JP3174922B2 - 測距装置及びそれを利用したカメラ - Google Patents

測距装置及びそれを利用したカメラ

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複数の投光式測距ユニ
ットを有する測距装置及びこれを用いた自動焦点カメラ
に関する。
【0002】
【従来の技術】被写体に向けて赤外光を照射し、被写体
からの反射光をPSD(位置検出素子)等で受光し、三
角測量方式によって被写体までの距離を測定する測距ユ
ニットは広く知られている。しかし、単一の測距ユニッ
トにより距離の測定を行なおうとすると、投光レンズで
ビーム状に絞って投光する赤外光が合焦すべき被写体に
当たらない場合には、背景にピントが合ってしまい正確
な測距が行なえないという問題点がある。これを防ぐた
めに、測距ユニットが撮影画面内を走査しながら測距演
算を行なっていく装置もあるが、これは構成が複雑で小
型化が困難であるという欠点がある。
【0003】そこで、複数の測距ユニットを用いて測距
を行ない、その結果のうち最も近距離と測定された値を
距離信号として出力する測距装置がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】複数の測距ユニットを
用いた測距装置において、複数の投光素子からビーム状
の赤外光を投光する際に、そのビーム(通常は円形のビ
ーム)が合焦すべき被写体に完全に当たらず、例えばビ
ームの一部が欠けた半円状になることがある。この場
合、反射されて受光手段により受光されるビームも欠け
た形状になるとともに、光電流が小さくなる。そしてビ
ーム欠けが生じた場合、本来は光の重心は円の中心点に
位置しそれに基づいて測距演算が行なわれるべきところ
を、光の重心が半円の中心点に位置し、それに基づいて
測距演算が行なわれるため、測距結果に誤差が生じる。
仮に、ある測距ユニットにおいて上記のようなビーム欠
けによって光の重心の位置のずれが生じ実際よりも遠距
離を示す演算結果が出た場合には、ビーム欠けが生じず
に正確な測距ができた他の測距ユニットの測距データを
距離信号として出力するため特に問題はないが、実際よ
りも近距離を示す演算結果がでた場合は、その測距デー
タが距離信号として出力されるため、実際の合焦動作が
不正確になる。また、受光素子上における位置ずれ量は
小さくても、三角測量法を行なって測距演算を行なうと
測距結果として算出される値は比較的大きな誤差を含む
ことになり、ピントがぼけた写真が撮影されることにな
る。
【0005】そこで本発明は、簡単な構成で高精度の距
離信号を出力し得るようにした測距装置を提供すること
と、この測距装置を用い高精度の合焦が可能なカメラを
提供することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の測距装置は、被写体に向けて投光する投光
手段および被写体からの反射光を受光するための受光手
段を含み、受光手段による受光値が予め設定された基準
値よりも小さくなる場合に、受光値の代わりにその基準
値に基づいて測距データを算出する測距ユニットを複数
個有しており、複数の測距ユニットより算出される測距
データのうち最も小さい値を被写体までの距離を表す距
離信号として出力する距離信号出力手段を備え、測距ユ
ニットのうち撮影画面の端部側に位置するものは、撮影
画面の中央部に位置する上記測距ユニットよりも、上記
基準値が大きい値に設定されている。
【0007】また本発明のカメラは、上記の測距装置
と、測距装置による距離信号に基づいて撮影用のレンズ
を繰り出して合焦を行なう合焦手段と、被写体を撮影す
る露光手段とを有している。
【0008】
【実施例】図面を参照して本発明の一実施例を説明す
る。図1に、3個の測距ユニット1を有する構成の測距
装置2を示している。測距ユニット1は、固定の投光レ
ンズ3(図3参照)を通過して被写体4に向けて赤外線
を投光する投光素子(投光手段)5と、被写体4からの
反射光を固定の受光レンズ6(図3参照)を介して受光
する受光素子(受光手段)7とが、所定の間隔で設けら
れたものである。図1においては、簡略化のため投光素
子5および受光素子7のみを示している。
【0009】ここで、受光素子7の一例であるPSDに
よる測距演算の原理について簡単に説明する。図2に示
すように、PSD上のある点に光が入射すると、1対の
電極から電流i1 ,i2 が流れる。この電流i1 ,i2 の
大きさは、受光位置によってその割合が変わるものであ
るとともに、これらの和である光電流i(=i1 +i2
)は光強度に比例するものであり被写体が近い程光電
流iは大きくなる。具体的には、PSDの一端部から受
光位置までの距離をX,PSDの全長をYとすると、 X=Y×i2 /(i1 +i2 ) という式がなりたつ。これに基づいて、図3に示す三角
測量の原理で、測距ユニット1から被写体4までの距離
を求める。すなわち、点A1 に光が入射した場合には、
