JP2001318303A - カメラの測距装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 広範囲な状況下において高精度な測距を行う
ことができる小型なカメラの測距装置を提供する。 【解決手段】 被写体光を受光して受光信号を出力する
積分型受光手段５と、この積分型受光手段５の出力信号
から定常光成分を除去する定常光除去手段４とを備え、
この定常光除去手段４を動作させることによりアクティ
ブ方式の測距装置として機能し、該定常光除去手段４を
非動作とすることによりパッシブ方式の測距装置として
機能するカメラの測距装置であって、アクティブ方式の
測距装置として機能する際には、撮影範囲を含む広範囲
を照明するストロボ等でなる第一の照明手段２と、撮影
範囲内のスポット的な範囲を照明する赤外ＬＥＤ等でな
る第二の照明手段３と、を択一的に照明手段として用い
るカメラの測距装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カメラの測距装
置、より詳しくは、必要に応じて被写体を照明し測距を
行うカメラの測距装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、カメラの測距装置は、種々の
ものが提案されており、その測距方式としては三角測量
方式と伝播時間検出方式とがあるが、これらの内でカメ
ラに用いられるのは主として三角測量方式である。この
三角測量方式は、さらに、パッシブ方式とアクティブ方
式とに大別することができる。

【０００３】上記パッシブ方式の測距装置は、例えば、
被写体からの光を一対の光像に分離してそれぞれを受光
し電気信号に変換する一対のライセンサを有して構成さ
れていて、さらに、被写体の輝度やコントラストが低い
場合などに、該被写体に向けて照明光を照射するストロ
ボ等の補助光源を備えることもある。このパッシブ方式
は、被写体が明るく十分なコントラストがある場合に
は、遠方の被写体であっても精度良く測距を行うことが
でき、さらに撮影画面内の広範囲に渡って測距が可能で
ある反面、被写体が暗かったりコントラストが低かった
りする場合には、上記補助光源による照明が十分でない
と正確な測距を行うことが難しくなってしまう。

【０００４】また、上記アクティブ方式の測距装置は、
例えば被写体に向けて赤外ビーム光を投光するＩＲＥＤ
と、このＩＲＥＤと基線長をもって配設されていて赤外
ビームが照射された被写体からの光を受光するＰＳＤ
と、を有して構成されている。このアクティブ方式は、
基本的に赤外光をビーム状に投光するものであるため
に、被写体自体がコントラストのほとんどないようなも
のであっても測距を行うことができる反面、赤外光が届
かないほど遠方の被写体については正確な測距を行うの
は難しく、さらに撮影画面内の中央部付近に位置する被
写体の測距しか行うことができない。

【０００５】これらパッシブ方式とアクティブ方式は、
一方の短所が他方の長所となるという相互補完の関係に
あるといえる。そこで、これらパッシブ方式とアクティ
ブ方式とを融合させて、一方の短所を他方の長所で補う
ようにしたハイブリッド方式の高性能な測距装置が近年
実用化されている。

【０００６】このハイブリッド方式の測距装置は、例え
ば一対のライセンサと投光手段とを有して構成されてい
て、その基本構成は、パッシブ方式の測距装置の基本構
成とほぼ同様であり、さらに、被写体距離を求める際に
行う演算も、該パッシブ方式の測距装置と同様に位相差
演算（相関演算）を用いている。

【０００７】ハイブリッド方式においてパッシブ方式と
異なる点は、ラインセンサを構成する各画素毎に、定常
光除去回路が付加されている点である。すなわち、この
ハイブリッド方式の測距装置は、上記定常光除去回路を
オフすることによりパッシブ方式の測距装置として機能
させることができ、一方、定常光除去回路をオンするこ
とによりアクティブ方式の測距装置として機能させるこ
とができる。

【０００８】これにより、定常光除去回路をオンしてア
クティブ方式の測距装置として機能させる場合には、赤
外ＬＥＤ等の投光手段が発する光の被写体による反射光
をラインセンサにより受光して、ラインセンサの各画素
からの出力から、上記定常光除去回路により定常光成分
を除去することで、赤外ＬＥＤにより照明された成分だ
けを取り出すことができ、これを位相差演算（相関演
算）することにより、被写体距離を求めることができ
る。

