JPS62201308A - 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】 本発明は測距物体に光を投射し、その反射光が受光素子
によって受光される受光位置から被写体距離検知を行う
アクティブ距離検出装置、特に測距の視野範囲を選択し
て切換えることが可能な測距装置に関する。

従来の自動焦点調節装置を備えたカメラは、被写体の測
距部分がファインダー視野の中央部にあるため、撮影者
は、撮影したい被写体が撮影画面の中央部に配されるよ
うに構図を決めなければならなかった。又、複数の人物
を並べて撮影する場合や、イたる被写体を画面の端部に
配置する場合等は、被写体の４１１距部分は後方の背景
へ抜けてしまい、主たる被写体にピントが合わないとい
う欠点が生じた。

これに対し、予め撮りたい被写体に視野画面のＪｌｌｌ
ｌｌｌ全部分せてＸ１１距を行った後に再度構図を決め
て撮影する方法があるが、この方法はカメラの自動点４
ｊ調節機構を充分に理解していない撮影者にとっては非
常に扱いにくく、またその操作は煩わしいものであった
。

このような問題に対し、撮影画面内の複数の部分をＷｉ
ｌｌ距して得られた測距データを評価してカメラのピン
トを決定する方法があるが、この方法では両面内複数の
部分を測距するため、複数の信号処理回路が必要となり
、逆に処理回路を共通にした場合は、に記画面内複部分
を時分割で／１ｌｌＩ距しなければならず測距時間が長
くなるきいう欠点があった。

更に本出願人による特願昭６０−１５２２９７号明細古
に示されるように、測距視野を狭視野と広視野の２つに
分け、狭′＆野での測距情報が無限遠か否かを検知し、
測距視野側の測距情報を自動的に選釈できる測距装置が
提案されている。この方式にあっては、距離情報の演算
を２回行ってＡｌｌ＋距結果を出すために、距離信号を
出力する迄の時間が長くなる欠点があった。

本発明は、Ｌ述問題を解決するためになされたもので撮
影視野内の中央部並びに周辺部に光を投光する複数の投
光手段を有し該投光による反射光を受ける受光手段の出
力を、積分動作を２度行って被写体距離を演算する際、
前記中央部からの反射光レベルが前記最初の積分動作で
所定値に達しない場合は、前記投光手段を被写体周辺部
に投光する側に自動的に切換えて、再び最初の積分動作
を行って距離情報を演算することにより、撮影視野内の
被写体が中央部に存在するか、又は周辺部に存在するか
を短時間で選釈し、被写体距離情報の演算を短縮化なら
しめたものである。

以下図面を用いて本発明を詳述する。

第１図は本発明の測距装置の原理を説明する為の図で、
第２図は第１図示の受光素子の平面図である。

第１図および第２図においてＩＲＥＤは投光素子で、線
状の赤外光を投光レンズＬｌを介して被写体Ｏｂｌ、０
ｂ２ｈ４．：投射する。Ｌ２は測距されるべき被写体Ｏ
ｂｌ、Ｏｂ２からの反射光を投光軸から所定距離文（以
下この文を基線長と称す）ＩＩｔＩれた２つの受光素子
５ＰＣＩ。

５ＰＣ２ヒに結像させる受光レンズである。受光素子Ｓ
ＰＣ１，３ＰＣ２ヒの被写体からの反射光によって形成
される像ＲＩは被写体の距離により連続的に前記投光軸
と垂直な方向（以下）、（線長方向）Ｑｌに沿って移動
する。ここで受光素子５ＰＣＩ、５ＰＣ２の構造は第２
図示の如き模形であるので、該素子出力は被測距体距離
の変化に応じ、それぞれ一方の受光素子の出力が増せば
、−・方の受光素子の出力が減少する。受光素子５ＰＣ
Ｉ、５ＰＣ２の出力をそれぞれＡ、Ｂとすると、（Ａ　
＋　Ｂ）により正規化された、例えばＡ／　（ＡｌＢ）
信号は被測距体の位置を示す、尚該装置の出力により撮
影レンズの移動ｊｔ（レンズの繰り出しか）を制御する
ことによりオートフォーカス装置が実現される。

