JP3288650B2 - カメラの測距装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カメラ等のピント
を自動的に合わせるための測距装置であって、さらに詳
しくは、撮影画面内の複数のポイントを測距し、その結
果から被写体距離を演算して合焦レンズを駆動する多点
測距装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】撮影画面内の複数のポイントを測距し、
その結果から被写体距離を演算して合焦レンズを駆動す
る多点測距装置に関しては、特開昭６０−１８４２３５
号公報等によって、数多く提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、これらの多
点測距装置においては、各測距ポイントの測距結果から
主要被写体の距離を検出するという考え方から、すべて
の測距ポイントに対して測距レンジ（測距可能な被写体
距離範囲）が同等になるような構成上の工夫がなされて
いた。しかし、このような構成のまま測距レンジを拡大
しようとすると、至近の領域でファインダのパララック
ス等が発生し、正確な測距ができないという問題点があ
った。本発明はこの点に着目し、測距レンジを拡大して
もパララックスによる誤測距を防止することができる多
点測距装置を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の第１のカメラの
測距装置は、撮影画面のほぼ中央にある測距ゾーンを測
距する第１測距手段と、上記第１測距手段よりも近距離
側を測距可能であり、撮影画面の中央以外の測距ゾーン
を測距する第２測距手段とを有するカメラの測距装置に
おいて、先に上記第２測距手段による測距を行い、その
測距結果が所定距離以近である場合には、ファインダ内
にファインダパララックス補正用の撮影画面枠を表示す
るようにしたことを特徴とする。また、本発明の第２の
カメラの測距装置は、上記第１の装置において、上記第
２測距手段の測距結果が所定距離以近である場合には、
上記第１測距手段による測距を行わないことを特徴とす
る。

【０００５】

【発明の実施の形態】まず、本発明の実施の形態を説明
するに先立って、本発明の概略を以下に示す。図５は、
本発明の概念を示した説明図である。

【０００６】図中、符号６はカメラであり、ａ0 ，ｂ0
，ｃ0 の各方向が測距可能となっている。一般の撮影
距離である６２ｃｍから５ｍまでの距離では画面内３点
を測距可能であり、図３（Ａ）のように主要被写体が画
面内中央部にいなくてもピント合わせができるようにな
っている。しかしＡＦ光学系とファインダー光学系との
パララックスが問題となる、それより近距離では、カメ
ラ正面方向のｂ0 が必ずしも画面内中央を測距するわけ
ではない。そこで、このような近接撮影距離域では、よ
りファインダー画面内中央部に近いところを測距するａ
0 （左）の方向の測距結果を優先したピント合わせとす
る。

【０００７】また、このような近接撮影距離域では、フ
ァインダー画面と実際の写真画面との間の視差により、
ファインダーで見たとおりの構図の写真を得ることはで
きない。そこで、左側測距ポイントの測距結果が近距離
を示すときには、これを優先し、ファインダー画面内に
実際撮影される範囲と測距選択した部分とを示す表示を
行うように制御する。

【０００８】次に、本発明の具体的な実施の形態を説明
するに先立ち、一点測距を行なう一般的なアクティブ式
三角測距方式のＡＦ装置の測距原理を、図８および図９
によって説明する。

【０００９】投光源である赤外発光ダイオード（以下、
ＩＲＥＤという）１で発光した光は、投光レンズ２を介
して被写体５に対して投射される。そして、被写体５で
反射した光は受光レンズ３で集光されて位置検出素子
（以下、ＰＳＤという）４からなる受光素子に受光され
る。受光素子として一般的に用いられる、このＰＳＤ４
は、入射した光が基線長方向に受光面を、ｘ：ｙに内分
するとき、その比に対応した電気信号を出力するように
なっている。

【００１０】ここで上記両レンズ２，３の主点間距離ｓ
を基線長、受光レンズ３の焦点距離をｆとすると、反射
光はＰＳＤ４上のｘの位置に入射し、 の(1) 式に基づいて被写体距離Ｌを求めることができ
る。

【００１１】従って、ここで上記ＰＳＤ４の長さｔが有
限であることに注目し、このＡＦ装置が測距できる最至
近距離を求めると、 となる。ここで上記ａはＰＳＤ４の投光側に近い方の端
から受光レンズ３の光軸とＰＳＤ４の受光面が交わる位
置までの距離でシフト量と呼ぶ。

