JP2003177311A - オートフォーカスカメラ - Google Patents

オートフォーカスカメラ

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JP2003177311A
JP2003177311A JP2002355607A JP2002355607A JP2003177311A JP 2003177311 A JP2003177311 A JP 2003177311A JP 2002355607 A JP2002355607 A JP 2002355607A JP 2002355607 A JP2002355607 A JP 2002355607A JP 2003177311 A JP2003177311 A JP 2003177311A
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distance measuring
light
points
camera
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JP2002355607A
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Osamu Nonaka
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Olympus Corp
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Olympus Optical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】多点AFを行いながら、パララックスの影響を
受けず、なお且つ測距精度を落とすことなく正しくピン
ト合わせができるオートフォーカスカメラを提供するこ
とである。 【構成】オートフォーカスカメラに於いて、ファインダ
によって被写体が観察される。上記ファインダ画面内の
複数のポイントを測距するための測距系の投光レンズ1
9及び受光レンズ25a、25bは、上記ファインダと
は光学系を共有しないで構成される。そして、画面内の
特定のポイントを測距するスポットモードがモード選択
釦30で設定され、このモード選択釦30でスポットモ
ードが設定された場合には、上記画面内の特定ポイント
として上記ファインダと上記測距系とのパララックスを
考慮して、限定された複数のポイントが測距されるよう
にCPU17によって制御される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明はオートフォーカス
カメラに関し、より詳細には画面内複数のポイントの被
写体距離を検出して、ピントはずれを対策したオートフ
ォーカスカメラに関する。
【0002】
【従来の技術】従来のオートフォーカス(AF)カメラ
では、写真画面内の中央部の被写体距離しか測距できな
かった。しかしながら、このようなAFカメラに於い
て、図15(a)に示されるような構図であっても、画
面1内の測距ポイント2で複数のポイントを測距するこ
とにより、主要被写体である人物3からピントがはずれ
ることを防ぐことができる。このような測距装置として
は、次のようなものが知られている。
【0003】測距装置全体を回動させ、順次画面内の複
数のポイント測距を可能とする(例えば、特許文献1参
照)。
【0004】
【特許文献1】特開昭59−129809号公報 こうした技術では、次々と測距ポイントを切換えて回動
制御をしながらの測距であるため、測距のための時間が
長くなりすぎてしまうという課題を有していた。
【0005】この特許文献1に記載のカメラでは、最も
近い距離のみを主要被写体距離としてサンプルホールド
する仕組みとして、構成の単純化及び高速化を図ってい
た。
【0006】また、他の技術としては、図16(a)に
示されたような構成の多点AFで、中央部に投光するた
めのIRED5bによる測距結果を有効とするものがあ
る(例えば、特許文献2参照)。
【0007】また、AFユニット全体をスキャンするタ
イプの多点AFで、予め中央に投光するようにスキャン
カメラを移動させておく、という技術がある(例えば、
特許文献3参照)。
【0008】
【特許文献2】特開昭60−144711号公報
【0009】
【特許文献3】特開平3−257441号公報
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
許文献1に記載のカメラでは、せっかく各ポイントを測
距しておきながら、大部分のデータは捨ててしまうの
で、より高度な技術への発展の余地はなかった。また、
図15(b)に示されるように、雑然としたシーンに於
いては、画面1内の最至近のデータにピント合わせをす
ると、人物3にはピントが合わず、手前のコップ4等に
ピントが合ってしまうことがあった。
【0011】また、例えば、上記特許文献2及び特許文
献3に記載されたような技術をカメラに適用すると、ス
キャン機構を厳密に位置制御して画面内中央部が測距で
きるような構成とする必要があり、複雑で高価となる
上、パララックスの問題を残してしまう。
【0012】一方、各ポイントの測距精度を向上させる
技術として、例えば、同一のポイントに対し何度も測距
を行い、ノイズ成分を相殺してS/Nを改善する技術が
ある(多数回発光)(例えば、特許文献4参照)。
【0013】
【特許文献4】特開昭63−132110号公報 この技術は、図16(a)に示されるような、測距ポイ
ント数と同じ数の発光素子(主に赤外線発光ダイオード
が使われるので以下IREDと略す)5a、5b、5c
と、基線長Sだけ離れて配置された投光レンズ6及び受
光レンズ7と、受光素子(主にPSDと称される半導体
位置検出素子が用いられる)8a、8b、8cを用意
し、これらを固定して測距する場合には応用が容易であ
る。
【0014】つまり、図16(b)に示されるように、
各IRED5a、5b、5cを順次所定回数発光させ
て、各ポイントの精度アップを図ればよい。