第３図は本発明に適用する測距装置の概略図である０図
において、ＩＲｓは投光レンズＬ１を介して被写体反射
面ｏｂ上の中央部ＯｂＳに光を投射するための発光素子
、ＩＲｗｌ、ＩＲＷ２は同様に被写体反射面ｏｂ上の周
辺部ｏｂ１　、Ｏｂ２に光を投射するための発光素子で
あり、Ｅ記反射面Ｏｂｓ　、Ｏｂｌ　、Ｏｂ２からｃ７
）各反射光は受光レンズＬ２を介して受光素子５ＰＣＩ
、５ＰＣ２に受光される際、］−記反射面Ｏｂｌ、Ｏｂ
２からの反射光は反射ミラーＭｌ及びＭ２を介して、ヒ
記受光素子で受光されるようになっている。

次に第３図の構成を用いた本発明の制御回路を第４図を
参照して説明する。

第４図においてＰＵは電源回路、Ｃ０ＮＴは信号を制御
するロジック回路ＩＲＳは撮影視野内の中央部の被写体
に投光する投光素子。

ＩＲｗｌ　、ＩＲｗ２は撮影視野内周辺部の被写体に投
光する投光素子、ＤＲｓ　、ＤＲｌ　。

ＤＲ２は前記投光素子の駆動回路であり、前記ロジック
回路Ｃ０ＮＴからの信号Ｉ　ＲＥＤ　ｓ及びＩ　ＲＥＤ
　ｎによって制御される。Ｌｓはカメラのレリーズボタ
ンである。５ＰＣＩ、５ＰＣ２は第１図〜第３図に示す
受光素子、ＡＩは前記受光素子５ＰＣＩ、５ＰＣ２の出
力電流を電圧に変換する高入力インピーダンスの増幅器
で、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３およびコンデンサＣ１で構成
される負帰還回路により直流抑圧機部をイ１するフィル
ターである。ＡＳｌは信号Ｓｌによって０Ｎ−ＯＦＦさ
れるアナログスイッチである。

コンデンサＣ２，抵抗Ｒ４は、バイパスフィルタであり
、抵抗Ｒ５，Ｒ６増幅器Ａ２は、前記バイパスフィルタ
の出力を増幅するプリアンプ、増幅器Ａ３と抵抗Ｒ７、
Ｒ８は一１倍のゲ・インを有し、前記プリアンプＡ２の
出力信号を反転するインバータを構成する。

ＭＩＮＴ増幅器Ａ４．コンデンサー０３と共にミラー積
分回路を構成し、前記プリアンプＡ２の出力を積分する
積分器、ＡＳ２．ＡＳ３゜ＡＳ４はそれぞれ４３号Ｓ２
．Ｓ３．Ｓ４によってオン・オフされる、アナログスイ
ッチ、Ｒ９は積分器Ａ４反転入力端子に接続された抵抗
である。ＣＰｌ、ＣＦ２はコンパレータ、Ｒ１１゜Ｒ１
２，Ｒ１３は該コンパレータＣＰＩ、ＣＰ２の夫々に基
部電圧を供給する分圧抵抗で、Ｗいに直列接続されてお
り、抵抗Ｒ１１の一端は接地され、抵抗Ｒ１３の一端は
一■ボルト電源に接続される。

つぎにＥ記構酸における測距装置の動作について第１図
〜第３図と第５図、第６図のタイミングチャートを用い
て説明する。

第５図において、先ず時刻１０でカメラのレリーズボタ
ンＬＳが押されるとロジック回路Ｃ０ＮＴより出力され
る信号Ｓ４がハイレベルとなり、アナログ５ＷＡＳ４は
ＯＮとなる。これにより、増幅器Ａ４→コンパレータＣ
Ｐ２→アナログ５ＷＡＳ４→抵抗ＲＩＯ−抵抗Ｒ９から
成る閉回路が形成される。このとき、たとえば増幅器Ａ
４の出力端の電位がコンパレータＣＰ２の反転入力端の
電位より高い場合にはコンパレータＣＰ２の出力端はハ
イレベルとなり、アナログＡＳ４．抵抗ＲＩＯ、Ｒ９を
介してコンデンサＣ３を充電するので増幅器Ａ４の出力
端の電圧は前記コンデンサＣ３の充電電圧に応じて徐々
に降下し、所定時間後に増幅器Ａ４の反転入力端の電位
とコンパレータＣＰ２の出力端の電位とが同電位となる
とコンデンサＣ３は充電動作を停止トする。