【０００９】上述したようなハイブリッド方式の測距装
置において、性能を決定する最も重要な要因はもちろん
センサであるが、その次に重要な要因は投光手段であ
る。理想的な投光手段は、大光量で広範囲にパターンを
照射できる投光素子を備えていることである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記理
想的な投光手段、つまり、大光量で広範囲にパターンを
照射できる投光手段であって、かつ、カメラに搭載可能
な程度に小さいものは、現時点において残念ながら存在
しない。従って、投光手段を別途に備える必要がある
か、または光量を小さくしてカメラに搭載するようにす
るかしなければならず、小型を維持しながら広範囲な状
況下において高精度な測距を行うことはできなかった。

【００１１】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、広範囲な状況下において高精度な測距を行うこと
ができる小型なカメラの測距装置を提供することを目的
としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、第１の発明によるカメラの測距装置は、被写体の
明暗を判定する明暗判定手段と、少なくともカメラの撮
影範囲を含む範囲を照明する第一の照明手段と、上記カ
メラの撮影範囲内に含まれる一部の範囲を照明する第二
の照明手段と、複数の画素とこれら各画素に対応した定
常光除去手段とを有する少なくとも一対の積分型受光手
段と、上記第一の照明手段と上記第二の照明手段と上記
定常光除去手段との動作状態を制御することにより上記
積分型受光手段の積分モードを切り換える積分モード切
換手段と、上記積分型受光手段により得られた被写体像
信号に基づいて被写体までの距離を求める演算手段と、
上記演算手段の出力の信頼性を判定して測距が可能か否
かを判定する測距不能判定手段と、を具備し、上記明暗
判定手段が被写体を明るいと判定した場合には上記積分
モード切換手段により上記第一の照明手段と上記第二の
照明手段と上記定常光除去手段とを非動作にして上記積
分型受光手段により第一の積分モードで積分を行い得ら
れた被写体像信号に基づき上記演算手段により被写体距
離を求める第一の測距モードで測距を行い、上記明暗判
定手段が被写体を暗いと判定した場合には上記積分モー
ド切換手段により上記第二の照明手段を非動作にすると
ともに上記第一の照明手段および上記定常光除去手段を
動作させ上記積分型受光手段により第二の積分モードで
積分を行い得られた被写体像信号に基づき上記演算手段
により被写体距離を求める第二の測距モードで測距を行
い、上記演算手段により求めた被写体距離の信頼性を上
記測距不能判定手段が判定してその結果が測距不能であ
る場合には上記積分モード切換手段により上記第一の照
明手段を非動作にするとともに上記第二の照明手段およ
び上記定常光除去手段を動作させ改めて上記積分型受光
手段により第二の積分モードで積分を行い得られた被写
体像信号に基づき上記演算手段により被写体距離を求め
る第三の測距モードで測距を行うものである。

【００１３】また、第２の発明によるカメラの測距装置
は、上記第１の発明によるカメラの測距装置において、
上記第一の照明手段が撮影時の照明手段を兼ねたストロ
ボであり、上記第二の照明手段はスポット照射とパター
ン照射との少なくとも一方を行う赤外ＬＥＤを用いた照
明手段である。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１、図２は本発明の一実施形態
を示したものであり、図１はカメラの測距装置の構成を
示すブロック図である。

【００１５】このカメラの測距装置は、図１に示すよう
に、被写体光を受光して積分し被写体像信号を出力する
積分型受光手段５と、この積分型受光手段５に内蔵され
ていてオン／オフされることにより積分モードを第二の
積分モードであるアクティブモードと第一の積分モード
であるパッシブモードとに切り換える定常光除去手段４
と、被写体の明暗を判定するための明暗判定手段１と、
カメラの撮影時に被写体を照明するための手段でありか
つ測距時に補助光を照射するための手段を兼ねた第一の
照明手段２と、カメラの撮影範囲内に含まれるより狭い
一部の範囲を照射する投光手段でなる第二の照明手段３
と、撮影者がスイッチ等の入力手段を操作して撮影モー
ドをストロボオフモードに設定することにより上記第一
の照明手段２の発光を禁止する発光禁止手段９と、上記
明暗判定手段１の出力と上記発光禁止手段９の出力とに
応じて上記第一の照明手段２と第二の照明手段３と定常
光除去手段４とのオン／オフを設定する積分モード切換
手段６と、上記積分型受光手段５から被写体像信号を取
得して被写体距離情報を算出し出力する演算手段７と、
この演算手段７により算出された被写体距離情報の信頼
性を公知の技術により演算して判定する測距不能判定手
段８と、を有して構成されている。

【００１６】上記明暗判定手段１は、より具体的には例
えば、測光用の受光素子と、この受光素子の出力を処理
する測光回路と、この測光回路から出力される信号に基
づき明暗を判断するＣＰＵと、を有して構成される。ま
た、測光素子と測光回路の代わりに、上記積分型受光手
段５とＣＰＵとを用いて構成し、ＣＰＵが積分の進行ス
ピードをモニタして明暗を判定するようにしても良い。

