JP3137555B2

JP3137555B2 - 測距装置

Info

Publication number: JP3137555B2
Application number: JP13156695A
Authority: JP
Inventors: 竜夫斉藤
Original assignee: 富士写真光機株式会社
Priority date: 1995-05-30
Filing date: 1995-05-30
Publication date: 2001-02-26
Anticipated expiration: 2016-02-26
Also published as: JPH08327885A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被写体までの距離を自
動計測する測距装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】かかる測距装置としては、三角測距方式
の一種であるアクティブ方式とパッシブ方式が知られて
いる。アクティブ方式は、赤外発光ダイオード等から被
写体に向けて光を照射すると共に、その反射光の入射位
置を分割型フォトダイオードやＰＳＤ（半導体位置検出
素子）等のリニア受光部で検出し、その反射光の入射位
置に基づいて被写体までの距離を算出する。一方、パッ
シブ方式は、被写体に向けて光を照射することはせず
に、自然光による被写体からの反射光を２系統のリニア
センサで受光し、各リニアセンサの出力の位相差に基づ
いて被写体までの距離を算出する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】アクティブ方式の測距
装置は、被写体に向けて光を照射するので、暗い所でも
測距できる等の利点を有する反面、照射光に比べて被写
体輝度が高い場合には、反射光を良好に受光することが
できないために、測距不能や高い測距精度が得られない
事態を招く場合がある。一方、パッシブ方式の測距装置
は、照射光を発する光源が不要となる等の利点がある反
面、被写体輝度が低い場合や低コントラストの被写体を
対象とする場合には、位相差の検出が困難となり、測距
不能や高い測距精度が得られない事態を招く場合があ
る。このように、各測距方式には、それぞれ長所と短所
がある。

【０００４】本発明は、このような測距装置の課題に鑑
みてなされたものであり、常に高精度の測距を行うこと
ができる測距装置を提供する事を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明は、被写体に向けて光を照射し、その反
射光の受光位置に基づいて前記被写体までの距離を計測
するアクティブ測距手段と、前記被写体で反射される自
然光を２系統の受光部で受光し、各受光部より出力され
る各受光信号の位相差に基づいて前記被写体までの距離
を計測するパッシブ測距手段と、前記アクティブ測距手
段で計測される測距値に対応して、前記アクティブ測距
手段と前記パッシブ測距手段の優位性を示す第１種の点
数を設定すると共に、測距環境を表すパラメータに対応
して前記アクティブ測距手段と前記パッシブ測距手段の
優位性を示す第２種の点数を設定し、前記アクティブ測
距手段の優位性を表す前記第１種と第２種の点数の加算
値と前記パッシブ測距手段の優位性を表す前記第１種と
第２種の点数の加算値とを比較することにより、前記ア
クティブ測距手段とパッシブ測距手段との何れの測距値
が高精度かを判断する判断手段とを具備する構成をし
た。

【０００６】また、前記測距離環境を表すパラメータに
対応する前記第２種の点数は、前記アクティブ測距手段
とパッシブ測距手段の異常の有無、被写体のコントラス
ト、被写体輝度、周囲温度のいずれか少なくとも１種類
のパラメータ若しくは複数種類のパラメータに対応して
設定するようにした。

【０００７】

【作用】アクティブ測距手段によって被写体までの距離
（測距値）が計測されると、その測距値に対応して、ア
クティブ測距手段の優位性を表す第１種の点数と、パッ
シブ測距手段の優位性を表す第１種の点数とを設定す
る。更に、測定された被写体輝度や周囲温度や被写体の
コントラスト等の各種パラメータにそれぞれ対応して、
アクティブ測距手段の優位性を表す第２種の点数と、パ
ッシブ測距手段の優位性を表す第２種の点数とを設定す
る。尚、上記の複数種のパラメータが選定される場合に
は、第２種の点数は、各パラメータ毎に対応して点数が
設定される。そして、アクティブ測距手段についての第
１種及び第２種の加算値と、パッシブ測距手段について
の第１種及び第２種の加算値とを、所定の判断アルゴリ
ズムに基づいて比較し、何れの測距手段による測距値が
高精度かを判定する。

