズの焦点
距離を可変とした所謂可変焦点カメラとしては、
例えば、本件出願人が特願昭57−141084号で提案
したものがある。
このような可変焦点カメラでは、撮影レンズの
焦点距離の切換えに応じて撮影画角が変化するこ
とになるので、上述の自動焦点カメラとして構成
した場合、撮影画面外の物体をも距離の対称とし
てしまう恐れがある。即ち、第1図に示す如く、
撮影レンズの長焦点距離側の撮影画角βは短焦点
距離側の撮影画角αよりも狭くなるので、短焦点
距離側の撮影範囲5aに対応するように複数のフ
オーカス目標6a〜6eを設定した場合には、長
焦点距離側ではその撮影範囲5b外の物体、即
ち、フオーカス目標6a,6e内の物体をも測距
の対象としてしまう。このような場合には、不必
要な測距情報により測距結果が誤つたものとなる
恐れがあると共に、発光素子1a,1eを点灯さ
せるという無駄を生じる。
本発明はこのような事情に鑑みなされたもの
で、被写界の方向の異なる複数の目標に向けて測
距光を時系列的に投射する投光手段と、該投光手
段により投射された測距光の上記複数の目標から
の反射光をそれぞれ受光し、それら複数の目標に
対する距離情報を上記投光手段の上記時系列的投
射に応じて検出する受光手段と、該受光手段の出
力に応答して撮影光学系の焦点調節信号を形成す
る為の信号形成手段と、上記撮影光学敬の焦点距
離が長焦点側に変更されることに応答して上記測
距光が投射される上記複数の目標のうちの外側の
目標に対する測距光を排除するようにする切換え
回路とを備え、複数のフオーカス目標を設定する
ことにより広範囲を測距対象とし得ると共に、撮
影光学系の焦点距離が変化した場合にも無駄な測
距動作や誤つたピント合せをする恐れのないカメ
ラの焦点調節装置を提供しようとするものであ
る。
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。尚、以下の図面に於いて、第1図と
同様の構成には同一の符号を付してある。
第2図は本実施例の測距原理を示すもので、第
2図中、1は撮影画面の水平方向に沿つて同一チ
ツプ上に配列された5個の発光素子1a〜1eで
構成された発光素子アレイ、2は各発光素子1a
〜1eからの測距光束を撮影画面内の方向の異な
る複数のフオーカス目標に向けて投射するための
投光レンズ、3は光束の入射位置に応じて端子3
a,3bからの出力の割合が変化するようになさ
れた受光素子(以下PSDと記載する)、4は物体
で反射される発光素子アレイ1から投射光束の反
射光をPSD3へ導くための受光レンズで、これ
らは第1図に示したものと同様なものである。な
お、PSD3の受光領域は以下の説明を容易にす
るためA〜Hの8つに分割して示しているが、こ
の各受光領域A〜Hの配列方向も撮影画面の水平
方向に沿つているものである。ここで、物体D1
D2,D3,D4にある時の各発光素子1a〜1eと
PSD3の各受光領域A〜Hの投射光束a〜eを
介した関係は第3図の如くなつている。例えば、
物体がD1の位置にある時、素子1aからの光束
aは領域Aに、素子1bからの光束bは領域B
に、素子1cからの光束cは領域Cに、素子1d
からの光束dは領域Dに、素子1eからの光束e
は領域Eにそれぞれ入射される。他の物体位置
D1,D2,D3では、第3図に示す如く、受光領域
B〜F,C〜G,D〜Hの範囲で入射位置が変化
する。
第4図は本実施例の制御系の概略を示すもの
で、この図において、13はPSD3における光
束の入射位置を検出するための入射位置検出回
路、27は発光素子1a〜1eを時系列的に順次
点灯させるための発光素子駆動回路、47は入射
位置検出回路13で得られた入射位置信号を測距
信号に変換するための信号変換回路、107は各
発光素子1a〜1eの点灯に応じて得られた複数
の測距信号から最適な測距信号を選択するため信
号評価回路、109は各回路の動作を制御するた
めの制御回路である。また、各回路は信号線23
〜25,41〜45,73〜75を介してそれぞ