一方、増幅器Ａ４の出力端の電位がコンパレータＣＰ２
の反転入力端の電位より低い場合には前記と逆の動作に
よりコンデンサＣ３の電荷は放電され、増幅器Ａ４の反
転入力端の電位と、コンパレータＣＰ２の出力端とが同
電位になるとコンデンサーＣ３の放電は停止トし安定状
態となる。

以１−の動作により１時刻ｔｏ−ｔ２の期間にコンデン
サＣ３および増幅器Ａ４から成るミラー積分器ｉＮＴの
初期設定が行なわれる。

次に、時刻ｔ１〜ｔ２の期間は信号ｉ　ＲＥＤＳがハイ
およびローレベルを繰り返しＩＲＳを予備発光させ、該
発光素子は熱平衡状ＩＥに達する。

そして、時刻ｔ２になるとアナログスイッチＡＳ４は開
き、増幅器Ａ４−コンパレータｃＰ２→アナログスイッ
チＡＳ４→抵抗Ｒ１０＝抵抗Ｒ９からなる閉回路は開き
、ミラー積分器ＩＮＴによる積分動作が開始される。尚
、この時点では、ロジック回路Ｃ０ＮＴからの信号Ｓｌ
はローレベルでありアナログスイッチＡＳ１はＯＦＦで
あるため、受光素子５ＰＣ２のみが増幅器Ａ１の入力端
に接続されている。

次に時刻ｔ２〜ｔ３の期間は、アナログスイッチＡＳ２
は発光素子ＩＲＳがＯＮの時に。

又、アナログスイッチＡＳ３は発光素子ＩＲＳがＯＦＦ
の時に、それぞれＯＮとなるように。

制御信号Ｓ２．Ｓ３により制御され互いに逆位相で０Ｎ
−ＯＦＦする。前記アナログスイッチＡＳ２がＯＮの時
、被写体で反射された投光鵞子ＩＲ５からの光が、受光
素子５ＰＣ２に入射する強度に応じた出力電圧としてミ
ラー積分器ＩＮＴで積分される。又、アナログスイッチ
ＡＳ３がＯＮの時、投光素子ＩＲ５はＯＦＦであるので
、信号光以外の外光に応じた出力は増幅器Ａ３から反転
信号として積分器ＩＮＴで積分され、外光による影響が
キャンセルされる。

このようにしてコンデンサＣ３はｔ２〜ｔ３の一定期間
（ＴＡ）充電され、その端子電圧は第２図の波形ｉＮＴ
で示される様に受光素子５ＰＣ２への入射光驕に応じて
ヒ昇する。

このとき、投光素子ＩＲＳが投光する画面中央部の被写
体が有限の距離であれば被写体の反射率にも依存するが
、積分器出力ｉＮＴはヒ昇する。一方、被写体が極めて
遠距離の場合には積分Ａｇ　ｉ　Ｎ　ＴのＬ′Ａ、出力
は極めて小さくなる。

被写体が無限の距離か、有限の距離かを判定する電圧レ
ベルを抵抗Ｒ１１、ＲＬ２．Ｒ１３により設定し、これ
をコンパレータＣＰＩの反転入力端に入力すれば、コン
パレータＣＰＩの出力は、積分器出力ｉＮＴが、前レベ
ルを越えたとき、ローレベル信号、Ｓ５として出力する
。

このローレベル信号Ｓ５を時刻Ｌ３においてラッチする
ことにより、前記中央部の被写体が有限の距離にあるか
否かを判定する。

今、投光素子ＩＲ５により、画面中央部の被写体が有限
の距離にある場合には、時刻ｔ２〜ｔ３の期間に信号Ｓ
５は上述のようにハイレベルからローレベルへ変化する
。そして時刻ｔ３において信号Ｓ１をローレベルからハ
イレベルへ変化させてアナログ５ＷＩＯをＯＮさせるこ
とにより増幅器Ａ１の入力端に受光素子５ＰＣ１，５Ｐ
Ｃ２を並列に接続する。これにより両受光素子で受光す
るように切換えられる同時に、アナログスイッチＡＳ２
．ＡＳ３信号Ｓ２、Ｓ３で開き、ミラー積分器の積分動
作を中断させ、受光素子５ＰＣ１，５ＰＣ２の切換え動
作に伴って生じる増＠器Ａ２の過渡的変動による前記積
分器への該入力を防ＩＦする。