【０００８】

【実施例】以下、本発明による測距装置の一実施例を図
面と共に説明する。尚、この実施例では、カメラに内蔵
される測距装置を説明するものとする。

【０００９】図１において、この測距装置は、三角測量
の原理を用いたアクティブ方式の測距部（以下、アクテ
ィブ測距部という）Ａと、三角測量の原理を用いたパッ
シブ方式の測距部（以下、パッシブ測距部という）Ｐ
と、被写体輝度を測定する輝度判定部Ｌと、周囲温度を
測定する温度判定部Ｔを有している。

【００１０】アクティブ測距部Ａは、被写体に向けて光
を照射する赤外発光ダイード等を備えた投光部２と、そ
の照射光により被写体で反射した反射光を受光してその
入射位置を検出するＰＳＤ等を備えた受光部４と、検出
された反射光の入射位置から三角測量の原理に基づいて
被写体までの距離を求める測距演算回路６を有してお
り、これら投光部２と受光部４は、図２に示す如く、カ
メラ本体の前面に所定間隔（基線）をおいて設けられて
いる。

【００１１】パッシブ測距部Ｐは、自然光による被写体
からの反射光を受光するラインＣＣＤ等のリニアイメー
ジセンサを備える右受光部８と左受光部１０を有し、こ
れらの受光部８，１０は、図２に示す如く、投光部２と
受光部４の間に所定の距離をおいて設けられている。そ
して、測距演算回路１２が、受光部８，１０の出力の位
相差に基づいて被写体までの距離を演算する。

【００１２】輝度判定部Ｌは、ＣｄＳ等の受光素子を備
えた受光部１４と、受光部１４の出力に基づいて被写体
輝度を求める測光演算回路１６を有している。温度判定
部Ｔは、温度センサを備える温度検出部１８と、温度検
出部１８の出力に基づいて周囲温度を求める温度演算回
路２０を有している。そして、これらの演算部６，１
２，１６，２０の計測結果が、測距値選択回路２２に転
送され、後述する所定のアルゴリズムに基づいて、最も
精度の高い測距値（被写体までの距離）が選択される。
尚、カメラには、図３に示すようなマイクロコンピュー
タシステムが内蔵されており、図１に示した測距装置も
このマイクロコンピュータシステムによって制御される
様になっている。

【００１３】次に、かかる構成を有する測距装置の動作
を図４のフローチャートと共に説明する。ステップＳ１
００において、レリーズスイッチが押圧されるまで待機
し、レリーズスイッチが半押し状態（第１段目のオン状
態）になるとステップＳ１１０からの処理が開始され
る。まず、アクティブ測距部Ａとパッシブ測距部Ｐに動
作電源が供給された後（ステップＳ１１０）、アクティ
ブ測距部Ａによる測距処理が行われる（ステップＳ１２
０）。次に、輝度判断部Ｌにより被写体輝度が測定され
ると共に、温度判定部Ｔにより周囲温度が測定され（ス
テップＳ１３０）、更に、パッシブ測距部Ｐによる測距
処理が行われる（ステップＳ１４０）。

【００１４】次に、ステップＳ１５０において、上記ア
クティブ測距部Ａにより計測された被写体までの距離
（アクティブ測距値ｄＡ）に基づいて、図５（ａ）に示
す如く、アクティブ測距部Ａとパッシブ測距部Ｐのそれ
ぞれの優位性を表す点数ＰdaとＰdpを設定する。

【００１５】即ち、これらの点数ＰdaとＰdpは、複数段
階に区分されたアクティブ測距値ｄＡに対応するデータ
として実験的に評価されており、大きな数値ほど優位性
が高くなっている。より具体的には、測距値ｄＡが４．
０ｍを越える場合には、被写体までの距離が長いため
に、アクティブ測距よりもパッシブ測距の方が明らかに
有利であることから、ｄＡ＞４．０に対応する各点数
は、Ｐda＝０、Ｐdp＝８に設定され、残余の各測距値ｄ
Ａに対応する点数Ｐda，Ｐdpも同様の解析法に基づいて
予め決められている。更に、これらの点数Ｐda，Ｐdp
は、Ｅ²ＰＲＯＭなどに予めルックアップテーブルの形
で記憶されている。そして、このルックアップテーブル
を検索することによって、実際に測定されたアクティブ
測距値ｄＡに対応する点数ＰdaとＰdpを設定する。尚、
説明の都合上、アクティブ測距値ｄＡに対応する点数Ｐ
daとＰdpを第１種の点数と呼ぶこととする。