れ接続されている。
次に、本実施例の動作を各回路ごとに説明す
る。
第5図は入射位置検出回路13を示すものであ
る。PSD3にはバイアス電圧Vcが与えられてお
り、光束の入射位置に応じて割合が変化する光電
流Ia,Ibが各出力端3a,3bから出力されてい
る。15は光電流Ia,Ibが入力されると共に、光
電流Ia,Ibに基づいた電圧Va,Vbを用いて
(Va−Vb)/(Va+Vb)を演算し、これに応
じた電圧、即ち、光束のPSD3への入射位置の
変化に比例する電圧を信号線21に出力する周知
の信号処理回路であり、具体的にはMOSアンプ、
ハイパスフイルター、プリアンプ、加・減算器、
サンプルホールド回路、ローパスフイルター等か
ら構成されている。17は信号線21に生じた電
圧に基づいて光束のPSD3への入射位置情報を
デジタルデータに変換するA/Dコンバータであ
り、デジタルモータに変換された入射位置情報を
信号線23〜25に出力する。PSD3の各受光
領域A〜Hに光束が入射した際の信号線23〜2
5の出力は第6図のように設定されている。
第7図は発光素子駆動回路27を示すものであ
る。該回路は制御回路109からの信号線41〜
45のそれぞれに接続されたドライブ回路31〜
35を有している。各ドライブ回路31〜35は
トランジスタ、定電流回路等から構成されると共
に、接続された信号線にハイレベルの信号が生じ
ている間、不図示の発振回路からのクロツクパル
スに従つて発光素子1a〜1eのうち接続関係に
あるものを点滅させる。
第8図に信号変換回路47を示す。49は周知
の2進数−8進数変換回路であり、入力側の端子
B0〜B2は信号線23〜25にそれぞれ接続され
ていると共に、入射位置検出回路13から信号線
23〜25を介して入力される入射位置信号を第
6図の関係に基づいて変換することにより、
PSD3の各受光領域A〜Hに対応する出力側の
端子A′〜H′のうち一つの出力をハイレベルとす
る。即ち、信号線23〜25の各出力が(1、
1、0)となつた時には端子D′の出力がハイレ
ベルとなるように設定されている。51〜60は
2入力オアゲート、61〜70は2入力アンドゲ
ート、71,72は5入力オアゲートで、変換回
路49からの受光領域信号を物体位置信号に変換
して信号線73,74に出力するよう図示の如く
接続されている。例えば、信号線43がハイレベ
ルとなつて発光素子1Cが点灯した時の光束の入
射位置ご受光領域Dだつた場合、即ち物体が位置
D2にあつた場合、変換回路49の端子D′のみが
ハイレベルとなるので、オアゲート51,53,
56,57の出力はハイレベル、オアゲート5
2,54,55,58,59,60の出力はロウ
レベルとなる。ここで、信号線43のみがハイレ
ベルであるからアンドゲート63の出力のみがハ
イレベルとなる。従つて、この時には、オアゲー
ト71の出力に接続された信号線73にはハイレ
ベルの信号が生じ、オアゲート72の出力に接続
された信号74にはロウレベルの信号が生じる。
変換回路47は信号線23〜25,41〜45か
らの入力に応じて信号線73,74の出力を制御
し、物体が位置D2にある場合には他の発光素子
が点灯した時にも信号線73をハイレベル、信号
線74をロウレベルとする。物体が他の位置にあ
る場合にも点灯されている発光素子に関係なく常
に一定の信号を出力する。この物体位置D1〜D4
と信号線73,74の出力の関係を第9図に示
す。
次に、物体位置信号を評価する信号評価回路1
07を第10図に示す。76〜80は2ビツトの
パラレルイン・シリアルアウト動作を行うシフト
レジスタで、P入力がハイレベルの時にD1およ
びD2入力からデータを取り込み、クロツク入力
によりQ出力からデータを転送する。81〜85
は一方の入力が信号線41〜45にそれぞれ接続
され、他方の入力が信号線75に接続された2入
力アンドゲートで、信号線41〜45並びに75
に生じる信号の組合せによりシフトレジスタ76
〜80へのパラレル入力信号を形成している。信