【0015】しかしながら、このような構成で測距ポイ
ントを増加させると、測距ポイントの数だけIRED及
びそれを発光させるための回路が必要となり、測距の大
型化を招くものであった。
【0016】また、1つの発光素子を用いて各ポイント
毎に走査部材を停止させ、多数回発光素子を発光させる
多点測距を行うと、ブレーキ動作や再起動に時間を要し
て高速の測距ができず、カメラに応用する場合、レリー
ズタイムラグの問題を生ずる。更に、走査を停止させず
に多数回発光を行うと、測距中に光投射ポイントが移っ
てしまい、正しい測距ができないものであった。
【0017】この発明は上記課題に鑑みてなされたもの
で、多点AFを行いながら、パララックスの影響を受け
ず、なお且つ測距精度を落とすことなく正しくピント合
わせができるオートフォーカスカメラを提供することを
目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】すなわちこの発明は、被
写体を観察するためのファインダと、上記ファインダ画
面内の複数のポイントを測距するために上記ファインダ
とは光学系を共有しない構成になされた測距手段と、画
面内の特定のポイントを測距するスポットモードを設定
するモード設定手段と、上記モード設定手段でスポット
モードが設定された場合には、上記画面内の特定ポイン
トとして上記ファインダと上記測距手段とのパララック
スを考慮して限定された複数のポイントを測距するよう
に制御する制御手段と、を具備することを特徴とする。
【0019】この発明のオートフォーカスカメラにあっ
ては、ファインダによって被写体が観察される。上記フ
ァインダ画面内の複数のポイントを測距するための測距
手段は、上記ファインダとは光学系を共有しない構成に
なされる。そして、画面内の特定のポイントを測距する
スポットモードがモード設定手段で設定され、上記モー
ド設定手段でスポットモードが設定された場合には、上
記画面内の特定ポイントとして上記ファインダと上記測
距手段とのパララックスを考慮して限定された複数のポ
イントが測距されるように制御手段によって制御され
る。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
実施の形態を説明する。
【0021】図1は、この発明のオートフォーカスカメ
ラに適用される測距装置の概念的な一実施の形態を示し
たブロック図である。
【0022】同図に於いて、測距の方向を切換え可能な
測距部10は測距方向切換部11からの指示を受けると
共に、ワンチップマイクロコンピュータ等から成る演算
制御部12との間で信号の送受を行う。この演算制御部
12は、上記測距方向切換部11を制御するもので、上
記測距部10による同一の被写体の複数の測距結果を平
均して演算する平均演算部13と、複数の距離結果を判
定する判定部14を内蔵している。
【0023】このように構成された測距装置に於いて、
測距部10からの測距結果が演算制御部12に供給され
る。この演算制御部12により、測距方向切換部11を
介して測距部10の測距方向を切換え制御される。そし
て、同一シーンに於ける各ポイントの測距結果が測距部
10から入力され、その結果から、同一の被写体の複数
の距離結果が判定部14で判定される。上記複数の測距
結果を平均して、確度の高い測距結果が平均演算部13
で演算される。
【0024】尚、上記演算制御部12内の平均演算部1
3及び判定部14は、所定のアルゴリズムによって実施
構成されるもので、ハードウエア的に成り立っているも
のではない。
【0025】上記のように、図15(b)に示されたよ
うなシーンに於いて、人物3に投射された4ポイントの
測距結果を加算し、平均化してピント合わせ位置を求め
る。したがって、上述した特開昭59−129809号
公報に記載のカメラのように、1つの測距結果からピン
ト合わせを行う方式よりはるかに信頼性の高いピント合
わせが可能となる。
【0026】図2は、この発明のオートフォーカスカメ
ラに適用される測距装置に従った構成を示したものであ
る。
【0027】同図に於いて、キセノン(Xe)管15
は、発光回路16を介してCPU17により発光が制御
されるものである。上記Xe管15からは、図示矢印A
方向に移動可能なマスク18、投光レンズ19を介して
測距用光(光点20)が投射される。尚、上記マスク1
8は、送りねじ21及びモータ22により移動されるも
ので、モータドライバ(MD)23、電圧切換回路24
及びCPU17により駆動制御される。
【0028】測距用光が図示されない被写体により反射
されると、その反射光は受光レンズ25a及び25bを
介して受光素子(PSD)26a及び26bで受光され
る。これらPSD26a及び26bからの出力は、光位
置検出回路27a及び27bを経て、CPU17に供給
される。
【0029】また、上記CPU17には、ズームレンズ
28、ピント合わせ用レンズ29の他、ユーザの操作に
よって任意のモードを設定できるモード選択釦(スイッ
チ)30、カメラのレリーズ釦の押し込み状態で閉成す
る第1(1st)レリーズスイッチ31及び第2(2n
d)レリーズスイッチ32からの情報が供給される。
【0030】上記Xe管15は、IREDに代えて発光
素子として用いるものであり、発光回路16はこのXe
管15を発光させるための回路で一般のカメラに用いら
れるストロボ用回路と同様のものを想定している。但
し、Xe管15の放電経路をオン/オフして、何度も放
電発光を繰返せるように工夫している。尚、上記Xe管
15及び発光回路16は、投光手段を構成している。
【0031】また、マスク18はXe管15の一部の光
のみを投光するための窓を有するもので、投光レンズ1
9はこの光を集光し、被写体に対し測距用光を投射する
働きをする。上記マスク18は、モータ22と送りねじ
21によって図示矢印A方向にスキャンすることがで
き、投光方向(測距方向)を切換えられるようになって
いる。これらマスク18、モータ22、送りねじ21
は、投光方向変更手段を構成している。
【0032】ここで、図3を参照して、その作用を説明
する。
【0033】投光レンズ19の焦点距離fT だけ離れて