【００１６】更にステップＳ１５０においては、図５
（ｂ）に示す如く、輝度判定部Ｌで測定された輝度Ｌｖ
に基づいて、アクティブ測距部Ａとパッシブ測距部Ｐの
それぞれの優位性を表す点数ＰLaとＰLpを設定する。即
ち、これらの点数ＰLaとＰLpも予め実験によって評価さ
れたデータであり、Ｅ²ＰＲＯＭなどに予めルックアッ
プテーブルの形で記憶されている。そして、このルック
アップテーブルを検索することによって、実際に測定さ
れた輝度Ｌｖに対応する点数ＰLaとＰLpを設定する。よ
り具体的には、輝度Ｌｖが１５［ＬＶ］を越える場合に
は、アクティブ測距よりもパッシブ測距の方が明らかに
有利であることから、ＬＶ＞１５に対応する各点数は、
Ｐda＝０、Ｐdp＝８に設定され、残余の各輝度ＬＶに対
応する点数ＰLa，ＰLpも同様の解析法に基づいて予め決
められている。

【００１７】更に、図５（ｃ）に示す如く、温度判定部
Ｌで測定された温度に基づいて、アクティブ測距部Ａと
パッシブ測距部Ｐのそれぞれの優位性を表す点数ＰTaと
ＰTpを設定する。即ち、これらの点数ＰTaとＰTpも予め
実験によって評価されたデータであり、Ｅ²ＰＲＯＭな
どに予めルックアップテーブルの形で記憶され、実測し
た温度に基づいてルックアップテーブルを検索する様に
なっている。尚、このように周囲温度をパラメータとし
て点数ＰTaとＰTpを設定するのは、各測距部Ａ，Ｐの温
度依存性に起因する特性変動を考慮するためであり、特
に必要が無ければ、この処理を省略してもよい。

【００１８】更に、図５（ｄ）に示す如く、測距値選択
回路２２が、測距を行うのに適した環境にあるか否か等
の判定を、各測距部Ａ，Ｐ及び反転部Ｌ，Ｔからの出力
に基づいて行う。即ち、被写体のコントラストが正常で
且つ測距結果（測距値ｄＡ）も予め決められた範囲内の
正常値である場合と、被写体が低コントラストである
が、測距結果（測距値ｄＡ）は予め決められた範囲内の
正常値である場合と、測距部Ａ又はＰが故障又は測距不
能の場合との何れの状態にあるかを判定して、該当する
状態判定フラグ「１」を立てる。

【００１９】そして、「１」の立った状態判定フラグに
基づいて、アクティブ測距部Ａとパッシブ測距部Ｐのそ
れぞれの優位性を表す点数ＰEaとＰEpを設定する。これ
らの点数ＰEaとＰEpも予め実験によって評価されたデー
タであり、Ｅ²ＰＲＯＭなどに予めルックアップテーブ
ルの形で記憶されている。また、大きな数値ほど優位性
が高いことを示している。より具体的には、測距部Ａ又
はＰが故障又は測距不能を表す状態判定フラグが立った
場合には、優位性を論じても実質的な意味が無いので、
ＰEa＝ＰEp＝０に設定され、残余の場合には、実験的に
評価した値が決められている。

【００２０】尚、説明の都合上、図５（ｂ）〜（ｄ）に
示した各パラメータ、即ち、測距を行うのに適した環境
か否か等を判定するためのパラメータに対応する点数Ｐ
La，ＰLp，ＰTa，ＰTp，ＰEa，ＰEpを第２種の点数と呼
ぶこととする。

【００２１】次に、ステップＳ１６０において、ステッ
プＳ１５０で設定されたアクティブ測距の点数の総加算
値ＡＣＴ（＝Ｐda＋ＰLa＋ＰTa＋ＰEa）と、パッシブ測
距の点数の総加算値ＰＡＳ（＝Ｐdp＋ＰLp＋ＰTp＋ＰE
p）を求める。

