JPH07168090A - カメラの測距装置 - Google Patents

カメラの測距装置

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JPH07168090A
JPH07168090A JP31545893A JP31545893A JPH07168090A JP H07168090 A JPH07168090 A JP H07168090A JP 31545893 A JP31545893 A JP 31545893A JP 31545893 A JP31545893 A JP 31545893A JP H07168090 A JPH07168090 A JP H07168090A
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Tatsuo Saito
竜夫 斉藤
Shigekane Gotou
繁謙 後藤
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 撮影光が逆光になっても被写体までの距離を
測定することができるカメラの測距装置を提供する。 【構成】 単一の受光面を有するPSDを有するアクテ
ィブ方式の第1の測距装置3と、複数の受光面を有する
画素型の受光素子であるCCDを有するパッシブ方式の
第2の測距装置10と、被写体及び背景の輝度を測定す
るホトダイオードと、撮影光が逆光になっているか否か
を判定する逆光判定装置15と、撮影の際に用いる測距
値を選択する測距値選択回路20とを備えている。

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測
定する測距機能を有し、逆光下で使用される可能性のあ
るカメラの測距装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、カメラにおいて被写体までの距
離を測定する方法としては、アクティブ測距方法とパッ
シブ測距方法とがある。
【0003】アクティブ測距方法においては、LED等
の投光素子を有する投光部から投光レンズを通して被写
体に向けて信号光を発し、被写体で反射したこの信号光
を受光レンズを通して受光部内に設けられたPSD等に
よって受光する。PSDは単一の受光面を有し、被写体
からの信号光がこのPSD受光面のどこに当たるかに応
じて2つの電流信号I1 、I2 を出力する。信号光の当
たった位置は(I1 −I2 )/(I1 +I2 )の関数に
なる。そして、見出された信号光位置に基づいていわゆ
る三角測距の原理により被写体までの距離を測定するの
である。
【0004】一方、パッシブ測距方法においては、被写
体によって反射した自然光を2系統設けられたCCD等
の受光素子を有する受光部によって受光する。CCDは
単一のアナログ信号を出力する受光面すなわち画素を複
数個有する画素型の受光素子であり、CCDの出力は複
数のアナログ信号の配列になる。そして、2つのCCD
の出力である2つのアナログ信号配列の位相差を取り、
三角測距の原理により被写体までの距離を測定するので
ある。
【0005】なお、位相差に基づいて被写体までの距離
を求める方法は、周知であり、例えば特開平3−141
311号公報に記載されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記のアクティブ測距
方法においては、被写体で反射した信号光に基づいて被
写体までの距離を測定するため、逆光の場合、すなわ
ち、太陽光等の光が撮影すべき被写体の後方から撮影レ
ンズに入ってくる場合には、信号光の検出が困難にな
る。すなわち、逆光の場合には太陽等からの多量の光に
よってPSDの単一の受光面からの信号は飽和状態にな
ってしまうため、この多量の光に較べて微小量の信号光
は検出できなくなってしまう。
【0007】反面、外界輝度が低いとき例えば夕方の撮
影等では、被写体で反射した信号光の検出は容易にな
り、被写体までの距離測定を高精度に行うことができ
る。
【0008】一方、パッシブ測距方法においては、逆光
等の場合でも、CCDは複数の受光面を有しているた
め、そのすべてが飽和状態になることはほとんどない。
【0009】反面、外界輝度が低いときには、被写体で
反射する自然光の量が少なくCCDの測定レベルに達し
なくなるため、パッシブ測距方法を用いることは不可能
になる。
【0010】そこで、本発明の目的は、逆光時にパッシ
ブ測距を用いることにより被写体の測距を可能にするカ
メラの測距装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、単一の受光面を有する受光素子を有し、
被写体までの距離を測定する第1の測距装置と、複数の
受光面を有する画素型の受光素子を有し、被写体までの
距離を測定する第2の測距装置と、被写体及び背景の輝
度を測定する測光装置と、測光装置の出力により、撮影
光が逆光になっているか否かを判定する逆光判定装置
と、逆光判定装置によって撮影光が逆光になっていると
判定されたときに、第2の測距装置の出力を撮影の際に
用いる測距値として選択する選択装置とを備えている。
【0012】また、測光装置としては受光面が中央領域
及びそのまわりの周辺領域に分割されているホトダイオ
ードを含むことが好ましく、単一の受光面を有する受光
素子としてはPSDが好ましく、複数の受光面を有する
画素型の受光素子としてはCCDが好ましい。
【0013】
【作用】本発明においては、測光装置によって被写体及
び背景の輝度が測定され、逆光判定装置は、被写体の輝
度よりも背景の輝度の方が高く、その差が所定値以上で
ある場合に、撮影光が逆光になっていると判定する。逆
光と判定されたときには、第2の測距装置によるパッシ
ブ測距が行われる。
【0014】パッシブ方式の第2の測距装置は、複数の
受光面を有する画素型の受光素子を備えるため、逆光の