【００１２】このように考察すると、なるべく近くのも
のまで測距するためには、上記主点間距離ｓと受光レン
ズ３の焦点距離ｆがカメラのデザイン上等において制約
が多いことを考えた場合、ＰＳＤ４の長さｔを長くする
か、または上記シフト量ａを小さくするしかない。図９
はシフト量ａを小さくシフト量ａ′にして、測距最至近
距離Ｌmin を短くした場合を示したものである。

【００１３】しかし、これらの対応策も実際には、次の
ようなデメリットを伴う。即ち、ＰＳＤ４の長さｔを長
くすると、全体的にＰＳＤの面積が大きくなり、信号光
以外の外光成分を多く受光し、Ｓ／Ｎ比の低下によって
精度が劣化するし、またシフト量ａを小さくすると、被
写体距離Ｌが遠距離になる程、ＰＳＤが出力する信号比
が大きくなるため、やはりノイズに弱くなる。遠距離に
なると当然、信号光が小さくなるからノイズの影響が大
きくなるが、例えばシフト量ａが大きくて、５ｍで４：
６の信号が出力された場合、片側に１のノイズが乗って
も、 と５％の誤差にしかならないが、シフト量ａが小さくて
同じ距離でも、１：９の信号が出力されている場合に
は、１のノイズが乗るとすると、 ８％の誤差になる。

【００１４】つまり、遠距離まで正確に測定するには、
ＰＳＤの長さｔを短く、シフト量ａはｔ／２に近い方が
良いことになるが、これは測距最至近距離を短くし、測
距レンジを広くする方向とは逆になってしまう。

【００１５】次に、上述のように構成された一点測距の
原理を画面内の三点を測距するための三点測距装置とし
て構成した測距手段を図１０に示す。

【００１６】図１０において、３個のＩＲＥＤ１ａ，１
ｂ，１ｃに対して３個のＰＳＤ４ａ，４ｂ，４ｃが用い
られていて、３個のＩＲＥＤ１ａ〜１ｃからの各測距用
赤外光は投光レンズ２により被写体に向かい、被写体で
反射された各光は受光レンズ３により３個のＰＳＤ４ａ
〜４ｃのうちの対応するＰＳＤに入射するようになって
いる。

【００１７】投光角度θは、投光素子１ａ〜１ｃと投光
レンズ２までの距離ｆTにより、 として決定される。ここでｇ1 ，ｇ2 は配置間隔で、ｇ
1 は投光素子のレンズ光軸からの最短距離である。

【００１８】このように構成された多点（三点）測距装
置は、図１１に示すように、カメラ６から見てａ0 ，ｂ
0 ，ｃ0 の方向にある被写体を測距するため、図１２
（Ａ）に示す如く、仮にファインダ視野７内の測距ゾー
ン (ａ)(ｂ)(ｃ) を対応させたとき、測距ゾーン (ｂ)
に被写体が無くても左右の測距ゾーン (ａ)(ｃ)に被写
体８ａ，８ｂが存在すれば、撮影される被写体はピンボ
ケにならずに済むという利点がある。

【００１９】しかし、これは被写体距離Ｌが十分に大き
く、図１１にＷで示すように隣接する測距ポイント間の
距離がある程度大きくないと効果が期待できない。

【００２０】例えば、θ＝６゜ 被写体距離Ｌ＝0.6 ｍ
とすると、 となり、測距ゾーン (ａ)(ｂ)(ｃ) は３点ともに、人の
顔等の被写体９の中に入ってしまう。

【００２１】つまり、図１２（Ｂ）に示すように至近の
人物等の被写体９に対しては、複数の測距は不要とな
る。従って、複数のポイントを持つＡＦ装置やＡＦシス
テムでは、至近領域ではそのすべての測距ゾーンを測距
する必要はなく、そのうちのいくつかを省略することが
できる。

