JPH03188314A - カメラにおける測距装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、複数地点の測距を可能とする自動焦点のカメ
ラにおける測距装置に関する。

（従来の技術） 自動焦点カメラに用いられる測距装置として、被写体に
向けて赤外光を照射し、被写体からの反射光を光電変換
素子で受光し、三角測量方式によって被写体までの間を
測距するものが用いられている。この方式では、赤外光
を集光させてなるべく遠方まで測距できるようにするの
が一般的である。しかし、赤外光を集光させるため画面
内での測距範囲は狭く、例えば人物２人が並んでいる場
合に、ファインダの中央部を２人の間に合わせると、赤
外光は２人の間に照射され、人物の背景にピントが合っ
てしまい、誤測距となる。このような問題を解決すべく
画面内での測距範囲を拡大する手段が各種提案されてい
る。

例えば、米国特許第４４７０６８１号明細書に示された
ものは、赤外発光ダイオード用および受光素子用の各結
像レンズを互いに連結して水平移動可能に構成したもの
である。すなわち、投光および受光用の２つのレンズが
同一地点を結像している状態で、これらレンズを同時に
移動させるもので、赤外光によって被写体面上を走査す
る方式である。また、この他界外発光ダイオード用およ
び受光素子用の各結像レンズを複眼（レンズアレイ）に
し、このレンズアレイの数だけの地点を測距する技術も
示されている。

また、特開昭５９−１９３４０６号公報に示されたもの
は、発光源を回動させて走査を行なうものであるが、発
光源の前に回折格子を配置して主ビーム（０次）の両側
に一次回折ビームを発生させ、これら３ビームによって
被写体面上を走査するようにしている。

（発明が解決しようとする問題点） ここで前述した両結像レンズを水平移動するものや発光
源を回動させるものは、いずれも被写体面上を走査する
ことにより多点測距を可能としている。しかし、このよ
うな可動部を設けることは耐久性に問題があり、精度が
低下するという問題が生じる。

また、レンズアレイを用いる方式では、発光部および受
光部の各レンズアレイの光軸を一致させねばならないと
いう面倒な問題がある。また、レンズアレイを用いると
測距部が大きくなり、カメラのデザイン上大きな制約を
受けてしまう。

一般に、カメラは左右両手で保持され、右手の人差し指
でレリーズボタンが操作されるようにデザインされてい
る。このため前記従来の測距装置をカメラに内蔵した場
合、測距の光線が指で遮光され誤測距となる。また、測
距範囲を広げるほど、すなわち測距の光線が横方向に投
射されるほど、誤測距される傾向が大きくなる。

そこで本発明は、可動部やレンズアレイ等を用いずに、
かつ、誤測距することなく、広い範囲の測距を行なうこ
とができる多点式の測距装置を得ることを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明は、被写体に赤外光を照射する発光源と、上記被
写体からの反射光を受光すべく上記発光源に対し基線長
を保って配置され、この基線長方向に沿う受光位置の変
化に応じて電気出力が変化する一次元半導体装置検出素
子とを備え、上記一次元半導体装置検出素子の出力を基
に被写体との間を測距するカメラにおける測距装置にお
いて、前記発光源は、画面の中央部を照射する発光素子
、および、前記画面の中央部に隣接した少な（とも２箇
所を照射する複数の発光素子で構成され、かつ、カメラ
本体の前面の下部に配置され、前記一次元半導体装置検
出素子はカメラ本体の前面の上部に配置され、前記発光
源の点灯制御により複数地点の測距を可能とするもので
ある。

（作用） 本発明は、発光源の発光素子から赤外光を照射し、被写
体にて反射された前記赤外光の反射光を一次元半導体装
置検出素子で受光し、この一次元半導体装置検出素子か
らの出力を基に被写体との間を測距する。また、複数の
発光素子をカメラの下部に配置することで、測距のため
照射される光が指で遮断され誤測距されることを防ぐ。