【００２２】ただし、それぞれの測距について、点数が
０になる場合が１つでもあれば、該当する測距について
の総加算値を強制的に０にする。具体例を述べると、ア
クティブ測距値がｄＡ＞４．０であったとすれば、図５
（ａ）の関係から、Pda ＝０、Ｐdp＝８となるので、ア
クティブ測距の総加算値（評価値）は強制的にＡＣＴ＝
０となり、パッシブ測距についての点数に０が無けれ
ば、パッシブ測距についての総加算値（評価値）ＰＡＳ
が算出されることとなる。

【００２３】このように、それぞれの点数を加算するこ
とにより、アクティブ測距とパッシブ測距のそれぞれの
優位性を総合的に判断するための総加算値ＡＣＴ，ＰＡ
Ｓが求められる。尚、総加算値の両方がＡＣＴ＝ＰＡＳ
＝０になった場合や、ＡＣＴ＜２５且つＰＡＳ＜２５と
なった場合には、測距を行うのに必ずしも十分な状態で
ないと判断して、警告フラグを立て、マイクロプロセッ
サシステムに対して警告ランプの点灯等を示唆する。

【００２４】次に、ステップＳ１７０においては、それ
ぞれの総加算値ＡＣＴとＰＡＳの値を比較し、ＡＣＴ＞
ＰＡＳであれば、アクティブ測距の方が優位性が高いと
判断してステップＳ１９０へ移行し、ＡＣＴ≦ＰＡＳで
あれば、パッシブ測距の方が優位性が高いと判断してス
テップＳ２００へ移行する。

【００２５】具体例を述べれば、図５において、アクテ
ィブ測距値ｄＡが３．０〜４．０、輝度Ｌｖが１３〜１
５、温度が３０〜４０、状態判定フラグが「コントラス
ト正常，測距結果正常」にそれぞれ該当する場合であれ
ば、ＡＣＴ＝Ｐda＋ＰLa＋ＰTa＋ＰEa＝３＋８＋８＋１０＝
２９ＰＡＳ＝Ｐdp＋ＰLp＋ＰTp＋ＰEp＝８＋１０＋８＋１０
＝３６となるので、パッシブ測距の方が優位性が高いと判断し
てステップＳ２００へ移行することとなる。

【００２６】アクティブ測距が選ばれた場合には、ステ
ップＳ１９０において改めてアクティブ測距部Ａによる
測距が行われ、次のステップＳ２００において、改めて
求められた測距値ｄＡ’と先に求められた測距値ｄＡと
の加算平均値を、被写体までの真の距離とする。尚、加
算平均を演算せず、測距値ｄＡ’を真の距離としてもよ
い。

【００２７】一方、ステップＳ１７０においてパッシブ
測距が選択された場合には、ステップＳ２００では、ス
テップＳ１４０で求められた測距値ｄＰを真の距離とす
る。

【００２８】このように、アクティブ測距を２回行い、
パッシブ測距を１回だけ行うことにより、測距処理の高
速化と測距精度の向上の両方の効果を得るようにしてい
る。即ち、アクティブ測距に比べてパッシブ測距に要す
る演算時間が比較的長いので、パッシブ測距を１回だけ
行うことにより、測距時間の短縮化・高速化を図り、ア
クティブ測距を２回行うことにより、より高精度の測距
を実現するようにしている。

【００２９】次に、上記の選択された測距値に基づい
て、フォーカスレンズを駆動することにより、合焦状態
に設定する（ステップＳ２００）。この実施例では、ホ
ームポジションを検出した後、測距値に対応するパルス
数でステッピングモータを駆動することにより、フォー
カスレンズを合焦位置へ移動させるようになっている。
ただし、ＡＣＴ＝ＰＡＳ＝０の場合には、フォーカスレ
ンズの合焦段を０にすることによって焦点位置を無限遠
に設定する。

【００３０】そして、レリーズスイッチが第２段目まで
押圧されたことを検出した後（ステップＳ２２０）、シ
ャッター等を駆動して撮影を完了する（ステップＳ２３
０）。