PSD端部から点A1 までの距離X1 に基づいて被写体
4aまでの距離L1 が算出され、点A2 に光が入射した
場合には、距離X2 に基づいて被写体4bまでの距離L
2 が算出される。
【0010】本実施例の測距装置2のブロック図を図4
に示している。投光素子5および受光素子7と距離演算
回路8とクランプ回路9とからなる測距ユニット1が3
組設けられている。なお、以下の説明においては、3組
の測距ユニットについて、図1左方のものから順にa,
b,cの添字を付けて表し、測距ユニットの各構成要素
にも同様にa,b,cの添字を用いて区別する。
【0011】測距装置2は、3組の測距ユニット1a,
1b,1cから測距データがそれぞれ入力されそのうち
の最小(最近距離)を表すデータを距離信号として出力
する距離信号出力手段10を含むものである。
【0012】クランプ回路9のはたらきについて以下に
説明する。カメラの場合、撮影レンズの繰り出しによっ
て合焦し得る範囲は限られており、被写体までの距離が
遠過ぎるとレンズの繰り出しによる合焦は不可能にな
る。
【0013】通常、光電流が小さ過ぎる場合は、レンズ
の繰り出しによる合焦可能の範囲よりも遠距離(無限
遠)であるとみなされる。従来、光電流のうちの電流i
2 によって判断するものが多く、上記原理に基づいて距
離演算を行なう上で、予め基準値Tを設定しておき、i
2 が基準値T以下となった場合には、光電流iが小さく
被写体までの距離は極めて遠いと判断し、クランプ回路
9によりi2 =Tと補正して演算を行なっている。これ
によって測距データは若干大きめに(遠距離に)補正さ
れるものである。そこで本発明においては、複数の測距
ユニット1a,1b,1cのうち、画面中央付近におい
て測距を行なう測距ユニット1bは基準値として従来同
様の値Tを設定し、画面端部付近において測距を行なう
測距ユニット1a,1cは基準値として大きめの値T´
を設定している。具体的には、本実施例において、図1
に示す中央部の測距ユニット1bのクランプ回路9bに
は基準値Tとして1[nA]を設定し、その両側方に位
置する測距ユニット1a,1cのクランプ回路には基準
値T´として4[nA]を設定している。
【0014】図1に例示するように、測距ユニット1
a,1cの投光素子5a,5cから投光した赤外光が被
写体4に完全に当たらずにビーム欠けが生じた場合、反
射光の光電流が小さくなる。そこで本発明では、端部の
測距ユニット1a,1cにおいて電流i2 が基準値T´
(4[nA])よりも小さくなった場合に、ビーム欠け
が生じたものと判断し、実測値に基づく演算よりも遠距
離の結果がでるように補正して演算する。従って、光の
重心Z´が本来の位置Zからずれていても、測距演算に
よって本来の被写体までの距離よりも小さい値に(近距
離に)算出されることを抑制する。なお、通常の写真撮
影を行なう上で、中央の測距ユニット1bにおいてビー
ム欠けが生じることは殆どないため、そのクランプ回路
9bには従来と同程度の基準値T(1[nA])を設定
している。そのため、ビーム欠けが生じていないのに端
部の測距ユニット1a,1cにおいて電流i2 が基準値
T´よりも小さくなった場合、すなわち合焦すべき被写
体4が遠距離であり光電流が小さくなった場合には、中
央部の測距データが端部の測距データ(クランプ回路9
a,9cにより補正されたもの)よりも小さい値(近距
離)のデータを出力するため、距離信号出力手段10は
この中央部の測距ユニット1bの測距データを距離信号
として出力するので、被写体4までの正確な距離が出力
される。また、端部の測距ユニット1a,1cにおい
て、ビーム欠けにより光の重心位置がずれて遠距離側に
誤差が出た場合、クランプ回路9a,9cによりさらに
遠距離側に補正され誤差は大きくなるが、距離信号出力
手段10はこの端部の測距データではなく中央部の測距
ユニット1bからのデータを距離信号として出力するの
で、やはり被写体4までの正確な距離が出力される。
【0015】以上のように、本発明に係る測距装置2
は、撮影画面内の位置に応じて測距ユニット1a,1
b,1cのクランプ回路9a,9b,9cの基準値を変
えてあるため、ビーム欠けによる測距誤差を殆ど生じな
くなる。すなわち、端部の測距ユニット1a,1cにお
いて光電流の低下に伴って電流i2 が低くなりビーム欠
けを生じたと判断された場合は、通常の写真撮影におい
てビーム欠けを生じる恐れの殆どない中央部の測距ユニ
ット1bによる測距データが距離信号として出力される
ように補正されるため、測距誤差が抑制できる。
【0016】このような測距装置2を利用したカメラの
ブロック図を、図5に示している。
【0017】カメラ全体の動作を制御する制御回路(以
下「CPU」という。)11に、上記の測距装置(図4
と同一の構成)2、演算回路12、記憶回路13、撮影
用のレンズ(図示せず)の繰り出しを行なう合焦手段1
4、露光手段15、レリーズスイッチ16が接続されて
いる。
【0018】このカメラの撮影動作について説明する