マスク18が配置され、このマスク18に形成された窓
18aからXe管15の光が放射される。このうち投光
レンズ19に向ったものが、測距用光として集光投射さ
れる。したがって、投光レンズ19の光軸から窓18a
までの距離をxM とすると、測距用光は図3中のθ、つ
まり θ=arctan(xM /fT ) …(1) の方向に投射される。
【0034】このxM を変更しながら発光を繰返すと、
測距用光線は図9(b)に示されるように、各ポイント
に向かって飛んで行くので、結果として、図15(b)
に示されるように、写真画面内に各部分に対し測距用光
を投光することができる。
【0035】図4は、図2の測距装置の受光系の作用を
説明するためのもので、受光レンズ25a、25bは被
写体(図示せず)に照射された測距用光20a、20b
からの上記測距用の反射光を集光するためのものであ
る。集光された光は、PSD26a、26bに結像する
が、この結像位置xa 、xb は、被写体距離Lに依存す
る。
【0036】すなわち、三角測距の原理により、被写体
距離Lとレンズ25a、25bとPSD26a、26b
の間の距離fJ の比から、図中Sa 、Sb 及びxa 、x
b の関係は、 Sa =(L/fJ )・xa b =(L/fJ )・xb となるので、 S=Sa +Sb =(L/fJ )(xa +xb ) ∴L=(S・fJ )/(xa +xb ) …(2) ここで、(2)式のS、fJ は固定の値であるから、x
a 、xb を検出すれば、距離Lを求めることができる。
【0037】このような構成で測距用光が投射された距
離Lを求める場合のメリットとして、光点が図中20a
から20bにずれた場合でも、2つの受光系が補正し合
って上記(2)式と全く同じ式によって、正しい距離L
が求められる点があげられる。光点が20aから20b
に移動した時、上述した反射光、入射光位置xa 、x b
は各々xa +△xa 、xb −△xb となるが、両受光系
のfJ が等しい時、△xa =△xb なので、(2)式に
あてはめると L=(S・fJ )/(xa +△xa +xb −△xb ) =(S・fJ )/(xa +xb ) となる。
【0038】したがって、図3に示されるような投光系
と図4に示されるような受光系を有した図2のような構
成のAF装置の場合、マスク18の位置の誤差によって
光点が20aから20bにずれてしまった時にも正しい
測距が可能である。また、図15(b)に示されるよう
な人物3に対し、光点の一部が当たらずにかすった場合
でも、同様に正しい測距が可能である。
【0039】図2に戻って、PSD26a、26bは、
マスク18の移動によっても反射光を受光できるように
し、図示のように広いものが用いられる。これら各PS
D26a、26bの出力は、各々光位置検出回路27
a、27bに入力される。更に、これら光位置検出回路
27a、27bからは、各々上記xa 、xb に依存した
信号がCPU17に対し出力される。CPU17では、
光位置検出回路27a、27bからこれらの信号を受け
取って、上記(2)式に従って被写体距離が演算され
る。
【0040】CPU17では、このようにして得られた
各ポイントの測距結果から、主要被写体距離が検出、演
算されて、カメラのピント合わせ用レンズ29が制御さ
れる。また、CPU17には、カメラのズームレンズの
ズーム設定位置情報がズームレンズ28から入力され
る。更に、このCPU17では、ユーザの操作によって
モード選択釦30の設定状況や第1レリーズスイッチ3
1及び第2レリーズスイッチ32の状態が検出できるよ
うになっている。
【0041】また、上記CPU17は、電圧切換回路2
4を制御してモータドライバ23にかかる直流電圧レベ
ルを可変し、モータ22の回転数を変更できるようにも
なっている。これらは、速度制御手段を構成する。
【0042】次に、このような測距装置の動作を図5及
び図6のフローチャートを参照して説明する。尚、これ
らのフローチャートはCPU17が制御する。
【0043】先ず、ステップS1に於いて、カメラのレ
リーズ釦の半押し状態にて閉成する第1レリーズスイッ
チ31の閉成を検知する。ここで、第1レリーズスイッ
チ31が閉成した時、ユーザに撮影開始の意図があると
して、ステップS2へ進む。このステップS2では、ズ
ーム位置情報fL をカメラのズームレンズ28から入力
する。
【0044】次いで、ステップS3にて、この結果に従
ってモータ22の回転数決定用の電圧切換回路24の出
力電圧VS を決定する。ここでは、多点測距動作は、所
定の時間毎に行うことを想定しており、図7に示される
ように、モータ22の回転数によって画面内の測距ポイ
ントのピッチを変更する。
【0045】図7(a)は比較的低い回転数にてマスク
18を移動した時、図7(b)は逆に高い回転数にてマ
スク18を移動した例を示したタイミングチャートであ
る。測距タイミングtA 及びマスクの移動するレンジ2
MMAXは一定となっている。したがって、画面上の測距
ポイントは、図7(a)及び(b)の各場合に対応し
て、図8(a)及び(b)に示されるようになる。
【0046】ここで、ズーム位置fL と測距ポイントの
ピッチについて説明する。
【0047】図9(a)に示されるような構図で人物の
写真を撮影するにしても、ズーミングにより焦点距離の
長いレンズを使う時と、短いレンズを使う時では、被写
体距離が異なる。この距離をLB とすると、略次のよう
な関係となる。 LB =50・fL …(3) 但し、fL :撮影レンズの焦点距離この距離で、図9
(a)に示されるように、人物の顔の中に等間隔で測距
を行う時、人の顔の大きさは距離によらず一定なので、
数ポイントの測距データを得ようとすると、25mmほ
どの間隔で各ポイントの測距を行う必要がある。したが
って、図9(b)、(c)に示されるような投光角のピ
ッチθP は、 θP =arctan(25/LB ) =arctan(1/2fL ) …(4) となる。これは、上記(1)式よりマスク位置ピッチx
MPに換算すると、 xMP=(10−3・fT )/(2fL ) …(5) となる。したがって、カメラのズームレンズのズーム位