更に、時刻ｔ４より投光素子ＩＲＳがＯＮの時アナログ
スイッチＡＳ３がＯＮ、逆に前記投光素子ＩＲ５がＯＦ
Ｆの時アナログスイッチＡＳ２がＯＮとなるようにｔ２
〜ｔ３の期間とは１８０°位相がずれたタイミングで積
分を開始する。

１　このため、ミラー積分器の増幅器Ａ４の反転入力端
には時刻ｔ２〜ｔ３の期間とは逆極性の゛電圧がｌ−え
られ、積分器の出力は時刻Ｅ４以降は徐々に低下する。

前記積分器の出力ｉＮＴがコンパレータＣＰ２のしきい
値より低下すると前記コンパレータＣＰ２の出力端はロ
ーレベルからハイレベルへ反転し、信号Ｓ６は測距完了
信号をロジック回路Ｃ０ＮＴへ与える。

以１−水べた°１ｔから時刻ｔ２〜ｔ３のＬ昇積分の時
間をＴＡ、ｔ４から上記測距完了までの下降積分の時間
をＴＡ十日日受光素子５ＰＣ２出力電Ｊｌｉ値をＡ、５
ＰＣＩの出力電流値をＢとすると、１・昇積分蒔におけ
るコンデンサｃ３の充電電圧と、下降積分時の該コンデ
ンサの降下電圧は波形のｉＮＴから明らかなように が成立する。■−記（２）式より、積分時間ＴＡが一定
である時は、他の積分時間ＴＡ＋Ｂを測定することによ
り１両受光素子による出力電流値の比Ａ／Ａ＋Ｂかも被
写体距離を求めることができる。

このうよに画面中央部の被写体が有限の距離にある場合
には上述の動作により画面中央部の被写体の測距を行い
、カメラはこの測距情報を基にピントを合わせ撮影を行
なう。

しかし画面中央部の被写体の距離が無限遠の場合は撮り
たい被写体が近くにあるにもかかわらず１画面の中央部
にないために、投光素子ＩＲ５から投光された光が背景
へ抜けてしまう場合が多々起り得る。この場合について
第６図を用いて説明する。

画面中央部の被写体が極めて遠くにある場合、その反射
光のレベルは小さく、時刻ｔ３において積分器出力ｉＮ
Ｔの」−昇レベルは小さい。この為、時刻Ｌ３において
コンパレータＣＰＩの出力はハイレベルのままとなり前
記画面中央部の被写体距離は無限遠と判断される。

このような場合下たる被写体は画面周辺に依存する場合
が多い。徒って投光素子を画面周辺に投光する投光素子
ＩＲｗｌ　、ＩＲｗ２に切り換えて再度１１述の１−昇
積分下降積分を行なう。

時刻ｔ３〜ｔ５間にアナログスイッチＡＳ４を閉じてト
述のように積分器ＭＩ　ＮＴの初期設定を行ない時刻ｔ
４〜ｔ５に投光素子ＩＲｗ１、ＩＲｗ２の前記の予備発
光、時刻ｔ５〜ｔ６でＪ：ｍ！１分ｔ６〜ｔ７は積分を
中１ヒし時刻ｔ７より下降積分を行なう。

以後、同様にして画面周辺の被写体の距離が測定され、
これを距離情報として撮影レンズのピントを合わせ撮影
を行なう。

本実施例では画面中央部の被写体が無限遠の場合、画面
周辺の被写体の距離を測距情報としているが、画面周辺
の被写体も無限遠の場合は再度画面中央部の被写体の測
距を行なうようにしてもよい。