【００１７】また、上述した積分モード切換手段６、演
算手段７、測距不能判定手段８は、例えばＣＰＵがその
機能を果たすようになっている。

【００１８】さらに、上記積分型受光手段５は、例えば
ＡＦＩＣでなり、一対または複数対の、ラインセンサも
しくはエリアセンサを有して構成されている。

【００１９】そして、上記第一の照明手段２は、大光量
で少なくともカメラの撮影範囲を含む広い範囲を照射可
能なストロボ等で構成されている。

【００２０】また、上記第二の照明手段３は、例えば赤
外ＬＥＤを光源とし、スポット照射とパターン照射との
少なくとも一方が可能な光学系を備えて構成されてい
る。

【００２１】次に、図２はカメラの測距装置の作用を示
すフローチャートである。

【００２２】撮影者が図示しないレリーズスイッチ等を
操作することにより、被写体の撮影を行おうとしたとき
に、カメラの撮影の準備動作として被写体の測距が行わ
れるようになっている。

【００２３】こうしてこの測距動作が開始されると、ま
ず、上述したような専用の測光素子かまたは上記積分型
受光手段５を用いて、上記明暗判定手段１が測光を行う
（ステップＳ１）。

【００２４】次に、この明暗判定手段１は、測光結果に
基づいて、被写体の輝度が所定の輝度よりも明るいのか
暗いのかを判定する（ステップＳ２）。ここに、上記所
定の輝度は、ＣＰＵ内部に設けられた図示しない不揮発
性記憶手段、またはＣＰＵ外に設けられたその他の図示
しない不揮発性記憶手段などに予め記憶されているもの
である。

【００２５】このステップＳ２において、被写体が所定
の輝度よりも明るいと判定された場合には、上記積分モ
ード切換手段６が積分モードの切り換えを行って、第一
の照明手段２と第二の照明手段３と定常光除去手段４を
全てオフにする（ステップＳ３）。これによりカメラの
測距装置は補助光なしのパッシブモードに設定される。

【００２６】続いて、上記積分型受光手段５が、被写体
像を光電変換して積分し像信号を生成する（ステップＳ
４）。

【００２７】そして、上記演算手段７が相関演算を実行
する（ステップＳ５）。この相関演算は公知の技術であ
り、例えばマルチＡＦの場合には、複数の測距エリアに
関して相関演算を実行し、最至近選択をする。

【００２８】その後、上記測距不能判定手段８が上記相
関演算により得られた結果の信頼性の判定を行う（ステ
ップＳ６）。この信頼性判定も公知の技術であり、上記
マルチＡＦの場合には、最至近選択された測距エリアの
相関演算に関する信頼性判定を実行することになる。

【００２９】このステップＳ６において、信頼性があっ
て測距可能であると判定された場合には、測距不能判定
手段８が、上記演算手段７による演算結果を被写体距離
情報として出力することを許可してから、この測距処理
を終了する。

【００３０】一方、上記ステップＳ６において、信頼性
がなく測距不能であると判定された場合には、つまり、
被写体は明るいがパッシブモードでは測距が苦手なタイ
プの被写体、例えばコントラストがほとんどない被写体
ということになる。この場合には、積分モード切換手段
６が積分モードの切り換えを行って、第一の照明手段２
をオフ、第二の照明手段３をオン、定常光除去手段４を
オンにする（ステップＳ９）。これによりカメラの測距
装置は赤外ＬＥＤ等による補助光を用いるアクティブモ
ードに設定される。

【００３１】続いて、上記積分型受光手段５が、上記ス
テップＳ４と同様に、被写体像を光電変換して積分し像
信号を生成し（ステップＳ１０）、上記演算手段７が上
記ステップＳ５と同様に相関演算を実行する（ステップ
Ｓ１１）。

【００３２】その後、上記ステップＳ６と同様に、上記
測距不能判定手段８がこの相関演算により得られた結果
の信頼性判定を行う（ステップＳ１２）。

【００３３】このステップＳ１２において、測距可能で
あると判定された場合には、上記ステップＳ６において
測距可能であると判定された場合と同様に、測距不能判
定手段８が、上記ステップＳ１１において演算手段７に
より演算された結果を被写体距離情報として出力するこ
とを許可してから、この測距処理を終了する。

【００３４】また、上記ステップＳ１２において、測距
不能であると判定された場合には、被写体距離情報を無
限遠、または無限遠を被写界深度内に含む遠距離に設定
して（ステップＳ１３）、この測距処理を終了する。