置(焦点距離fL )によらず、人物の顔を測距点をスキ
ャンしながら何度も測距する場合、(5)式で決まるよ
うなマスク位置ピッチで測距を行うのが好ましい。図示
すると、望遠側では図9(b)、広角側では図9(c)
に示されるようになる。
【0048】図7に示されたように、tA 毎のタイミン
グで測距を行うとき、マスク18のスキャンのスピード
M は vM =xMP/tA =(10−3・fT )/(2fL ・tA ) …(6) となるようにする。
【0049】図5のステップS3にて決定される電圧V
S は、(6)式が成立するように決定される。仮に、f
T =100mm、fL =20mm、tA =10msec
とすると vM =10−3・100mm/(2・20mm・10msec) =5cm/s ここで、fT =20mmならば vM =1cm/s となる。
【0050】ステップS4では、測距ポイント数(変
数)nを初期化し、続くステップS5にてモータドライ
バ23を介してモータ22を、上記ステップS3で決定
された回転数にて回転開始させ、マスク18のスキャン
を開始させる。次いで、ステップS6に於いて、所定の
回転が終了し、マスク18がスキャンの終点まで行った
か否かを検出する。
【0051】終了していない場合は、ステップS7に移
行して、上記変数nをインクリメントした後、ステップ
S8で測距を行う。そして、ステップS9に於いて図7
でt A として表した測距間隔をカウントした後、ステッ
プS6に戻る。
【0052】ステップS8の測距のサブルーチンでは、
上述したように、発光回路16を介してXe管15を発
光させる。そして、そのタイミングに於ける被写体から
の反射信号光位置xa 、xb を、PSD26a、26b
及び光位置検出回路27a、27bを用いて、CPU1
7が検出し、上記(2)式に従って求めたLの逆数をD
(n)として記憶していく。
【0053】上記ステップS6にて、マスク18がスキ
ャンの終点まで行ったことが検出されると、ステップS
10に進んでモータ22を停止させる。次いで、ステッ
プS11にて、測距ポイントを示す変数m及び被写体の
数を示す変数Pを、各々1と0に初期化する。
【0054】次に、ステップS12にて、同一被写体上
の測距ポイントを示す変数Nとその開始ポイントを示す
変数Mをリセットする(図8(a)参照)。そして、ス
テップS13にてmをインクリメントした後、ステップ
S14に於いて、変数mが測距したポイント数nと一致
するまで、後述するステップS15〜S22の処理を行
う。このステップS15〜S22は、各ポイントの測距
データより、隣接した位置にあるデータで、なお且つ所
定の距離差(ばらつき)内にある(N+1)個の信号を
選択するためのものである。
【0055】先ず、ステップS15にて、隣接したデー
タの差をとって、△D(m)とする。このデータは、上
述したように、被写体距離Lの逆数のデイメンジョンを
有するものである。このデータ△D(m)が、ステップ
S16にて所定のばらつきDD内にあれば、同一の被写
体まであるとして、ステップS20に進む。そして、同
一の被写体上の測距ポイント数を示す変数Nをインクリ
メントし、次いでステップS21にて、N=1ならば、
その時の比較の測距ポイントm−1がその被写体上の最
初ポイントMであるとして、ステップS22にて記憶す
る。その後、ステップS13へ戻る。
【0056】一方、ステップS16にて隣接データの差
△D(m)が所定量DDより大きいと、測距ポイントは
異なる被写体へ移動したとして、ステップS17へ分岐
する。このステップS17へは、一度も隣接データが所
定誤差内に入らなかった場合も分岐する。この場合はス
テップS12へと戻る。それ以外の場合、すなわちステ
ップS17にて、隣接する少なくとも2つの点が、略同
一のデータを出力した場合は、ステップS20にてNが
インクリメントされているので、ステップS18へ分岐
する。
【0057】ステップS18では、隣接する測距ポイン
トで、なお且つ所定のばらつき内にあるデータの集合の
数(すなわち被写体数)を示す変数Pをインクリメント
する。次いで、ステップS19にて、これらの集合の中
のデータの平均演算を行い、これをDA(P)とする。
【0058】したがって、DA(P)は、図8(a)の
n=MからN個の数のデータの平均値となり、人物Pの
N個の測距結果の平均値となるので、これに対してピン
ト合わせを行えば高精度AFが達成できることになる。
このN個のデータのうち1つに対してピント合せを行う
よりは、より信頼性の高いピント合せ方法となる。
【0059】このようにして、ステップS14にてm=
nになるまで、ステップS16及びステップS19によ
って、複数の測距ポイントのうち、隣接した測距結果が
所定のばらつき内にある時、これを同一の被写体とみな
し、この同一被写体測距の結果の平均値をピント合せ距
離とするフローが繰返される。
【0060】一方、ステップS14に於いて、m=nが
成立すると、ステップS23に進んで複数のデータを同
一被写体のものと判定した被写体数が0か否かを判定す
る。ここで、P≠0の場合は、ステップS24に進ん
で、上記ステップS19にて得られたDA(P)のう
ち、最も近い距離を示すものをピント合せ距離Dとす
る。一方、P=0の場合は、ステップS25に進んで、
D(1)〜D(n)の各測距ポイントの測距結果のう
ち、最も近い距離を示す結果をピント合わせ距離Dとす
る。
【0061】この後、ステップS26でDにピント合わ
せを行い、ステップS27にてレリーズ釦の押し込みを
検出する。ここで、第2レリーズスイッチ32がオンし
ていると、ステップS28へ進んでカメラの露光動作を
行う。続いて、ステップS29にてモータ22を逆転さ
せて、マスク18の位置をリセットする。
【0062】また、上記ステップS27で第2レリーズ
スイッチ32がオフである場合は、ステップS30に進
んで、再度第1レリーズスイッチ31がオンしているか
否かをチェックする。ここで、第1レリーズスイッチ3
1のオン状態を検出すると、再度ステップS27へ戻
り、このループを繰返す。一方、第1レリーズスイッチ
