JP3253681B2 - カメラの測距装置 - Google Patents
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Description
行うためのカメラの測距装置(AF)に関し、特に画面
中央以外に被写体が存在する場合にもピントの合わない
写真になることを防止するカメラの測距装置に関するも
のである。
せようとする、いわゆるオートフォーカス(AF)の技
術が発展してきている。これらのAF装置では、撮影者
がピントを合わせようとする主要被写体が画面中央に存
在する確率が高いことより、画面中央部のみ測距できる
ものが一般的であった。つまり、このようなAF装置を
用いたカメラでは、画面中央に主要被写体が存在しない
場合、ピントの合わない写真を撮影してしまうこととな
った。
は、赤外光を投射して被写体からの反射信号光を受光
し、その結果に従って被写体距離を求める赤外アクティ
ブ方式が一般的であった。
は、この赤外光投射部(IRED)を可動とすることに
より、画面中央以外の測距が可能な装置を開示してい
る。しかしながら、この装置では、手動で測距ポイント
を選択しなければならず、操作が煩わしいことから実用
化されていないものである。
1015号公報には、測距用IREDを複数の位置に設
け、これらを自動的に順次発光させて各ポイントの測距
データを入力するという技術が開示されている。
距用IREDを複数の位置に設けた場合の投光素子と受
光素子との関係を示した図である。これは投光素子と受
光素子の位置関係から測距を行うものであり、同図の3
つの投光素子を同時に発光させると、各受光素子に同時
に測距用光が入射されてしまう。その結果、投受光間の
位置関係がわからず、測距不能となる。したがって、各
素子を順次投光させることが必要となるが、そのため、
独立した投光ドライブ回路が必要となるうえ、測距に時
間がかかってしまう。また、各投光素子と受光素子間に
厳密な位置関係が必要となり、調整も困難なものであっ
た。
置の測距ポイントでは、上述した特開昭58−2010
15号公報に開示された技術で対応できる。しかしなが
ら、図12(b)に示されたように測距ポイントを配置
すると、図11に示されるような構成では対応すること
ができない。
で、より簡単な構成、処理で画面中央部以外に存在する
被写体に対してもピント合わせが可能で、且つローコス
トのカメラに於いても、煩わしい操作をしなくともピン
トはずれの少ないカメラの測距装置を提供することを目
的とする。
面中央部の被写体に向けて光束を投光する第1投光手段
と、この第1投光手段による上記被写体からの反射光を
受光し、その受光位置に基いて上記画面中央部の被写体
までの距離を演算する第1測距手段と、画面周辺部の被
写体に向けて光束を投光する第2投光手段と、この第2
投光手段による上記被写体からの反射光を受光し、その
反射光量に応じた光量信号を出力する光量検出手段と、
この光量検出手段の出力する光量信号に基いて上記画面
周辺部の被写体までの距離を演算する第2測距手段と、
を具備し、上記第1測距手段の出力が所定値以上の場合
に上記第2投光手段を作動させ、その際に、上記光量検
出手段により検出された反射光量が所定光量値に達しな
い場合には、上記第1測距手段による演算結果に基きピ
ント位置を決定することを特徴とする。
投光手段により画面中央部の被写体に向けて光束が投光
され、第1測距手段により上記第1投光手段による上記
被写体からの反射光が受光されて、その受光位置に基い
て上記画面中央部の被写体までの距離が演算され、第2
投光手段により画面周辺部の被写体に向けて光束が投光
され、光量検出手段により上記第2投光手段による上記
被写体からの反射光が受光されて、その反射光量に応じ
た光量信号が出力され、第2測距手段により上記光量検
出手段の出力する光量信号に基いて上記画面周辺部の被
写体までの距離が演算される。そして、上記第1測距手
段の出力が所定値以上の場合に上記第2投光手段を作動
させ、その際に、上記光量検出手段により検出された反
射光量が所定光量値に達しない場合には、上記第1測距
手段による演算結果に基いてピント位置が決定される。
明する。尚、以下に述べる実施例では、主要被写体は最
も近い距離にいるという従来の最至近選択による主要被
写体判定方法を前提とする。図1はこの発明に従った第
1の実施例で、発明の基本となる概念を示したブロック