【００２２】以下、図面を参照して本発明の実施の形態
を説明する。

【００２３】図１は、本発明の第１の実施形態であるカ
メラの構成図である。本実施形態では図１に示すよう
に、中央の測距ゾーンを測距するためのＰＳＤ４ｂ′
を、左，右を測距ゾーンを測定するための左，右測距用
のＰＳＤ４ａ，４ｃに対して、αだけシフトさせてあ
る。

【００２４】つまり、前記図８で説明した配置で中央の
測距ゾーンを測距し、前記図９で説明した配置で左右の
測距ゾーンを測距する。次に本発明を更に理解しやすく
するために、各定数に具体的に数字を当て嵌めてみる
と、以下のようになる。

【００２５】 このとき、左右の測距最至近距離Ｌmin Ａは、前記 (2)
式より、 中央の測距最至近距離Ｌmin Ｃは、 となり、３１cmから６２cmまでの間は中央を測距するた
めの投受光系では測距出来ない。

【００２６】しかしながら、前述の図１１でＷを求めた
ときに示したように、この間の領域では左右の測距領域
の幅は、約１２cm以下であり、人物の顔等の被写体に対
しては十分小さな幅なので、左か右の測距装置で測距可
能である。また、花や虫等の小さなものを撮影する際
に、中央の測距が不可能だと問題があるが、このような
至近の領域では、ファインダのパララックス等も発生す
るので、これらの補正を同時にするようにする。

【００２７】本実施形態では、例えば図３に示す如く、
ファインダ７内の液晶表示を測距結果によって切り換え
て補正するようになっている。即ち、通常撮影時には図
３（Ａ）に示すように、ファインダ７内に表示はないが
左側の測距結果が６２cm以近になると、図３（Ｂ）に示
すように写真画面パララックス補正用の枠７ａと測距ゾ
ーン枠（ａ）が表示される。この測距ゾーン枠（ａ）
は、この例では左側測距用のＩＲＥＤの投光位置に対応
している。

【００２８】図２は、本発明の第２の実施形態を示すカ
メラの構成図である。この実施形態は上記第１の実施形
態のようにＰＳＤ４ｂ′ではなく、ＩＲＥＤ１ｂ′の位
置をαだけシフトさせ、該第１の実施形態と同様の効果
をもたせたものである。

【００２９】即ち、この図２に示す如く、ＩＲＥＤ１
ｂ′のシフトによりＰＳＤ４ｂ′をαだけシフトさせた
のと全く同じ効果を得ることができる。しかし、この場
合には図４に示すように、測距ポイントのゾーン (ａ)
(ｂ)(ｃ) が画面上に一列に並べられない点が異なる。
たゞし、この第２の実施形態においては、ＰＳＤ３列
（４ａ，４ｂ，４ｃ）をモノリシックで構成する場合、
図１に示した第１の実施形態に比し、面積が小さくて済
むという利点があり実用的になるという効果がある。

【００３０】投光レンズ２および受光レンズ３が同じ焦
点距離を持ち、ＩＲＥＤとレンズの距離およびＰＳＤと
レンズ間の距離が等しい場合、ＰＳＤ側をαだけシフト
したときと同様の効果をＩＲＥＤ側のシフトで得るため
には、ＩＲＥＤのシフト量はやはりαとなる。

【００３１】ここで上記αを0.9mm とし、ａを、 にとったが、理由は、Ｌ＝5.6 ｍにおいて、 となり、 の関係で、このとき、ＰＳＤの中心に反射信号光が入射
することを意図しているものである。

【００３２】特に、室内で交流光源等による強い照明光
に照らされた人物等の場合、外光の振動が信号成分に重
畳されて誤測距を起し易くなるが、このようなノイズは
ＰＳＤの比の信号の両方に略平等に乗る。

【００３３】このような照明下で、かつ被写体が遠距離
でＳ／Ｎ比が劣化する環境としては結婚式場等がある
が、５〜６ｍの距離までは何とかＡＦの精度を保持した
い。そこで、この辺の距離（５〜６ｍ）で、ＰＳＤの中
心に反射信号が入射する設計により、ＰＳＤの比の信号
Ｓ1 ，Ｓ2 の両方に、同様のノイズＮ1 ，Ｎ2 が乗った
ときも、Ｓ1 ＝Ｓ2 ，Ｎ1 ＝Ｎ2 であれば、 となり、殆んどノイズの影響を受けなくて済むように考
慮している。