31もオフしている場合は、ステップS31に進んで、
やはりマスク18の位置をリセットした後、ステップS
1へ戻る。
【0063】このように、可動部材(マスク)18を停
止させることなく、高速で複数のポイントをスキャン式
に測距でき、なお且つ複数のポイントで同一の被写体を
測距する場合、それらの結果を平均化してピント合わせ
用のデータとするので、信頼性の高いオートフォーカス
を達成することができる。
【0064】次に、この発明の一実施の形態を説明す
る。
【0065】この実施の形態は、主にスポットAFモー
ドと称される、画面内中央部優先のAFに関するもので
ある。例えば図15(b)に示されるような構図で撮影
を行う場合、主要被写体の回りに雑然とした被写体が存
在するために、多点AFを用いると、人物3にはピント
が合わず、周辺のコップやグラス等にピントが合ってし
まうという副作用がある。これを防止するのが、図10
及び図11のフローャートである。
【0066】ここで、図12を参照して、パララックス
について説明する。
【0067】一般に、レンズシャタカメラでは、図12
(b)に示されるように、カメラボディ33の前面に、
ファインダ対物レンズ34、撮影レンズ35、AF用投
光レンズ19が異なった位置に配置されている。
【0068】したがって、図12(a)に示されるよう
に、撮影者36がファインダ接眼レンズ37を覗き、図
12(c)に示されるような画面1内中央部に白丸印で
示された測距枠38の中に被写体3を入れても、被写体
距離がLF であるかLN であるかによって、測距用光が
正しく被写体に投射されるための投光角θが変わってし
まう。
【0069】つまり、画面1内中央に被写体3があり、
被写体距離が最至近のLN であれば、投光レンズ19
と、ファインダ対物レンズ34の間の距離をSP とする
時、測距用光はθN の投光角で投射されるのが好まし
い。また、被写体距離が最遠のL F の時、測距用光の投
光角はθF であることが好ましい。これら、θN 、θF
は、次の関係を満たしている。
【0070】 θN =arctan(SP /LN ) θF =arctan(SP /LF ) …(7) この時、マスク18の窓18aは、図12(a)に示さ
れるように、各々18a N 、18aF の位置にあること
が好ましい。
【0071】以上、説明したように、一般のレンズシャ
ッタカメラに於いては、スポットAFモード時に測距方
向を所定の方向に固定するだけでは十分でないことが明
らかである。
【0072】したがって、同実施の形態では、このパラ
ラックスを考慮して上記θN からθ F の間をくまなくス
キャンする。このようにすることにより、上記パララッ
クスの問題を解決でき、なお且つ所定方向にスキャン機
構(すなわちマスク)を厳密に停止させるための位置検
出手段や、停止固定用ブレーキ手段を具備する必要がな
くなり、構成の単純化を可能とする。
【0073】このようなスポットAFモード付きカメラ
の動作について、図10及び図11のフローチャートを
参照して説明する。
【0074】先ず、ステップS41に於いて、撮影者が
撮影動作に入った時に測距を行うためのもので、カメラ
のレリーズ釦の半押しで閉成される第1レリーズスイッ
チ31がオンしたか否かをチェックする。ここで、第1
レリーズスイッチ31がオンしたことを検出したなら
ば、ステップS42に進んで、操作部材であるモード選
択釦(モード設定用スイッチ)30の設定状態を検出す
る。これは撮影者が特に画面中央部の被写体にピントを
合せたいときに操作するスイッチであり、図15(b)
に示されるような雑然としたシーンで、誤って人物3に
ではなくグラス等の雑被写体にピントが合ってしまうこ
とを防ぐめに設けられている。
【0075】すなわち、このステップS42にて“N
O”であれば、図5のフローチャートのステップS2へ
分岐すればよく、“YES”であればステップS43に
進んで、撮影用ズームレンズからズーム位置fL を入力
する。次いで、ステップS44で測距開始位置を計算
し、ステップS45にてモータ22を回転させる時の回
転数を決めるためにズーム位置に応じたモータへの供給
電圧VS を決定する。
【0076】上記ステップS44の測距開始位置は、図
12(a)に示されたように、パララックスを対策する
ために、マスク18の窓18aの位置で表すと、18a
N の位置に対応する。つまり、18aN の位置から測距
を開始し、図示矢印Sc の方向にスキャンを行い、マス
ク18が18aF の位置で測距を終了させる。そして、
この中から、上述した L=SP /tanθ …(8) の式を満足する距離Lを選択すればよい。
【0077】また、図12(c)に参照番号38で示し
た測距枠は、ズーム連動式ファインダ式のカメラでは、
図13に示されるように、撮影レンズズーム位置(焦点
距離)によって、にらみ角θC が異なる。図13(a)
に示される望遠(TELE)時のθC と、同図(b)に
示される広角(WIDE)時のθC を比べると、図のよ
うに望遠時のθC の方が小さくなる。これは図12
(c)の画面1に対し、測距枠38が一定の比率であ
り、画面1は文字どおり広角時ほど広い角度の画面とな
るからである。
【0078】また、図13(a)は望遠時の測距枠38
と測距開始角度θS を示しており、同図(b)は広角時
の測距枠38と測距開始角度θS を示している。
【0079】この測距開始角度θS は、上記にらみ角θ
C とカメラの最至近撮影距離Lmin、及び図12で説明
した投光レンズ19とファインダ対物レンズ34の間の
距離SP より、 θS =arctan((SP +Lmin tan θC )/Lmin ) …(9) として求められる。このθC は、ズーム位置fL によっ
て決まるので、ステップS44の測距開始位置は、上記
(9)式のθS を満たす方向を測距するための、マスク
18の位置を計算するステップと言換えることができ
る。
【0080】次に、ステップS46で、測距ポイントを
示す変数nをリセットし、続いてステップS47にて、
マスク18をスキャンさせるモータ22を回転させる。
そして、ステップS48に於いて、所定の回転数モータ