図である。
2、周辺投光部3、光量検出部4と結合されると共に、
ピント合わせ部5と結合されている。上記中央測距部2
は、従来のカメラに搭載されている公知の画面中央測距
用の測距手段であり、その測距結果がCPU1に送られ
る。このCPU1は、画面周辺部の被写体に向けて光束
を投光する周辺投光部3を制御すると共に、この周辺投
光部3による被写体からの反射光を受光する光量検出部
4から反射光量に応じた光量信号を受ける。ここで、C
PU1は、中央測距部2による測距結果、または光量検
出部4の出力を用いてピント合わせ部5を制御して被写
体距離を決定する。
画面中央部に主要被写体が存在するので、上記中央測距
部2だけで略80%のシーンは正しくピント合わせをす
ることが可能である。しかし、この中央測距だけでは測
距しきれないので、残りの略20%を簡単な手段で正確
なピント合わせをしようとするのが、この発明の目的で
ある。
度分布に従って測距を行うパッシブタイプと、被写体に
対して信号光を投射し、その被写体からの反射信号光よ
り測距を行う、より廉価なアクティブタイプの2つがあ
る。また、このアクティブタイプのAF装置では、上記
反射信号光のセンサへの入射位置により測距を行う三角
測距方式と、上記反射信号光のセンサへの入射光量より
測距を行う光量検出方式の2つが一般的である。
出素子(PSD)を用いたり分割型のセンサを用いる必
要があり構成が複雑となる。一方、光量検出方式では被
写体の反射率の影響を受けやすいという欠点があった。
しかし、この光量検出方式は、一般的な光電変換素子と
その出力検出レベルを判定する回路で構成することがで
きるので、最も廉価なAF装置を提供することができる
ものであった。
周辺測距用に採用することにより、廉価なカメラに於い
ても、ピントの合わない状態が少ないAF装置を提供し
ようとするものである。
光用レンズ6に対して、発光素子7a、7b、7cを配
置すると、上述した図12(b)のポイントの測距が可
能となる。この場合、受光用レンズ8を介して、受光素
子(センサ)9上に、上記発光素子7a、7b、7cの
被写体からの反射光スポット9a、9b、9cができ
る。この出力を、光量検出回路10にて判定すれば測距
ができる。何故なら、被写体距離が遠いと被写体から光
が返ってこず、近い程反射信号光量が大きくなるからで
ある。この方式では、反射光のスポットがセンサ9に入
射すればよく、上述した三角測距方式のように投受光素
子間の厳密な位置関係の調整を必要としない。更に重要
なことに、センサ9は、一般の光電変換素子1個で構成
することができ、PSDや分割センサのような特殊なも
ので構成する必要がない。
るような画面内に点在するポイントだけでなく、画面内
くまなく光を照射して、より広い領域を測距することも
同様に可能となる。例えば、図2(b)に示されるよう
に、光源としてカメラのストロボ11を用いても同様の
方法で測距が可能となる。この方式では、画面のどの部
分に被写体があっても、被写体がカメラの近くに存在す
れば多くの光量がセンサ9に入射(スポット9d)する
し、被写体が遠くに存在すればセンサ9に入射する光量
が減少するということから測距が可能となる。しかし、
このような単純な判定によるものだけでは、被写体の反
射率や大きさによって反射光量が変動するため、あまり
正確な測距は期待できない。
存在する画面中央部は、被写体の反射率や大きさに依存
しない三角測距方式によって正確に測距するので、略8
0%の被写体に対して、従来どおりピントのよい写真を
撮影することができる。更に残りの略20%について
も、上記光量検出方式の周辺測距によってピントの向上
を可能にしたものである。
する光の量だけを評価するので、複数のポイントに同時
に投光測距した場合、単純にそれらからの反射光量の総
和が出力となる。一方、三角測距方式では、1つの受光
素子(PSD)にて同時に投光測距を行うと、各々のポ
イントからの反射光入射位置が複雑に干渉してしまう。
このため、こうした点も利用して総合的に、画面のピン
ト合わせに於ける中抜け現象を防止するカメラの測距装
置を提供できるようにしたものである。図3は、この発
明の第2の実施例で、カメラの測距装置の測距光学系の
配置を示した図である。
6を介して画面中央の被写体13に対して投射される。
ストロボ11は、画面内のより広い領域に対して測距用
光を投射するためのもので、この場合被写体13及び1