【００３４】一方、左右の測距ポイントの測距精度は、
このような環境下ではシフト量ａ′が小さい故に劣化を
招き易いので、左右の測距ポイントでの測距結果は例え
ば５ｍ以遠のとき、無視するようにする。従って、最終
の測距特性は図５に示すような特性となる。

【００３５】図６は、本発明の第３の実施形態を示すカ
メラのブロック構成図である。このカメラは、上記図５
の測距特性を実現するためのカメラの一構成例を示した
ものであり、図７はその動作を示すフローチャートであ
る。

【００３６】図６に示すカメラは、３点測距を行なうも
のであって、符号１１，１２，１３で示すブロックＡＦ
１，ＡＦ２，ＡＦ３は、それぞれ投，受光素子を含む測
距手段で、その一つ一つは前記図８で示した構成を有し
ている。これらの測距手段１１，１２，１３が被写体に
向けて投光し、その反射光を受光する信号光は、それぞ
れ矢印１１α，１２α，１３αで表わされ、これらは各
々前記図５の被写体方向ａ0 ，ｂ0 ，ｃ0 に対応してい
る。これらの各測距手段１１，１２，１３による被写体
方向ａ0 ，ｂ0 ，ｃ0 の各点の測距は時分割で行われる
ようになっており、その各測距したＡＦＤＡＴＡ１〜Ａ
ＦＤＡＴＡ３は、ＣＰＵからなる演算制御手段１０に入
力される。この演算制御手段１０は、使用者が測距する
ときに操作する測距用スイッチ１４のオンのタイミング
で動作を開始し、測距手段１１，１２，１３の測距結
果、即ちＡＦＤＡＴＡより距離Ｌ（単位メートル）を演
算し、その中の最至近の距離のものに合焦させる制御を
行なうものである。そして、その出力信号によってレン
ズ駆動用モータのドライバ回路１５が作動してレンズ駆
動用モータ１６を回転させて撮影レンズ（図示されず）
を合焦位置に移動させるようになっている。

【００３７】なお、至近領域の測距は、ＡＦ１の測距手
段１１によってのみなされるので、ＡＦ１の測距結果が
この領域に入っている場合、他の点の測距は行なわな
い。また、距離Ｌ（ａ0 ），Ｌ（ｂ0 ），Ｌ（ｃ0 ）が
何れも５ｍ以上である場合には、前述のようにＡＦ１，
ＡＦ３の測距精度は不十分なので、これらの測距結果は
無視するようになっている。

【００３８】次に上記カメラの動作を図７のフローチャ
ートによって説明すると、測距用スイッチ１４がオンさ
れることにより測距が開始される。このスイッチ１４が
オンされると、演算制御手段１０では先ず、ＡＦ１の測
距手段１１が選択され、スタート信号ＡＦＳＴ１が測距
手段１１に送られてＡＦ１の測距が行なわれる。そし
て、この測距手段１１によって測距されたＡＦＤＡＴＡ
１が演算制御手段１０に入力される。演算制御手段１０
では、この距離Ｌ（ａ0 ）の演算が行われ、“0.31ｍ≦
Ｌ（ａ0 ）≦0.62ｍ”のチェックが行なわれ、Yes であ
れば、この距離Ｌ（ａ0 ）を合焦距離Ｌとし、レンズを
合焦位置に移動させる。このとき、前述のように画面内
に図３（Ｂ）のようにパララックス補正用の画面枠およ
び測距枠の表示を行うようにする。

【００３９】また、Noであれば、ＡＦ２の測距手段１２
が選択され、測距スタート信号ＡＦＳＴ２が測距手段１
２に送られてＡＦ２によるそ測距方向ｂ0 の測距が行な
われる。そして、同測距手段１２によって測距されたＡ
ＦＤＡＴＡ２が演算制御手段１０に入力され、この入力
ＤＡＴＡにより距離Ｌ（ｂ0 ）の演算が行なわれる。