が回転して上記ステップS44で決定された測距開始ポ
イントに至った時、ステップS49へと移行する。
【0081】このステップS49は、n0 回の測距がな
されたか否かを検出するもので、n 0 回に達していない
場合は、ステップS50に移行して、ステップS49〜
S52の処理で所定時間間隔で測距を繰返す。この時、
上記ステップS45で決定された電圧VS によって、所
定時間毎の測距でn0 回の測距を行えば、図12に示さ
れるように、投光レンズ19及びファインダ対物レンズ
34の光軸方向までの測距が終わるような設定になてい
る。この作用により、被写体距離Lmin から無限遠の被
写体に対し、画面中心のスポット測距が可能となる。
【0082】上記ステップS49にて、n0 回の測距が
終了すると、ステップS53に進んでモータ22を停止
させる。そして、図5及び図6のフローチャートで説明
したような隣接ポイントの測距結果を調べ、類似のデー
タを有するものを1まとめにして、平均値をとるとい
う、ステップS54〜S66のフローを実行する。
【0083】尚、ステップS54〜S66の処理動作
は、上述した図5及び図6のフローチャートのステップ
S14〜S23と同じであるので、ここでは説明を省略
する。
【0084】この動作が終了すると、上記(8)式で説
明されたように、その中から画面内中央に近い被写体距
離をピント合わせ距離として選択するステップS67、
S68へと続く。
【0085】ステップS67及びS68のDは、距離L
の逆数のディメンジョンを有しているので、ステップS
67及びS68の何れも、上記(8)式の逆数の形とな
っている。ステップS67は、隣接する測距ポイントの
データが類似で、ひとまとめにして平均値をとった場
合、ステップS68は隣接するデータの平均値をとらな
かった場合の処理動作である。
【0086】更に、ステップS69のピント合せ以降、
ステップS74までは、図5のフローチャートのステッ
プS26〜S31と同じであるので、ここでは説明を省
略する。
【0087】以上説明したように、この実施の形態で
は、被写体に対し測距用光を投射する投光素子(Xe
管)や投光レンズから成る投光手段と、モータ22やマ
スク18等から成る投光方向変更手段と、各投光方向か
らの反射信号光を受光し、各測距ポイントの距離に依存
したデータを出力する受光手段と、この受光手段の出力
結果のうち、隣接したポイントであり、なお且つ所定の
ばらつき範囲にある信号を同一被写体とみなして、その
加算、平均した結果より、被写体距離のグループを演算
し、この中からファインダと測距系のパララックスと、
画面内の測距枠を加味し、最も画面中心に近いデータを
選択してピント合わせを行うようにした。また、上記投
光方向変更範囲をファインダと測距手段を加味して決定
するので、如何なる距離に存在する被写体であっても、
画面中央部にフレーミングすれば正確なピント合わせの
できるオートフォーカスカメラが提供できる。
【0088】また、この投光方向変更の途中に於いて、
一切の停止動作を行わないため、高速の測距が可能であ
る。
【0089】加えて、同一被写体の距離と判断された複
数の結果は、平均化されてピント合わせに用いられるの
で、1回の測距で生じるばらつきを抑えて高精度のピン
ト合せが可能となる。
【0090】尚、以上述べた実施の形態では、測距用
光、投光用光源としてXe管を用いた例を示したが、こ
れに限られるものではない。例えば、図14に示される
ように、赤外線発光ダイオード(IRED)を光源とし
て使用してもよい。
【0091】図14に於いて、IRED39から照射さ
れた光は、投光レンズ19を介してミラー40で反射さ
れる。尚、上記IRED39と投光レンズ19は、投光
手段を構成している。
【0092】上記ミラー40は、図示矢印Sc方向に回
動するように構成されている。したがって、このミラー
40を回動させながら投光動作を繰返すことにより、図
15(b)に示されるような、異なるポイントの測距が
可能となる。この時、このミラー40及びこれを回動さ
せるモータ等の動力源(図示せず)が、測距ポイント切
換手段となる。
【0093】また、図5とは異なり、図14では受光レ
ンズ25、PSD26による受光手段は1系統である
が、このように構成しても本発明は適用可能である。但
し、このような投受光の配置では、投光方向に従ってP
SD26への光線入射位置が変化してしまうので、この
時、投光方向切換えに従って受光手段の出力を補正する
ようにすればよい。
【0094】尚、この発明の実施の形態に於いては、半
導体位置検出素子を用いて被写体からの反射光の受光位
置に基いて被写体距離を検出していたが、半導体位置検
出素子に限らず、2分割受光素子、フォトダイオード
列、ラインセンサ等の光電変換素子でも良く、更にフォ
トダイオード等の光電変換素子を用い、反射光の受光光
量に基いて被写体距離を検出するようにしても良い。
【0095】尚、この発明の上記実施態様によれば、以
下の如き構成が得られる。
【0096】(1)被写体に向けて光束を投光する投光
手段と、この投光手段による上記光束の投光方向を走査
する走査手段と、上記被写体からの上記光束の反射光を
受光し、上記被写体の距離に依存した信号を出力する受
光手段と、この受光手段からの上記信号に基いて、各測
距ポイント毎に被写体距離を演算する演算手段と、この
演算手段による各測距ポイントの測距結果の内、所定範
囲内にある隣接測距ポイントの測距結果に基いて被写体
距離を決定する距離決定手段とを具備したことを特徴と
するカメラの測距装置。
【0097】(2)上記距離決定手段は、上記所定範囲
内にある隣接測距ポイントの測距結果の平均値に基いて
被写体距離を決定する上記(1)に記載のカメラの測距
装置。
【0098】(3)上記距離決定手段は、所定範囲内に
ある隣接測距ポイントが複数組ある場合には、各組毎に
測距結果を平均した後に、この平均値の中から距離を決
定する上記(1)に記載のカメラの測距装置。
【0099】(4)上記走査手段は、上記投光手段から
の投光を機械的に掃引する掃引手段を有する上記(1)
乃至(3)に記載のカメラの測距装置。