4に対して投射される。尚、このストロボ11は、スト
ロボ撮影用のものと共用してもよい。そして、受光用レ
ンズ8を介して入射されてくるもので、IRED12ま
たはストロボ11による測距用光が光位置検出素子(P
SD)15で受光される。
し、演算する機能を有するもので、CPU17に対し、
PSD15の受光光量及びPSD15に入射された光の
位置の2つの信号を出力する。このような構成によるカ
メラの測距装置の動作の最も簡単な例を、図4のフロー
チャートを参照して説明する。
光され、PSD15に入射された信号光の位置から、A
FIC16で公知の赤外投光三角測距が行われる。これ
により、画面中央の測距結果l0 がCPU17に入力さ
れる。
7はl0 が3m以上であるか否かを判定する。ここで、
l0 が3m以上である場合は、中央測距用のIRED1
2のビームが主要被写体13に当らず、いわゆる中抜け
現象が起こったと判断してステップS3に進んでストロ
ボ11を発光させる。AFIC16はこのときPSD1
5に入射された光量iP を検出する。
上記光量iP が予め求めておいた図示されないカメラC
PUの記憶している3mの距離に被写体である人間1人
が立っていた場合の光量iP3(固定値)と比較判定す
る。このステップS4に於いて、上記光量iP が、上記
固定の光量iP3より少ない場合はステップS5に進む。
そして、ステップS5及びS7にて、l0 に対してピン
ト合せを行う。
3mの距離に人間が1人立っている場合の光量iP3より
多いと判定された場合は、ステップS6に進む。そし
て、ステップS6及びS7にて、lP に対してピント合
せを行う。被写体からの反射光が被写体距離の二乗に反
比例することより、このlP は数1の関係式より求めら
れる。
用のIRED12の光が、画面中央に存在しない主要被
写体14に当らなくても、被写体14へのピントが著し
く合わない写真撮影を防止することができる。また、被
写体13が3mより近い時には中抜け現象はないものと
してストロボ発光を行わないので、無駄なエネルギーの
消費、光量検出AFによる副作用等を防止することがで
きる。図5は、この発明の第3の実施例を示すもので、
カメラの測距装置の測距光学系の配置を示した図であ
る。
各々IRED12と同じ光量を有するものである。PS
D15の2つの出力は、アナログのAFIC16に入力
されている。このAFIC16は、PSD15の両出力
を増幅するプリアンプ20、21、これらのプリアンプ
20、21の出力の和を演算する光量検出回路22、更
にプリアンプ20、21の出力比より、PSD15に入
射された信号光位置を検出するための光位置検出回路2
3等で構成されている。CPU17は、これらの出力よ
りAFのシーケンスを決定し、カメラのピント合せ用レ
ンズを制御する。
光量検出回路22と、光位置検出回路23を用いて、簡
単に中抜け現象が起っているか否かを検出できる測距装
置を実現したものである。この構成の特徴を示す例とし
て、図6のフローチャートを参照して説明する。
2、18、19を同時に発光し、その時にPSD15に
入射される信号光量iPALLを検出する。次に、ステップ
S12で、画面中央測距用のIRED12を発光させ、
信号光量iP0を検出する。この時、同時にAFIC16
は光位置検出回路23によって、公知の赤外発光三角測
距の原理より被写体距離l0 を求めておく。IRED1
2、18、19が、同じ発光光量を有していることか
ら、3つのIREDで同じ距離のものを測距したとき、
iP0とiPALLの関係は次のようになる。 iP0=iPALL/3 この関係より、ステップS13にて iP0>iPALL/3 の関係を満たすとき、中央にいる被写体が最も近い距離
であることがわかる。つまり、このとき、ステップS1
4を経てステップS20にて中央の測距結果l0にピン
トを合わせればよい。
係を満たさないとき、図7(a)、(b)及び(c)の
何れかのように、画面中央以外の部分にカメラから近い
被写体が存在する状態であることがわかる。
つの受光素子を用いて、2回の発光動作にて中抜け状態
か否かを判定することができる。一般の三角測距方式で
は、1つの受光素子で中抜け状態を検出するためには、
3点AFでは3回の発光動作が必要となる。更に、測距
ポイントが増えて画面の5ポイントに投光できるAFシ
ステムの場合、一般の三角測距方式では5回の投光動作
が必要なのに対し、本方式では、中抜け状態か否か、2