また投光素子を画面中央部と周辺部の２つのグループに
分けたが更に撮影両面内を３つ以−ヒのグループに分け
、優先順位をもたせて測距を行うことも可能である。

第７図、第８図は第４図実施例における受光素子として
ＰＳＤを適用する場合の受光部構成を例示する回路図で
ある。

第７図において、ＯＰは第４図示のアンプＡ１に相当す
るオペアンプ、ＦＣは抵抗Ｒ２，Ｒ３、コンデンサー０
１等に相当する負帰還回路網、ＰＳＤは半導体装置検出
器でａ、ｂは該検出器の信号電極を示し、又Ｃは扶通電
極を示している。ＳＷＡ　、ＳＷＢは測距シーケンス中
に開閉制御されるスイッチで、該スイッチとしては、ス
イッチ３１等と同様に半導体スイッチやメカスイッチ等
が使用される。Ｖｒｅｆｌ　。

Ｖｒｅｆ２はそれぞれＸ準電位を示している。

第７図において、スイッチＳＷＡを開、ＳＷＢを閉とす
ると、信号電極すに基帛電位Ｖｒｅｆ１が印加される。

半導体装置検出器ＰＳＤは一方の信号電極にバイアス電
圧が印加されると他方の信号電極から電極ａｂ間におけ
る（ＰＳＤの表面における）被写体反射光入射位置に相
応した値の信号電流（第４図実施例における５ＰＣ２の
出力Ａに相応する。）を出力する。又スイッチＳＷＡを
閉、ＳＷＢを開とすると半導体装置検出器ＰＳＤの一方
の電極が開放されるので、全受光出力（電極ａからのＡ
出力と電流すからのＢ出力の和）が電極ａから出力され
、こ、れにより第４図実施例における５ＰＣＩと５ＰＣ
２の出力の和イ３号Ａ＋Ｂが得られる。

第８図は第７図実施例の変形例を示す回路図で第７図実
施例と同一の構成部には同一記号を８イ１シである。第
８図にあっては、第７図のスイッチＳＷＡを省略し、ス
イッチＳＷＢに相占するスイッチＳＷＣを設け、ＳＷＣ
を閉となし出力Ａを得て、次いでスイッチＳＷＣを開と
なし出力Ａ＋Ｂを得る様にした点が第１Ｏ図実施例と異
なる処である。

以り詳述したように、本発明によれば、被写体が画面の
中央部にある場合は、従来の自動焦点調節カメラと同様
に被写体に合焦した撮影が成され、また被写体が画面の
中央部以外にあって、中央部の測距情報が無限遠であっ
た場合でも、被写体に合焦させるための煩わしい操作を
必要とせずに、測距部分を、画面周辺部へ自動的に切替
えることにより撮りたい被写体に正確に合焦した撮影が
簡単に得られるものである。

又撮りたい被写体に対する積分動作をＬ昇積分のみで判
定することにより自動焦点調部動作のための測距時間が
短縮されるため撮影のスピードアップが可能となるもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理図、第２図は第１図の受光部の受
光素子の構造を示す図、第３図は本発明に用いる実施例
を示す図、第４図、第５図、第６図は未発明の一実施例
を示す回路図、及びタイミングチャートを示す図、第７
図、第８図は第４図に示す受光部の他の実施例を示す回
路図である。 図において。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 撮影視野内の中央部の被写体に投光する第１の投光手段
   と、前記視野内の周辺部の被写体に投光する第２の投光
   手段とを有し、所定の基線長を隔てて配設され、前記投
   光による前記被写体からの反射光を受光する受光手段、
   該受光手段は前記反射光の入射角に応じて出力を変化さ
   せる複数又は単一の受光素子であり、該受光素子の複数
   出力に基づいて前記被写体までの距離を演算する際、該
   演算のための前記受光素子出力を順次切換える切換手段
   に応答して時系列的に出力される前記受光素子出力のう
   ち、先に得られる出力を上昇積分して記憶する第１の信
   号と、後に得られる出力を下降積分する第２の信号とを
   演算し、被写体距離情報を得る測距装置において、 前記第１の投光手段による前記第１の信号の出力が所定
   値以上の場合は、前記第１の投光手段による前記第２の
   信号を出力させて距離情報を演算し、前記第１の信号が
   所定値以下の場合は、該信号を打ち消して、第１の投光
   手段を前記第２の投光手段に切換えることにより距離情
   報を得ることを特徴とする測距装置。