【0100】(5)上記演算手段は所定時間間隔で上記
受光手段からの上記信号に基いて被写体距離を演算する
上記(1)乃至(4)に記載のカメラの測距装置。
【0101】(6)上記投光方向を検出する検出手段を
有し、上記演算手段は上記検出手段の出力の基いて所定
間隔毎に測距演算を行う上記(1)乃至(4)に記載の
カメラの測距装置。
【0102】(7)ファインダ光学系と測距光学系にパ
ララックスを有するカメラに於いて、被写体に向けて光
束を投光する投光手段と、この投光手段による上記光束
の投光方向を走査する走査手段と、上記被写体からの上
記光束の反射光を受光し、上記被写体の距離に依存した
信号を出力する受光手段と、この受光手段からの上記信
号に基いて、各測距ポイント毎に被写体距離を演算する
演算手段と、上記ファインダ光学系のファインダ画面の
中央部に対応する被写体の測距結果を優先する中央優先
測距モードを設定可能なモード設定手段と、このモード
設定手段によって上記中央優先測距モードが設定されて
いる際と、通常の測距モードが設定されている際で、上
記走査手段による投光範囲を異ならせる走査制御手段と
を具備したことを特徴とするカメラの測距装置。
【0103】(8)上記中央優先測距モードの設定時に
は、上記演算手段によって演算された複数の測距ポイン
トの中から上記ファインダ画面中央部に相当する測距演
算を選択する選択手段を有する上記(7)に記載のカメ
ラの測距装置。
【0104】(9)上記カメラ撮影レンズの焦点距離を
検出する焦点距離検出手段を有し、上記走査制御手段は
上記焦点距離検出手段によって検出された上記焦点距離
に基いて、上記投光範囲を決定する上記(7)若しくは
(8)に記載のカメラの測距装置。
【0105】(10)上記中央優先測距モードの設定
は、手動で操作されるスイッチである上記(7)乃至
(9)に記載のカメラの測距装置。
【0106】(11)上記操作手段は、上記投光手段か
らの投光を機械的に掃引する掃引手段を有する上記
(7)乃至(9)に記載のカメラの測距装置。
【0107】(12)上記演算手段は所定時間間隔で上
記受光手段からの上記信号に基いて被写体距離を演算す
る上記(7)乃至(10)に記載のカメラの測距装置。
【0108】(13)上記投光方向を検出する検出手段
を有し、上記演算手段は上記検出手段の出力の基いて所
定間隔毎に測距演算を行う上記(7)乃至(11)に記
載のカメラの測距装置。
【0109】(14)上記カメラの撮影レンズの焦点距
離を検出する焦点距離検出手段を有し、上記焦点距離検
出手段によって検出された上記焦点距離に応じて上記測
距ポイントの間隔を制御する上記(1)乃至(13)に
記載のカメラの測距装置。
【0110】(15)上記カメラの撮影レンズの焦点距
離を検出する焦点距離検出手段を有し、上記操作手段に
よって上記投光方向を上記順次切換える速度を、上記焦
点距離検出手段によって検出された上記焦点距離に応じ
て異ならせることを特徴とする上記(1)乃至(14)
に記載のカメラの測距装置。
【0111】(16)被写体に対し測距用光を投射する
投光手段と、上記投光手段を順次連続的に異なるポイン
トに向けて投光できるように変更する変更手段と、上記
被写体からの反射信号を受光し、受光位置に依存した信
号を出力する受光手段と、この受光手段の出力結果のう
ち、隣接したポイントにあり、且つ所定のばらつき範囲
内にある信号を選択し、その加算結果より被写体距離を
演算する演算制御手段とを具備することを特徴とするカ
メラの測距装置。
【0112】(17)ファインダ光学系と、測距光学系
を有し、これらの2つの光学系がパララックスを有する
カメラに於いて、ファインダ画面中央部の測距結果を優
先するモードを設定するためのスイッチ手段と、カメラ
の撮影レンズのズーミング位置を検出する手段と、上記
測距光学系の測距方向を変更する変更手段と、上記測距
手段の出力結果からピント合わせ距離を決定する演算制
御手段とを具備し、上記演算制御手段は、上記中央部優
先モードが設定されている時、上記ズーミング位置に従
って測距方向を制御することを特徴とするカメラの測距
装置。
【0113】(18)写真画面中央部の測距結果を優先
するモードを設定するためのモード設定用スイッチを有
するカメラに於いて、被写体に対し測距用光を投射する
投光手段と、この投光手段を順次連続的に異なる方向に
向けて投光するように変更する変更手段と、上記被写体
からの反射信号を受光し、受光位置に依存した信号を出
力する受光手段と、上記モード設定用スイッチが操作さ
れている場合には、上記受光手段の出力結果のうち、所
定の隣接した方向の範囲内にある信号を加算し、その加
算結果により上記被写体距離を演算する演算制御手段と
を具備することを特徴とするカメラの測距装置。
【0114】(19)上記隣接した方向の範囲に上記測
距用光を順次投光する際の変更速度をカメラ撮影レンズ
の焦点距離に応じて切換える手段を有する上記(16)
及び(18)に記載のカメラの測距装置。
【0115】上記(1)の実施態様によれば、所定範囲
内にある隣接測距ポイントを用いて被写体距離を決定で
きるので、より精度の高い被写体距離を検出することが
できる。上記(2)の実施態様によれば、平均演算によ
り精度を高めることができる。上記(3)の実施態様に
よれば、撮影画面内に複数の近距離の被写体が存在して
も適格に被写体距離を決定することができる。上記
(4)及び(11)の実施態様によれば、光源を1つに
することができ、構成が簡単になる。上記(5)及び
(12)の実施態様によれば、所定時間間隔で測距ポイ
ントを決定することができ、CPU内部のタイマを利用
することにより、簡単な構成で複数点の測距が可能とな
る。上記(6)及び(13)の実施態様によれば、投光
方向を検出して測距ポイントを決定することができるの
で、空間的な測距間隔を正確に決めることができる。
【0116】上記(7)及び(8)の実施態様によれ
ば、測距光学系とファインダ光学系にパララックスがあ
っても、画面中央部の被写体の距離を正確に測距するこ
とができる。上記(9)の実施態様によれば、焦点距離
に応じて投光範囲を変更することができるので、無駄な