回の投光で判別が可能である。このとき、ステップS1
5にて、所定時間、発音、LED表示等の警告を出した
後、ステップS16に進む。このステップS16以降
は、図7(a)、(b)、(c)の何れの状態かを判定
し、最至近の被写体にピントを合わせるフローとなって
いる。
さてせ反射信号光量iP1を求める。この結果を、上述し
たステップS13と同様にステップS17にてiPALLと
比較する。すると、ステップS17からステップS18
に分岐するとき、図7(a)の状態であると考えられ
る。したがって、このとき得られた光量を基に被写体距
離lP をステップS18にて演算し、ステップS20で
ピント合せを行う。
明すると、被写体距離の2乗に反比例して反射信号光量
が変化するという原理に基いている。つまり、数2の関
係式で表されるような関係がある。
や、受光素子の感度ばらつきを打消した測距が可能とな
る。
プS19に進むと、図7(b)、若しくは同図(c)の
状態であると考えられる。また、IRED19を発光さ
せなくても、IRED18を発光させたときに得られる
光量iP2は、次の関係より求められる。 iP2=iPALL−iP0−iP1 したがって、ステップS19に於いて、上記ステップS
18の原理にてピント合せ距離lP が求められる。こう
して、ステップS20にて、ピント合わせをlP の距離
に対して行う。また、図6のフローチャートのステップ
S15に於ける警告機能をより生かしたものとして、次
のような例がある。
を示したもので、図8は3つのIREDと測距用スポッ
トの配置関係を示した図、図9(a)は中央の測距用ス
ポットが正しく被写体に照射されている状態を示した
図、図9(b)は中央の測距用スポットが被写体に照射
されていない状態の例を示した図である。
IRED12、18、19を隣接させて構成することに
より、測距用のスポット12s、18s、19sが正し
く被写体に当っているかどうかの判別が可能となる。
央の測距用スポット12sが正しく被写体に照射されて
いる場合は、図6のステップS13からステップS14
に分岐するので、警告は行われない。しかしながら、図
9(b)に示されるように、中央のスポット12sが抜
けていたり欠けていたりすると、上記ステップS15に
て警告が行われる。
体をフレーミングしなおすことにより、正確にピントの
合った写真を撮影することができる。従来のカメラで
は、測距用光として、より効率が高く、外光ノイズの影
響も受けにくい赤外光を用いることが多かったので、こ
のようなスポットはずれ時の確認を行うことはできなか
った。図10は、図5で示されたPSDへの信号光入射
位置と、入射光量を測定する回路部分をより詳しく示し
た回路構成図である。
1 、i2 は、プリアンプ24、25及び増幅用トランジ
スタ26、27によって低入力インピーダンスで吸いと
られて増幅される。上記i1 、i2 は、トランジスタ2
6、27のベースに流し込まれるので、トランジスタ2
8、29、30から成るカレントミラー回路のコレクタ
にはλ1 のβ倍の電流が、一方トランジスタ31、3
2、33から成るカレントミラー回路のコレクタにはi
2 のβ倍の電流が流れることとなる。
スタ26、27の直流バイアス電流IB が流れている。
したがって、このバイアス電流IB をとり除くために、
電流源34、35、36がある。電流源36は、トラン
ジスタ29及び32の電流を加算したものを、スイッチ
46を介して積分用アンプ47と積分用コンデンサ48
にて積分するために、2×IB 分の電流を流す。
値を流すように設計されており、従って、圧縮ダイオー
ド37、38には、PSD15の出力信号i1 、i2 を
β倍増幅したものが流し込まれる。バッファ39、40
は、この圧縮電位をトランジスタ41、42等から成る
伸張演算回路の入力に供給するために設けられている。
ここで、これらの圧縮、伸張演算動作について説明す
る。
a 、ib とすると、ic の電流を流す電流源43に両ト
ランジスタのエミッタが接続されているので、 ia +ib =ic の関係が成り立つ。
スタ41、42のVBEの特性をそろえておくと、 ia /ib =βi1 /βi2 =i1 /i2 の関係が成立する。したがって、ia は、 ia =(i1 /(i1 +i2 ))ic となる。一方、PSD15には、その特性より信号光入
射位置xとの間に数3の関係式の如く関係がある。