【００３５】被写体が明るい場合は、このような動作を
実行するが、一方で、被写体が暗い場合には、次のよう
な動作を実行することになる。

【００３６】すなわち、上記ステップＳ２において、被
写体が所定の輝度よりも暗いと判定された場合には、上
記発光禁止手段９が第一の照明手段２の発光を禁止して
いるか否かを判定する（ステップＳ７）。つまり、カメ
ラの動作モードを判定して、ストロボオフモードである
か否かを判断することになる。

【００３７】このステップＳ７において、第一の照明手
段２の発光が禁止されていない場合には、積分モード切
換手段６が積分モードの切り換えを行って、第一の照明
手段２をオン、第二の照明手段３をオフ、定常光除去手
段４をオンにする（ステップＳ８）。これによりカメラ
の測距装置はストロボ等による補助光を用いるアクティ
ブモードに設定される。

【００３８】このステップＳ８が終了したら、その後
は、上記ステップＳ４へ移行して上述したような動作を
行う。

【００３９】また、上記ステップＳ７において、第一の
照明手段２の発光が禁止されている場合には、上記ステ
ップＳ９へと移行して、上述したように、赤外ＬＥＤ等
による補助光を用いるアクティブモードで測距を行う。

【００４０】このような実施形態によれば、大光量で広
範囲を照射可能なストロボ等でなる第一の照明手段と、
狭い範囲ではあるがパターン照射やスポット照射が可能
な赤外ＬＥＤを用いた第二の照明手とを、選択的に使用
することにより、広範囲な状況下において高精度な測距
を行うことができる。

【００４１】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲内にお
いて種々の変形や応用が可能であることは勿論である。

【００４２】［付記］以上詳述したような本発明の上記
実施形態によれば、以下のごとき構成を得ることができ
る。

【００４３】（１） 被写体の明るさが第１の測距モー
ドにより測距を行うに足る所定の明るさに達しているか
否かを判断する明暗判定手段と、第２の測距モードが設
定されているときに、少なくとも撮影範囲を含む範囲を
照明する第一の照明手段と、第３の測距モードが設定さ
れているときに、上記撮影範囲内に含まれる一部の範囲
を照明する第二の照明手段と、被写体光を受光して電荷
に変換する複数の画素と、これらの画素から出力される
電気信号から定常光成分を除去するべく各画素に対応し
て設けられた定常光除去手段と、を有する少なくとも一
対の積分型受光手段と、上記積分型受光手段から出力さ
れる被写体像信号に基づいて被写体距離を算出する演算
手段と、上記演算手段により算出された被写体距離の信
頼性を判定して測距が可能か否かを判定する測距不能判
定手段と、上記明暗判定手段により所定の明るさに達し
ていると判断された場合には、上記第１の測距モードを
設定して上記第一の照明手段と上記第二の照明手段と上
記積分型受光手段とを非動作とさせ、所定の明るさに達
していないと判断された場合には、上記第２の測距モー
ドを設定して上記第二の照明手段を非動作とさせるとと
もに上記第一の照明手段および上記積分型受光手段を動
作させ、上記測距不能判定手段により測距不能であると
判定された場合には、上記第３の測距モードを設定して
上記第一の照明手段を非動作とさせるとともに上記第二
の照明手段および上記積分型受光手段を動作させるよう
に制御する積分モード切換手段と、を具備したことを特
徴とするカメラの測距装置。

【００４４】（２） 被写体光を受光して被写体像信号
を出力する積分型受光手段と、この積分型受光手段から
出力される被写体像信号に基づいて被写体距離を算出す
る演算手段と、この演算手段により算出された被写体距
離の信頼性を判定する測距不能判定手段と、少なくとも
撮影範囲を含む範囲を照明するものであって、第２の測
距モードが設定されているときに動作し第１の測距モー
ドおよび第３の測距モードでは非動作となる第一の照明
手段と、上記撮影範囲内に含まれる一部の範囲を照明す
るものであって、第３の測距モードが設定されていると
きに動作し第１の測距モードおよび第２の測距モードで
は非動作となる第二の照明手段と、上記積分型受光手段
から出力される被写体像信号から定常光成分を除去して
上記演算手段に出力するものであって、第２の測距モー
ドまたは第３の測距モードの何れかが設定されていると
きに動作し第１の測距モードでは非動作となる定常光除
去手段と、を具備し、被写体が所定の輝度よりも明るい
場合には上記第１の測距モードを設定し、該所定の輝度
よりも暗い場合には上記第２の測距モードを設定し、上
記第１の測距モードにおいて算出された被写体距離が上
記測距不能判定手段により信頼性がないと判定された場
合または上記第２のモードに設定することができない場
合には上記第３の測距モードを設定することを特徴とす
るカメラの測距装置。