号線41〜45並びに75に生じる信号のタイミ
ングチヤートを第12図に示す。このパラレル入
力信号により、シフトレジスタ76〜80にはそ
れぞれの発光素子1a〜1eからの光線による物
体位置信号が格納される。第10図中のT1〜T13
は不図示のタイミング回路より出力されるタイミ
ング信号であり、基準クロツスパルスCPの各タ
イミング信号T1〜T13のタイミングチヤートを第
13図に示す。
86〜90はアンドゲートで、タイミング信号
T1〜T5がそれぞれハイレベルとなつた時に、シ
フトレジスタ76〜80に格納された物体位置信
号をオアゲート91を介して順次出力させる。9
3,95はクロツク入力に応じてD入力からデー
タを取り込む2ビツトのシフトレジスタで、2ビ
ツトのそれぞれの出力Q1,Q2はデイジタル・コ
ンパレータ97に接続される。デイジタル・コン
パレータ97はシフトレジスタ93から入力され
るデータとシフトレジスタ95から入力されるデ
ータとを比較ち、シフトレジスタ95からのデー
タをA、シフトレジスタ93からのデータをBと
すると、A<Bなる条件が成立するときにはA<
B端子の出力がハイレベルとする。
99はD形フリツプフロツプで、デイジタルコ
ンパレータ97のA<B出力を記憶するものであ
る。101,103はアンドゲート、105はオ
アゲートで、これらでシフトレジスタ95のD入
力へのセレクトゲートを構成している。フリツプ
フロツプ99のQ出力がハイレベルの時にはシフ
トレジスタ93から転送されるデータをシフトレ
ジスタ95へ入力させ、Q出力がハイレベルの時
にはシフトレジスタ95内のデータを再度入力さ
せる。また全てのシフトレジスタおよびフリツプ
フロツプ99は、測距の開始時に不図示のパワー
アツプクリア回路によりリセツトされている。以
上の構成により、シフトレジスタ76〜80から
シフトレジスタ93へ順次入力されるデータはシ
フトレジスタ95のデータと比較され、シフトレ
ジスタ93のデータが大きい時のみシフトレジス
タ93のデータをシフトレジスタ95へ転送し、
それ以外の時にはシフトレジスタ95のデータは
保持される。従つて、第13図のタイミングチヤ
ートの終了時点では、シフトレジスタ95にはシ
フトレジスタ76〜80に格納された物体位置信
号のうち最も大きなデータが格納される。この最
も大きなデータは第9図の関係から明らかなよう
に、各フオーカス目標6a〜6eに対応して出力
された物体位置データのうち最も近距離を示す信
号である。
なお、本実施例では、各フオーカス目標6a〜
6eに対する測距動作が完了した後、シフトレジ
スタ95に格納されている物体位置データに基づ
いて撮影レンズの焦点調節を行うようなされてい
る。
第11図に制御回路109を示す。111〜1
16はD形のフリツプフロツプで、シフトレジス
タ140を構成している。117はノアゲート
で、フリツプフロツプ111〜116のQ出力を
入力とし、各フリツプフロツプ111〜116の
Q出力がロウレベルの時、フリツプフロツプ11
1のD入力をハイレベルとする。119は基準ク
ロツクCPをクロツク入力とするカウンタ、12
1はフリツプフロツプ116のQ出力とカウンタ
119のQ4出力を入力とするアンドゲートで、
このアンドゲート121はフリツプフロツプ11
6の出力がハイレベルの間カウンタ119のQ
4出力をシフトレジスタ140のクロツクとして
出力する。123はカウンタ119のQ2,Q3
出力とインバータ125によつて反転されたQ4
出力を入力とするアンドゲートで、その出力は信
号線75に接続されている。
131は測距範囲を変化させるためのスイツチ
で、撮影レンズが短焦点距離側にある時にオン
し、長焦点距離側にある時にはオフするよう撮影
レンズの焦点距離の変化に連動して切換えられ
る。132はインバータで、スイツチ131がオ
フの時には電源Vccに接続された抵抗133を介
して入力がプルアツプされるので出力はロウレベ
ルとなり、スイツチ131がオンの時には入力が