一定とすると、ia を求めることにより、信号光入射位
置xを求めることができる。
信号光量に比例するので、トランジスタ29、32のコ
レクタ電流を加算して積分回路に流し込むと、積分コン
デンサ48には、信号光量に比例した電圧が出力され
る。
7からの信号を受けてAF回路用のシーケンスを制御す
るロジック回路である。このシーケンスコントローラ5
0は、CPU17の命令に従って、リセット回路45、
リセット用アンプ49を制御すると共に、ドライバ52
を介してIRED12、18、19を選択投光する。
ト回路45は積分コンデンサ44の電荷を放電する。ま
た、リセット用アンプ49もイネーブルされ、光量積分
用コンデンサ48が初期化される。
述した初期化シーケンスを所定時間後に終了すると、I
REDをパルス発光させるが、これと同期してスイッチ
46をオンにし、更に電流源43をオンにする。したが
って、積分コンデンサ48にはβ(i1 +i2 )が、積
分コンデンサC44にはia が、それぞれ積分される。
これらの積分結果の出力電圧は、各々PSD15への入
射光量及びPSD15への信号光入射位置に比例してい
る。したがって、CPU17がA/D変換器51を介し
て順次これらの積分電圧を読込み、光学系の配置や定数
を加味して演算することによって、被写体からの反射信
号光の大きさと、PSD15への入射位置を求めること
ができる。
単な構成、処理で画面中央部以外に存在する被写体に対
してもピント合わせが可能で、よりローコストのカメラ
においても、わずらわしい操作なく、ピントはずれの少
ないカメラを提供することができ、中抜け状態を短いタ
イムラグで検出することが可能となる。
となる概念を示したブロック図である。
素子と受光素子上の反射光スポットの関係を示した図、
(b)は発光素子にストロボを使用した場合の発光素子
と受光素子上の反射光スポットの関係を示した図であ
る。
の測距光学系の配置を示した図である。
明するフローチャートである。
の測距装置の測距光学系の配置を示した図である。
るフローチャートである。
は3つのIREDと測距用スポットの配置関係を示した
図である。
(a)は中央の測距用スポットが正しく被写体に照射さ
れている状態を示した図、(b)は中央の測距用スポッ
トが被写体に照射されていない状態の例を示した図であ
る。
と、入射光量を測定する回路部分をより詳しく示した回
路構成図である。
位置に設けた場合の投光素子と受光素子との関係を示し
た図である。
した図である。
4…光量検出部、5…ピント合わせ部、6…投光用レン
ズ、7a、7b、7c…発光素子、8…受光用レンズ、
9…受光素子(センサ)、9a、9b、9c、9d…反
射光スポット、10…光量検出回路、11…ストロボ、
12、18、19…赤外光投射部(IRED)、13、
14…被写体、15…光位置検出素子(PSD)、16
…AFIC、20、21…プリアンプ、22…光量検出
回路、23…光位置検出回路。
Claims (1)
- 【請求項1】 画面中央部の被写体に向けて光束を投光
する第1投光手段と、 この第1投光手段による上記被写体からの反射光を受光
し、その受光位置に基いて上記画面中央部の被写体まで
の距離を演算する第1測距手段と、 画面周辺部の被写体に向けて光束を投光する第2投光手
段と、 この第2投光手段による上記被写体からの反射光を受光
し、その反射光量に応じた光量信号を出力する光量検出
手段と、 この光量検出手段の出力する光量信号に基いて上記画面
周辺部の被写体までの距離を演算する第2測距手段と、 を具備し、上記第1測距手段の出力が所定値以上の場合に上記第2
投光手段を作動させ、その際に、上記光量検出手段によ
り検出された反射光量が所定光量値に達しない場合に
は、 上記第1測距手段による演算結果に基きピント位置
を決定することを特徴とするカメラの測距装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17834792A JP3253681B2 (ja) | 1992-07-06 | 1992-07-06 | カメラの測距装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH0618775A JPH0618775A (ja) | 1994-01-28 |
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