すなわち、人差し指や中指のような大きな指は、操作や
保持のためカメラの上部が移動区域である。

方、小指や薬指は、カメラの側縁に押し当てられるにす
ぎない。したがって、複数の発光素子が指で覆われるこ
とによる誤測距を防止できる。特に、測距範囲を広げて
多点測距を行なっても、誤測距を防げる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は三角測量手段の構成を示しており、図において
、１１は投光レンズ、１２は受光レンズで、これら投光
レンズ１１および受光レンズ１２間は基線長ｌを保って
配置される。１３は発光源で、この発光源１３は投光レ
ンズ１１に対して距離ｆ、を保って対向しており、前記
基線長ｌの方向と直交するＸ軸方向に沿って並置された
複数個（ｎ個）の発光素子、例えば赤外発光ダイオード
ＩＲ，、ＩＲ，・・・・・・ＩＲｎを持つ。１４は一次
元半導体装置検出素子（以下一次元ＰＳＤと呼ぶ）で、
この一次元ＰＳＤＩ４は、受光レンズ１２に対し距離ｆ
２を保って対向し、かつ、その長さ方向は基線長ｌに沿
うｙ軸方向に沿って配置される。１５は位置Ｍにおける
被写体を表わす。また、図中における各光軸線は、各位
置Ｎ、Ｍ、Ｆにおける被写体１５への照射光および被写
体１５からの反射光を表わしており、各反射光は受光レ
ンズ１２を介して一次元ＰＳＤＩ４のｙ軸上の位置にそ
れぞれ受光される。この場合複数の赤外発光ダイオード
ＩＲ，、ＩＲ２・・・・・・ｌＲｎから照射された光は
、同一位置、例えばＭの被写体１５によって反射される
と、一次元Ｐ　Ｓ　Ｄ　Ｉ４上にはｙ軸上の同一位置で
幅方向（Ｘ軸）に−列となって結像する。

一次元ＰＳＤＩ４は長さ方向（ｙ軸）に沿う受光点の変
化に応じて電気出力（第３図および第４図のΔＩＩ＋　
　ΔＩ２）が変化するものである。なお、幅方向（Ｘ軸
）の受光点変化に対しては電気出力は変化しない。

第２図は第１図で示した三角測量手段を上方から見た平
面図であり、第３図（ａ）は同じく三角測量手段を側方
から見た図であり、同図（ｂ）は一次元ＰＳＤ１４上に
結像された各位置Ｎ、Ｍ、Ｆ毎の反射光を示す。

第４図は上述した三角測量手段の制御回路を示しており
、図において、２０はマイクロコンピュタで、このマイ
クロコンピュータ２０は全体を統括制御する。２１は点
灯回路で、この点灯回路２１はマイクロコンピュータ２
０からの指示により、前記複数の赤外発光ダイオードＩ
Ｒ，、ＩＲ２・・・・・・ＩＲｎのうち該当するものを
発光させる。２３は距離演算回路で、この距離演算回路
２３は、前記一次元ＰＳＤ１４からの出力ΔＩ７．ΔＩ
２を入力し、所定の演算手法により被写体との距離を演
算する。そして、演算された結果をｍビットのディジタ
ル信号としてマイクロコンピュータ２０へ出力する。２
４は発光選択手段で、この発光選択手段２４は前記赤外
発光ダイオードＩＲ，、ＩＲ２・・・・・・ｌＲｎに対
応して設けられたスイッチｓｗ、　、　ｓｗ、・・・・
・・ＳＷｎを持っており、そのオン操作により対応する
赤外発光ダイオード（例えばＳＷＩにはＩＲ，が対応）
を発光させるべくマイクロコンピュータ２０に選択信号
を与える。マイクロコンピュータ２０は、この選択信号
に基づき該当する赤外発光ダイオードを１個ずつ発光さ
せる。なお、全てのスイッチｓｗ、　、　ｓｗ２・・・
・・・ＳＷｎがオフの場合は、中心部に位置する赤外発
光ダイオードのみを発光させるようにマイクロコンピュ
ータ２０を設定する。２５は距離演算指示スイッチで、
この距離演算指示スイッチ２５は、マイクロコンピュー
タ２０に対し、そのオン状態で最短値選択指令を与え、
オフ状態で平均値演算指令を与える。すなわち前記距離
演算回路２３は、各赤外発光ダイオードＩＲ，、ＩＲ２
・・・・・・ＩＲｎのいずれかが発光する毎に被写体と
の距離を演算し、ｍビットのディジタル信号として出力
しているが、マイクロコンピュータ２θはこれらを記憶
しており、前記スイッチ２５のオン状態により最短値選
択指令が与えられていれば、これらのうちから最短値を
選択する。これに対し、スイッチ２５のオフ状態により
平均値演算指令が与えられていれば前述した各値の平均
値を演算により求める。このようにして求められた最短
値または平均値はｍビットのディジタル信号としてレン
ズ駆動回路２６に出力される。レンズ駆動回路２６はこ
の入力データに基づき、撮影用のレンズ２７を合焦位置
に駆動する。２８はスタート指示スイッチで、このスタ
ート指示スイッチ２８は、そのオン操作により前述した
各機能を実行させるべくマイクロコンピュータ２０に指
示を与える。