と、使用者がレリーズスイッチ16をオンにすると、C
PU11に制御されて図4に示す測距装置2の各測距ユ
ニット1a,1b,1cにより上記のように測距を行な
う。そしてそれぞれの測距データのうち最小のもの(最
近距離のもの)が距離信号出力手段10からCPU11
に出力され、記憶回路13に記憶される。なおこの時、
上述の通りクランプ回路9a,9b,9cの作用により
ビーム欠けなどによる誤測距を防ぎ正確な距離信号が送
られる。そして、演算回路12によってこの距離信号に
対応したレンズの繰出し量が演算され、その演算結果に
基づいて合焦手段14が駆動されてレンズが繰り出され
合焦状態となる。最後にCPU11から露光手段15に
露光命令が出され、被写体の撮影が行なわれる。
【0019】このカメラによると、上記の通り測距装置
2から高精度な距離信号が出力されるため、正確な合焦
が行なわれピントの合った写真撮影ができる。
【0020】なお、図4に示すクランプ回路9a,9
b,9c、距離演算回路8a,8b,8c、距離信号出
力手段10と、CPU11、演算回路12などをそれぞ
れ別構成として示しているが、実際にはこれらのうちの
いくつかをまとめた部品として構成することも可能であ
る。例えば、クランプ回路9a,9b,9cや距離信号
出力手段10がCPU11内に含まれるように構成した
り、距離演算回路8a,8b,8cと演算回路12は同
一のものとすることも可能である。
【0021】また、上記実施例では各測距ユニット1
a,1b,1cの電流i2 による補正方法についてのみ
詳述したが、これに限定されるものではなく、画面端部
付近の測距ユニット1a,1cにおいてビーム欠けを判
定し補正し得れば、いかなるデータについて基準値を定
めるものであっても構わない。測距ユニットの数は上記
実施例における3組に限られず、求める測距精度に応じ
て適宜に決定される。そして、そのうちのビーム欠けの
生じる恐れの比較的高いものについて基準値を高めに設
定すればよく、どの測距ユニットについて基準値を変え
るか、基準値をどの程度のレベルに設定するかといった
具体的な設定方法については特に制限はない。
【0022】
【発明の効果】以上のように本発明によると、比較的簡
単な構成で、ビーム欠けによる測距誤差を低減でき、高
精度の測距が可能になる。また、この測距装置を利用し
たカメラによると、正確な合焦ができピントの合った写
真撮影が行なえる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の測距装置による測距動作を説明する説
明図
【図2】受光素子(PSD)の原理を説明する説明図
【図3】図2の受光素子(PSD)を用いた測距方法を
説明する説明図
【図4】本発明の測距装置の一実施例のブロック図
【図5】本発明のカメラの一実施例を示すブロック図
【符号の説明】
1,1a,1b 測距ユニット 2 測距装置 4,4a,4b 被写体 5,5a,5b,5c 投光素子(投光手段) 7,7a,7b,7c 受光素子(受光手段) 10 距離信号出力手段 14 合焦手段 15 露光手段 T,T´ 基準値
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 顕 千葉県四街道市鹿渡934−13番地 株式 会社精工舎千葉事業所内 (56)参考文献 特開 平5−11174(JP,A) 特開 平5−100151(JP,A) 特開 平4−50610(JP,A) 特開 平4−65630(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 7/28 - 7/40

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被写体に向けて投光する投光手段および上
    記被写体からの反射光を受光するための受光手段を含
    み、上記受光手段による受光値が予め設定された基準値
    よりも小さくなる場合に、上記受光値の代わりに上記基
    準値に基づいて測距データを算出する測距ユニットを複
    数個有しており、 上記複数の測距ユニットより算出される上記測距データ
    のうち最も小さい値を、被写体までの距離を表す距離信
    号として出力する距離信号出力手段を備え、 上記複数の測距ユニットのうち撮影画面の端部側に位置
    するものは、上記撮影画面の中央部に位置する上記測距
    ユニットよりも、上記基準値が大きい値に設定されてい
    ることを特徴とする測距装置。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の測距装置と、上記測距装
    置による距離信号に基づいて撮影用のレンズを繰り出し
    て合焦を行なう合焦手段と、被写体を撮影する露光手段
    とを有することを特徴とするカメラ。
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