【００３１】このように、この実施例によれば、アクテ
ィブ測距とパッシブ測距との優位性を表す点数を設定
し、更にこれらの加算値から総合的に優位性の高い方の
測距を判定して測距するので、常に高精度の測距を行う
ことができる。更に、アクティブ測距部とパッシブ測距
部により実際に求めた測距値に基づいて判定するので、
より信頼性の高い判定を実現することができる。

【００３２】尚、この実施例を説明するために図５に示
した具体的な点数の値は、一具体例であり、設計仕様の
変更等により、種々の値に変更する場合も本発明に含ま
れるものである。更に、測距に適した環境か否か等を判
定するための各種パラメータ（図５（ｂ）（ｃ）（ｄ）
を参照）もこの実施例を説明するための一具体例であ
り、更に他の種類のパラメータを選定して、それぞれに
所定の点数を設定するようにしてもよく、かかる他種類
のパラメータを選定する場合も本発明に含まれるもので
ある。

【００３３】

【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
アクティブ測距とパッシブ測距との優位性を表す点数を
設定し、更にこれらの加算値から総合的に優位性の高い
方の測距を判定するので、暗い場所での測距や低コント
ラストの被写体を測距するような場合であっても、常に
最適な測距状態を自動的に設定して、高精度の測距を行
うことができる。更に、アクティブ測距部とパッシブ測
距部により実際に求めた測距値に基づいて各点数を設定
するので、より信頼性の高い判定を実現することができ
る。

【００３４】特に、上記点数の加算値に基づいてアクテ
ィブ測距とパッシブ測距との優位性を判断するので、多
種類の判断要件（パラメータ）を基礎にしても高速の判
断処理を可能にすると共に、多種類の判断要件を基礎に
することで最適な測距状態を総合的且つ高い精度で判定
することを可能にするという極めて優れた効果を発揮す
るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による測距装置の一実施例の構成を説明
するためのブロック図である。

【図２】カメラに適用した場合の態様を説明するための
カメラの外観図である。

【図３】カメラに内蔵されているシステム構成を示すブ
ロック図である。

【図４】実施例の動作を説明するためのフローチャート
である。

【図５】アクティブ測距とパッシブ測距との優位性を判
定するためのアルゴリズムを説明するための説明図であ
る。

【符号の説明】

２…投光部、４…受光部、６…測距演算回路、８…右受
光部、１０…左受光部、１２…測距演算回路、１４…受
光部、１６…測光演算回路、１８…温度検出部、２０…
温度演算回路、２２…測距値選択回路、Ａ…アクティブ
測距部、Ｐ…パッシブ測距部、Ｌ…輝度判定部、Ｔ…温
度判定部。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体に向けて光を照射し、その反射光の
受光位置に基づいて前記被写体までの距離を計測するア
クティブ測距手段と、前記被写体で反射される自然光を２系統の受光部で受光
し、各受光部より出力される各受光信号の位相差に基づ
いて前記被写体までの距離を計測するパッシブ測距手段
と、前記アクティブ測距手段で計測される測距値に対応し
て、前記アクティブ測距手段と前記パッシブ測距手段の
優位性を示す第１種の点数を設定すると共に、測距環境
を表すパラメータに対応して前記アクティブ測距手段と
前記パッシブ測距手段の優位性を示す第２種の点数を設
定し、前記アクティブ測距手段の優位性を表す前記第１
種と第２種の点数の加算値と前記パッシブ測距手段の優
位性を表す前記第１種と第２種の点数の加算値とを比較
することにより、前記アクティブ測距手段とパッシブ測
距手段との何れの測距値が高精度かを判断する判断手段
と、を具備する測距装置。
【請求項２】前記測距環境を表すパラメータに対応する
前記第２種の点数は、前記アクティブ測距手段とパッシ
ブ測距手段の異常の有無、被写体のコントラスト、被写
体輝度、周囲温度のいずれか少なくとも１種類のパラメ
ータ若しくは複数種類のパラメータ毎に対応して設定さ
れることを特徴とする請求項１に記載の測距装置。