第５図は、上述した三角測量手段をカメラ本体３Ｇに組
込んだ自動焦点カメラを示す。図において、投光レンズ
１１はカメラ本体３０の前面の下部に、また受光レンズ
１２はカメラ本体３０の前面の上部に設けられている。

すなわち、図示していないが、これら投光レンズ１１お
よび受光レンズ１２と対向する発光源１３および一次元
ＰＳＤＩ４からなる三角測量手段をカメラ本体３０の前
面の上下に配置する。

このため発光源１３を構成する複数の赤外発光ダイオー
ドＩＬ　、ＩＲ２・・・・・・ｌＲｎは、三角測量手段
の基線長！と直交する水平方向に並置される。

上記構成において、例えば第６図で示すように、比較的
近距離に位置する２人の人物と遠方の背景とが組合わさ
れた被写体を撮影する場合を例に採って動作を説明する
。

この場合、まず、発光選択手段２４のスイッチｓｗ、　
、　ｓｗ２・・・・・・ＳＷｎを全てオン状態にしてお
く。

また、近距離に位置する２人の人物に焦点を合わせる必
要があるため、スイッチ２５をオン状態にし、最短個選
択指令を与えておく。この状態でスタト指示スイッチ２
８をオン操作すると、マイクロコンピュータ２０からの
指令により点灯回路２１は複数の赤外発光ダイオードＩ
Ｌ　、ＩＲ２・・・・・・ｌＲｎを順次発光させる。

ここで、まず、赤外発光ダイオードＩＲ，が発光すると
、赤外光は第１図の投光レンズ１１を通して被写体に照
射される。この赤外光が例えば第６図で示すように図示
左側の人物に照射されると、その反射光は第１図の受光
レンズ１２を通し、この人物までの距離に相当する一次
元Ｐ　Ｓ　Ｄ　Ｉ４上の所定位置に結像する。そして結
像位置に対応する電気出力Δ■７．Δ■２を生じる。距
離演算回路２３はこの出力Δ■１．ΔＩ２を基に被写体
までの距離を算出し、ｍビットのデータとしてマイクロ
コンピュータ２０に出力する。次に２番目の赤外発光ダ
イオードＩＲ２が発光し、その赤外光が第６図のように
同一人物に照射されると、一次元ＰＳＤ１４上における
反射光のｙ軸方向の結像位置は同じであり、距離演算回
路２３からは前回と同じｍビットデータが出力される。

次に３番目の赤外発光ダイオードＩＲ３が発光し、その
赤外光が第６図のように人物間を通り抜けると、距離演
算回路２３は無限大を表わすｍビットのデータを出力す
る。このように順次ｎ番目の赤外発光ダイオードｌＲｎ
が発光し終るまで上記動作を繰り返す。前記ｍビットの
データはマイクロコンピュータ２０に記憶されており、
全ての赤外発光ダイオードが発光し終ると、これらｍビ
ットのデータから最短値すなわち第６図の人物までの距
離に相当するデータを選択し、これをレンズ駆動回路２
６に出力する。このためレンズ２７は、第６図の人物に
対する合焦位置に駆動される。もちろん被写体によって
は最短値でなく平均値の方が好ましい場合もあり、この
場合はスイッチ２５をオフ状態にしておけばよい。