【００４５】（３） 定常光除去手段を備え、この定常
光除去手段を動作させることによりアクティブ方式の測
距装置として機能し、該定常光除去手段を非動作とする
ことによりパッシブ方式の測距装置として機能するカメ
ラの測距装置であって、アクティブ方式の測距装置とし
て機能する際に、少なくとも撮影範囲を含む範囲を照明
するための第一の照明手段と、アクティブ方式の測距装
置として機能する際に、上記第一の照明手段と択一的に
動作するものであって、上記撮影範囲に含まれる一部の
範囲を照明するための第二の照明手段と、を具備したこ
とを特徴とするカメラの測距装置。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように本発明のカメラの測
距装置によれば、小型を維持しながら、広範囲な状況下
において高精度な測距を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態におけるカメラの測距装置
の構成を示すブロック図。

【図２】上記実施形態におけるカメラの測距装置の作用
を示すフローチャート。

【符号の説明】

１…明暗判定手段 ２…第一の照明手段 ３…第二の照明手段 ４…定常光除去手段 ５…積分型受光手段 ６…積分モード切換手段 ７…演算手段 ８…測距不能判定手段 ９…発光禁止手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｂ 7/32 Ｇ０２Ｂ 7/11 Ｂ Ｇ０３Ｂ 13/36 Ｇ０３Ｂ 3/00 Ａ Ｆターム(参考） 2F065 AA06 BB05 DD00 DD04 FF01 FF09 GG07 GG08 JJ00 JJ03 JJ05 JJ16 JJ25 UU05 2F112 AA07 AA08 AC01 BA02 BA07 CA02 DA40 FA50 2H011 AA01 BA01 BA11 DA07 DA08 2H051 AA01 BB09 BB10 BB20 CB20 CC03 CC04 CC11 CC19 CE08 CE28 DA02 DC16 DC17 EB07

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被写体の明暗を判定する明暗判定手段
   と、 少なくともカメラの撮影範囲を含む範囲を照明する第一
   の照明手段と、 上記カメラの撮影範囲内に含まれる一部の範囲を照明す
   る第二の照明手段と、 複数の画素と、これら各画素に対応した定常光除去手段
   と、を有する少なくとも一対の積分型受光手段と、 上記第一の照明手段と上記第二の照明手段と上記定常光
   除去手段との動作状態を制御することにより上記積分型
   受光手段の積分モードを切り換える積分モード切換手段
   と、 上記積分型受光手段により得られた被写体像信号に基づ
   いて被写体までの距離を求める演算手段と、 上記演算手段の出力の信頼性を判定して測距が可能か否
   かを判定する測距不能判定手段と、 を具備し、 上記明暗判定手段が被写体を明るいと判定した場合に
   は、上記積分モード切換手段により上記第一の照明手段
   と上記第二の照明手段と上記定常光除去手段とを非動作
   にして、上記積分型受光手段により第一の積分モードで
   積分を行い、得られた被写体像信号に基づき上記演算手
   段により被写体距離を求める第一の測距モードで測距を
   行い、 上記明暗判定手段が被写体を暗いと判定した場合には、
   上記積分モード切換手段により上記第二の照明手段を非
   動作にするとともに上記第一の照明手段および上記定常
   光除去手段を動作させ、上記積分型受光手段により第二
   の積分モードで積分を行い、得られた被写体像信号に基
   づき上記演算手段により被写体距離を求める第二の測距
   モードで測距を行い、 上記演算手段により求めた被写体距離の信頼性を上記測
   距不能判定手段が判定してその結果が測距不能である場
   合には、上記積分モード切換手段により上記第一の照明
   手段を非動作にするとともに上記第二の照明手段および
   上記定常光除去手段を動作させ、改めて上記積分型受光
   手段により第二の積分モードで積分を行い、得られた被
   写体像信号に基づき上記演算手段により被写体距離を求
   める第三の測距モードで測距を行うものであることを特
   徴とするカメラの測距装置。
2. 【請求項２】上記第一の照明手段は撮影時の照明手段を
   兼ねたストロボであり、 上記第二の照明手段はスポット照射とパターン照射との
   少なくとも一方を行う赤外ＬＥＤを用いた照明手段であ
   ることを特徴とする請求項１に記載のカメラの測距装
   置。