【００４０】演算制御手段１０では続いてＡＦ３の測距
手段１３が選択されて測距スタート信号ＡＦＳＴ３が測
距手段１３に送られてＡＦ３による測距方向ｃ0 の測距
が行なわれて同手段１３によって測距されたＡＦＤＡＴ
Ａ３が演算制御手段１０に入力され、距離Ｌ（ｃ0 ）の
演算が行なわれる。

【００４１】そして、“Ｌ（ａ0 ）≦Ｌ（ｃ0 ）”のチ
ェックが行なわれ、Yes であれば次いで、“Ｌ（ａ0 ）
≦５ｍ”がチェックされ、これがYes であれば、この距
離Ｌ（ａ0 ）を合焦距離Ｌとしてレンズを合焦位置に移
動させる。また上記“Ｌ（ａ0 ）≦Ｌ（ｃ0 ）”のチェ
ックにおいて、Noであれば次に、“Ｌ（ｂ0 ）≦Ｌ（ｃ
0 ）”のチェックが行なわれて、Yes であれば距離Ｌ
（ｂ0 ）を合焦距離Ｌとしてレンズを合焦位置に移動さ
せる。またNoの場合には距離Ｌ（ｃ0 ）を合焦距離Ｌと
してレンズを合焦位置に移動させる。

【００４２】また、上記“Ｌ（ａ0 ）≦５ｍ”のチェッ
クにおいて、Noの場合には“Ｌ（ａ0 ）≦Ｌ（ｂ0 ）”
がチェックされ、Yes であれば距離Ｌ（ａ0 ）を合焦距
離Ｌとして合焦位置にレンズを移動させ、Noであれば続
いて“Ｌ（ｂ0 ）≦Ｌ（ｃ0）”のチェックがなされ
て、これがYes の場合には距離Ｌ（ｂ0 ）を合焦距離と
し、またNoの場合には距離Ｌ（ｃ0 ）を合焦距離として
撮影レンズを合焦位置に移動させる。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の第１の測
距装置によれば、測距レンジを拡大してもパララックス
による誤測距を防止できる多点測距装置を提供できる。
また、本発明の第２の測距装置は、上記効果に加えて、
必要のない測距を省略可能な多点測距装置を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態を示すカメラの主要部
の構成図である。

【図２】本発明の第２の実施形態を示すカメラの主要部
の構成図である。

【図３】(A)(B)は、ファインダ視野枠の構成をそれぞれ
示す正面図である。

【図４】３点測距における測距ポイントゾーンを示すフ
ァインダ視野枠の正面図である。

【図５】本発明によるカメラの測距特性の一例を示す線
図である。

【図６】本発明の第３の実施形態を示すカメラのブロッ
ク構成図である。

【図７】上記第３の実施形態のカメラの動作を示すフロ
ーチャートである。

【図８】一般的なアクテイブ式三角測距方式のＡＦ装置
の測距原理を説明するための線図である。

【図９】一般的なアクテイブ式三角測距方式のＡＦ装置
の測距原理を説明するための線図である。

【図１０】アクティブ式三角測距方式による多点（３
点）測距装置の主要部の構成図である。

【図１１】多点（３点）測距装置におけるカメラから見
た測距方向を示す線図である。

【図１２】(A)(B)は、３点測距における測距ゾーンの被
写体像に対する関係をそれぞれ示すファインダ視野枠の
正面図である。

【符号の説明】

１ａ〜１ｃ…ＩＲＥＤ（投光手段） ２……………投光レンズ（投光手段） ３……………受光レンズ（受光部） ４ａ〜４ｃ…ＰＳＤ（受光素子） ｓ……………基線長

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮影画面のほぼ中央にある測距ゾーンを
   測距する第１測距手段と、上記第１測距手段よりも近距
   離側を測距可能であり、撮影画面の中央以外の測距ゾー
   ンを測距する第２測距手段とを有するカメラの測距装置
   において、 先に上記第２測距手段による測距を行い、その測距結果
   が所定距離以近である場合には、ファインダ内にファイ
   ンダパララックス補正用の撮影画面枠を表示する ように
   したことを特徴とするカメラの測距装置。
2. 【請求項２】 上記第２測距手段の測距結果が所定距離
   以近である場合には、上記第１測距手段による測距を行
   わないことを特徴とする請求項１に記載のカメラの測距
   装置。