接地されるので出力はハイレベルとなる。アンド
ゲート134,135はそれぞれフリツプフロツ
プ111,115のQ出力とインバータ132の
出力を入力としており、スイツチ131がオフの
時にはインバータ132の出力がロウレベルとな
るので、アンドゲート134,135の出力は共
にロウレベルとなるが、スイツチ131がオンの
時にはインバータ132の出力がハイレベルとな
るので、アンドゲート134,135はフリツプ
フロツプ111,115のQ出力を通過させる。
なお、アンドゲート134の出力は信号線41
に、フリツプフロツプ112のQ出力は信号線4
2に、フリツプフロツプ113のQ出力は信号線
43に、フリツプフロツプ114のQ出力は信号
線44に、アンドゲート135の出力は信号線4
5にそれぞれ接続されている。
カウンタ119とフリツプフロツプ111〜1
16は測距動作の開始時には図示しないパワーア
ツプクリア回路によりリセツトされ、フリツプフ
ロツプのQ出力はすべてロウレベルとなるので、
この時、ノアゲート117の出力はハイレベルと
なる。また、この時フリプツフロツプ116の
出力はハイレベルとなるので、シフトレジスタ1
40にはアンドゲート121を通してカウンタ1
19のQ4出力がクロツクとして与えられる。
ここで、スイツチ131がオン、即ち、撮影レ
ンズが短焦点距離側に設定されている場合を考え
る。シフトレジスタ140に最初のクロツクが与
えられると、フリツプフロツプ111のQ出力が
ハイレベルとなるので、信号線41がハイレベル
となり、発光素子1aが点滅して第1図のフオー
カス目標6aに対する測距動作を開始する。また
フリツプフロツプ111のQ出力がハイレベルと
なることによつてノアゲート117の出力はロウ
レベルとなる。次にクロツクが入力されると、フ
リツプフロツプ111のQ出力がロウレベル、フ
リツプフロツプ112のQ出力はハイレベルとな
るので、信号線41はロウレベル、信号線42は
ハイレベルとなり、発光素子1bが点滅され測距
動作の対象がフオーカス目標6aから6bへ変更
される。同様にして、発光素子1c,1d,1e
も点滅される。この後、6番目のクロツクが入力
されてフリツプフロツプ116のQ出力がハイレ
ベルになると、そのQ出力がロウレベルとなるの
で、アンドゲート121の出力もロウレベルとな
り、シフトレジスタ140へのクロツクの入力が
禁止される。また、この時には信号線41〜45
の出力は全てロウレベルとなるので、発光素子1
a〜1eは全て消灯している。信号線41〜45
並びに75の出力とカウンタ119の出力の関係
を第12図に示す。ところで、スイツチ131が
オフの場合、即ち、撮影レンズが長焦点距離側に
設定されている場合には、信号線41,45はロ
ウレベルのままとなるので、発光素子1a,1e
は点滅されず、外側のフオーカス目標6a,6e
における測距動作が禁止される。即ち、この場合
には、長焦点距離側の撮影範囲5b内に位置する
フオーカス目標6b,6c,6dだけが選択され
ることになる。また、この場合には、信号線4
1,45が接続された第10図のアンドゲート8
1,85もロウレベルのままとなるので、シフト
レジスタ76,80はパワーアツプクリア回路に
よつてリセツトされたままとなる。即ち、この場
合のシフトレジスタ76,80は共に最も遠距離
の物体位置D1を示すデータ(0、0)を保持し
たままとなるので、近距離データを優先する信号
評価回路107の動作には何等の影響も与えな
い。なお、これ以外の動作は、上述の短焦点の場
合と同様なので、説明を省略する。
以上の実施例に於いて、発光素子アレイ1、投
光レンズ2、発光素子駆動回路27が本発明の投
光手段に相当し、受光素子3、受光レンズ4、入
射位置検出回路13、信号変換回路47が本発明
の受光手段に相当し、信号評価回路107が本発
明の信号形成手段に相当し、スイツチ131、イ
ンバータ132、抵抗133、アンドゲート13
4,135が本発明の切換え回路に相当する。