前記発光選択手段２４のオン・オフを撮影用のレンズ２
７の焦点距離に連動させ、焦点距離が長くなる程測距ゾ
ーンを狭くしてもよい。すなわちこのようにすれば遠方
まで確実に測距を行なうことができる。

また、第４図における発光選択手段２４を設けずに、複
数の赤外発光ダイオードを予め定めた順番に従ってその
発光を自動制御し測距させるプログラムをマイクロコン
ピュータ２０に設定してもよい。

例えば第７図で示すように、まず、測距ゾーンの中心部
に設けた赤外発光ダイオードを発光させて測距を行ない
（ステップ１）、測距値が無限大であれば徐々に測距範
囲を拡大して行く（ステップ２Ａ〜６）。そして、最後
まで測距値が無限大であれば、レンズ２７を無限大位置
に駆動する。もちろん、途中で測距値が無限大でなくな
れば被写体との間を測距したものと判断し、その測距値
によりレンズを駆動する（ステップ６）。

このように構成しても第６図の被写体の場合、人物にピ
ントを合わせることができ、背景にピントがあってしま
うようなことはない。

次に他の実施例を第８図に示すフローチャートを参照・
して説明する。

前記実施例は無限大か否かの判別であるのに対し、第８
図に示す実施例では測距した値を記憶し、記憶した値と
隣の測距値とを判別するものである。すなわち、まず中
心部で測距を行ない（ステップ１１）、この測距値を記
憶させ（ステップ１２Ａ　）　、次に中心部の隣で測距
を行ない（ステップ１３＾）、測距側の方が大きい場合
、すなわち、遠い場合は、隣接する周囲の測距部の方が
近い被写体として判別し、さらに記憶値が小さくなるま
で測距を継続しくステップ１４＾〜１８）、記憶値が小
さくなるまで測距を継続して、レンズを駆動する（ステ
ップ１９）。そして、画面の中央部付近には少なくとも
独立して被写体が存在していることを判別する。

第８図では、中心から左右交互に発光ダイオドを点灯し
ているが、他の方法として、たとえば最初に中心部から
一方の左方向に測距範囲を拡大してその方向の測距値を
一時記憶し、その後他方の右方向に測距範囲を拡大して
その方向の測距値を一時記憶し、最後に、記憶している
左右の測距値を比較して最終的に値を確定するようにし
てもよい。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、可動部を用いたり複眼の
レンズを用いたりすることなく、多点測距を行なうこと
ができ、測距誤差がなく耐久性に優れたものとすること
ができる。また、そのための構造も従来から用いられて
いるＰＳＤ測距光学系およびその出力回路をそのまま利
用でき、高信頼性が得られると共に大幅なコスト上昇を
生じることもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による測距装置の一実施例を示す斜視図
、第２図は第１図の平面図、第３図は第１図の側面図、
第４図は本発明に用いる測距制御回路を示すブロック図
、第５図は本発明装置を適用したカメラの外観図、第６
図は本発明における測距時のファインダ内を示す図、第
７図は本発明の他の実施例の動作を説明するフローチャ
ート、第８図はまた他の実施例の動作を示すフローチャ
ートである。 １３・・発光源、１４・・一次元半導体装置検出素子、
１５・・被写体、ｌ・・基線長、ＩＲ，、ＩＲ２・・・
・・・ＩＲｎ　　・発光素子、３０・・カメラ本体。 第５囲

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）被写体に赤外光を照射する発光源と、上記被写体
   からの反射光を受光すべく上記発光源に対し基線長を保
   って配置され、この基線長方向に沿う受光位置の変化に
   応じて電気出力が変化する一次元半導体装置検出素子と
   を備え、上記一次元半導体装置検出素子の出力を基に被
   写体との間を測距するカメラにおける測距装置において
   、前記発光源は、画面の中央部を照射する発光素子、お
   よび、前記画面の中央部に隣接した少なくとも２箇所を
   照射する複数の発光素子で構成され、かつ、カメラ本体
   の前面の下部に配置され、前記一次元半導体装置検出素
   子はカメラ本体の前面の上部に配置され、 前記発光源の点灯制御により複数地点の測距を可能とす
   る ことを特徴とするカメラにおける測距装置。