投光を行うことがない。上記(10)の実施態様によれ
ば、撮影者の意思に従って中央優先測距モードを選択す
ることができる。
【0117】上記(14)の実施態様によれば、撮影レ
ンズの焦点距離に応じて測距間隔を変更しているので、
測距ポイントが適切な間隔となる。上記(15)の実施
態様によれば、撮影レンズの焦点距離に応じて投光手段
の走査速度を変更しているので、測距ポイントが適切な
間隔となる。
【0118】上記(16)の実施態様によれば、所定ば
らつき範囲内にある隣接測距ポイントを用いて被写体距
離を決定できるので、より精度の高い被写体距離を検出
することができる。上記(17)の実施態様によれば、
撮影レンズの焦点距離に応じて中央部優先の測距する範
囲を変更できるので、無駄な測距を行うことがない。上
記(18)の実施態様によれば、画面中央部の測距を優
先する際に所定範囲内にある隣接測距結果を用いて被写
体距離を求めるので、中央部を高精度で測距することが
できる。上記(19)の実施態様によれば、焦点距離に
応じて測距ポイントを変更できることができる。
【0119】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、多点A
Fを行いながら、パララックスの影響を受けず、なお且
つ測距精度を落とすことなく正しくピント合わせができ
るオートフォーカスカメラを提供することができる。
【0120】また、同一被写体と判断された複数の測距
データは平均化してピント合せに用いられるので、1回
だけの測距結果にランダムに重畳する誤差成分を相殺
し、より正確なピント合わせが可能となる。
【0121】更に、特に画面中央部を優先する時は、フ
ァインダ画面内の測距枠と、測距系のパララックス及び
カメラレンズの焦点距離を考慮して測距ポイントを選択
するので、パララックスの影響を対策した正確な測距が
可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のオートフォーカスカメラに適用され
る測距装置の概念的な一実施の形態を示したブロック図
である。
【図2】この発明のオートフォーカスカメラに適用され
る測距装置に従った構成を示した図である。
【図3】投光手段及び投光方向変更手段の作用を説明す
る図である。
【図4】図2の測距装置の受光系の作用を説明するため
の図である。
【図5】図2の測距装置の動作を説明するフローチャー
トである。
【図6】図2の測距装置の動作を説明するフローチャー
トである。
【図7】(a)は比較的低い回転数にてマスク18を移
動した時、(b)は逆に高い回転数にてマスク18を移
動した時の例を示したタイミングチャートである。
【図8】(a)及び(b)は、図7(a)及び(b)の
各場合に対応した画面上の測距ポイントを示した図であ
る。
【図9】(a)は画面上の測距ポイントを示した図、
(b)は望遠側の投光角のピッチθP を示した図、
(c)は、広角側の投光角のピッチθP を示した図であ
る。
【図10】この発明の一実施の形態の動作を説明するフ
ローチャートである。
【図11】この発明の一実施の形態の動作を説明するフ
ローチャートである。
【図12】パララックスについて説明する図である。
【図13】撮影レンズズーム位置(焦点距離)によって
異なるにらみ角θC を示したもので、(a)は望遠(T
ELE)時のθC と、(b)は広角(WIDE)時のθ
C示した図である。
【図14】光源に赤外線発光ダイオード(IRED)を
使用した例を示した図である。
【図15】写真画面内の構図の例を示した図である。
【図16】(a)は従来の測距装置の投受光系を示した
図、(b)は同図(a)発光素子の発光タイミングの例
を示したタイミングチャートである。
【符号の説明】
10 測距部、 11 測距方向切換部、 12 演算制御部、 13 平均演算部、 14 判定部、 15 キセノン(Xe)管、 16 発光回路、 17 CPU、 18 マスク、 18a 窓、 19 投光レンズ、 20、20a、20b 測距用光(光点)、 21 送りねじ、 22 モータ、 23 モータドライバ(MD)、 24 電圧切換回路、 25a、25b 受光レンズ、 26a、26b 受光素子(PSD)、 27a、27b 光位置検出回路、 28 ズームレンズ、 29 ピント合わせ用レンズ、 30 モード選択釦(スイッチ)、 31 第1(1st)レリーズスイッチ、 32 第2(2nd)レリーズスイッチ、 33 カメラボディ、 34 ファインダ対物レンズ、 35 撮影レンズ。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被写体を観察するためのファインダと、 上記ファインダ画面内の複数のポイントを測距するため
    に上記ファインダとは光学系を共有しない構成になされ
    た測距手段と、 画面内の特定のポイントを測距するスポットモードを設
    定するモード設定手段と、 上記モード設定手段でスポットモードが設定された場合
    には、上記画面内の特定ポイントとして上記ファインダ
    と上記測距手段とのパララックスを考慮して限定された
    複数のポイントを測距するように制御する制御手段と、 を具備することを特徴とするオートフォーカスカメラ。
  2. 【請求項2】 上記制御手段により限定された複数の測
    距ポイント及び該測距ポイントに対応する測距結果に応
    じてピント合わせ距離の選択を行う選択手段を更に具備
    することを特徴とする請求項1に記載のオートフォーカ
    スカメラ。
  3. 【請求項3】 ズームレンズと、該ズームレンズのズー
    ム位置を検出するズーム位置検出手段とを更に具備し、 上記制御手段は、上記スポットモードが設定された場合
    に、上記ズーム位置検出手段の検出結果に応じて複数の
    測距ポイントを限定すると共に、この限定された複数の
    ポイントを測距するようになされたことを特徴とする請
    求項1に記載のオートフォーカスカメラ。
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