以上詳述した如く、本発明によれば、複数のフ
オーカス目標を設定することにより撮影画面の広
い範囲を測距対象としたカメラの焦点調節装置を
提供できると共に、撮影光学系の焦点距離の変化
に係わらず撮影画面と測距対象の範囲を略一致さ
せることができるので、撮影画面外の物体に対す
る不必要な測距動作により撮影光学系を誤つた位
置に合焦させてしまう恐れや無駄な測距動差を解
消することができるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の自動焦点カメラの測距方式の一
例を示す平面図、第2図は本発明の実施例の測距
原理を説明するための平面図、第3図は本発明の
実施例における受光素子の光束入射位置を説明す
るための図、第4図は本発明の実施例の制御系を
示す回路図、第5図は第4図の入射位置検出回路
を示す回路図、第6図は第5図の入射位置検出回
路を出力を示す図、第7図は第4図の発光素子駆
動回路を示す回路図、第8図は第4図の信号変換
回路を示す回路図、第9図は第8図の信号変換回
路の出力を示す図、第10図は第4図の信号評価
回路を示す回路図、第11図は第4図の制御回路
を示す回路図、第12図は第11図の制御回路に
おける信号のタイミングチヤート、第13図は第
10図の信号評価回路における信号のタイミング
チヤートである。 1……発光素子アレイ、2……投光レンズ、3
……受光素子、4……受光レンズ、13……入射
位置検出回路、27……発光素子駆動回路、47
……信号変換回路、107……信号評価回路、1
09……制御回路、131……スイツチ、132
……インバータ、133……抵抗、134,13
5……アンドゲート。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 被写界の方向の異なる複数の目標に向けて測
    距光を時系列的に投射する投光手段と、該投光手
    段により投射された測距光の上記複数の目標から
    の反射光をそれぞれ受光し、それら複数の目標に
    対する距離情報を上記投光手段の上記時系列的投
    射に応じて検出する受光手段と、該受光手段の出
    力に応答して撮影光学系の焦点調節信号を形成す
    る為の信号形成手段と、上記撮影光学系の焦点距
    離が長焦点側に変更されることに応答して上記測
    距光が投射される上記複数の目標のうちの外側の
    目標に対する測距光を排除するようにする切換え
    回路とを有することを特徴とするカメラの焦点調
    節装置。
JP59024686A 1984-02-13 1984-02-13 カメラの焦点調節装置 Granted JPS60168111A (ja)

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JP59024686A JPS60168111A (ja) 1984-02-13 1984-02-13 カメラの焦点調節装置
US06/700,691 US4688919A (en) 1984-02-13 1985-02-12 Automatic focusing camera

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JP59024686A JPS60168111A (ja) 1984-02-13 1984-02-13 カメラの焦点調節装置

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JPS60168111A JPS60168111A (ja) 1985-08-31
JPH0380290B2 true JPH0380290B2 (ja) 1991-12-24

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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