場合でも、すべての受光面の出力が飽和状態になること
はほとんどなく、撮影光が逆光になっても被写体までの
距離を測定することができるのである。
【0015】
【実施例】以下、添付図面に沿って本発明の実施例につ
いて説明する。なお、図面において同一又は相当部分に
は同一符号を用いるものとする。
【0016】図1は、本発明に従って構成されたカメラ
の測距装置を示すブロック図であり、各構成要素はカメ
ラ内に内蔵されたものである。矢印は信号の伝達方向を
示している。また、図2はカメラの全体を示す図であ
る。
【0017】まず、第1の測距装置としてのアクティブ
測距装置は、投光部1、受光部2及び測距演算回路3か
ら構成されている。図3(a)は投光部1及び受光部2
の平面図であり、図3(b)は一部を断面で示した正面
図である。投光部1内にはLED4が配置され、LED
4から発した光は、投光部1の前面に配置された投光レ
ンズ5を通って被写体(図示せず)に投光される。被写
体で反射した光は受光部2の前面に配置された受光レン
ズ6に至り、受光部2内に配置された受光素子であるP
SD7の受光面上に集光する。PSDは単一の受光面を
有し、集光された光がこのPSD受光面のどこに当たる
かに応じて2つの電流信号I1 、I2 を出力する。この
光の当たった位置は(I1 −I2 )/(I1 +I2 )の
関数になる。そして、PSD7上における集光位置は被
写体のカメラからの距離に応じて異なるため、PSD7
の出力によりいわゆる三角測距の原理に基づいて被写体
までの距離を測定することができる。PSD7の出力信
号を被写体までの距離に換算するのは、測距演算回路3
である。
【0018】また、第2の測距装置としてのパッシブ測
距装置は、右受光部8、左受光部9及び測距演算回路1
0から構成されている。図4(a)は右受光部8及び左
受光部9の平面図であり、図4(b)は一部を断面で示
した正面図である。被写体や背景で反射した自然光は、
それぞれ右受光部8、左受光部9の前面に配置された受
光レンズ10、11に至り、右受光部8、左受光部9内
に配置されたCCD12、13上に集光する。CCD1
2、13は複数の受光面を有し、複数の信号(電圧)を
出力する画素型の受光素子であり、CCD12、13の
出力は複数のアナログ信号の順序付けられた集まりすな
わち配列になる。図4(b)において、CCD12、1
3上に示された縞模様が一つ一つの画素を示している。
CCD12は被写体からある入射角で入ってくる反射光
を受光して検出するが、CCD13には同じ被写体から
その入射角とは少しだけ異なる入射角で入ってくる反射
光を受光することになる。この入射角の差は、CCD1
2及びCCD13の取り付け位置が図4(b)に示した
間隔L(中心線間の距離)だけ異なっていることに起因
するものである。従って、CCD12及びCCD13の
出力信号の配列は、入射角の差の分だけ位相差を持つこ
とになる。この位相差と間隔Lとに基づいて、測距演算
回路10によって入射角の差を演算することにより、三
角測距の原理に基づいて被写体までの距離を測定するこ
とができる。
【0019】次に、被写体及び背景の輝度を測定する測
光装置14は、PD(ホトダイオード)16から構成さ
れている。図5はPD16の正面図である。PD16の
領域は、円形の中央領域17及びその周辺にある周辺領
域18の2つに分割されており、それら領域の間は絶縁
領域19となっている。PD16の前方にはレンズ(図
示せず)が配置されており、被写体からの光は主に中央
領域17上に集光し、背景からの光は主に周辺領域18
上に集光するようにされている。このため、中央領域1
7の出力と周辺領域18の出力とから、被写体及び背景
の輝度を別々に測定することができる。中央領域17の
出力と周辺領域18の出力は、それぞれ逆光判定装置1
5に入力される。逆光判定装置15は、これら2つの出
力に基づいて、被写体の輝度が低く、背景の輝度が高い
ときに、撮影光が逆光になっていると判定する。
【0020】測距値選択回路20は、逆光判定装置15
の出力信号に基づいて、逆光と判定されたときには、パ
ッシブ測距装置の出力を撮影の際に用いる測距値として
選択し、逆光ではないと判定されたときには、アクティ
ブ測距装置の出力を測距値として選択する。
【0021】撮影光が逆光のときにパッシブ測距装置の
出力を用いるのは、次の理由による。すなわち、アクテ
ィブ測距装置は、被写体で反射した信号光に基づいて被
写体までの距離を測定するものであり、逆光のときは、
太陽光等の光が撮影すべき被写体の後方から撮影レンズ
に入ってきて、信号光の検出が困難になるためである。
換言すると、逆光の場合には太陽等からの多量の光によ
ってPSDのように単一の受光面を有する受光素子の出
力信号は飽和状態になってしまい、この多量の光に較べ
て微小量の信号光は検出できなくなってしまうためであ
る。一方、パッシブ測距装置においては、CCDは複数
の信号を出力する画素型の受光素子であるため、逆光の
場合でも、すべての画素が飽和状態になることはほとん
どなく、撮影光が逆光になってもパッシブ測距は行うこ
とができる。
【0022】また、撮影光が逆光でないときにアクティ
ブ測距装置の出力を用いるのは、逆光でないときには、
被写体で反射した信号光の検出は容易になり、被写体ま
での距離測定を高精度に行うことができるアクティブ測
距装置の出力を用いる方が有利だからである。一方、撮
影光が逆光でないとき、特に外界輝度が低いときには、
被写体で反射する自然光の量が少なくCCDの測定レベ
ルに達しなくなるため、パッシブ測距方法を用いること
は不可能になる。
【0023】次に、本発明によるカメラの測距装置の動
作について、図6を参照しながら説明する。まず、レリ
ーズスイッチ(図示せず)がオンにされると(ステップ
S1)、測光装置14としてのPD16によって被写体
及び背景の輝度が測定される。すなわち、PD16の中
央領域17が被写体の輝度に対応した信号を出力し、周
辺領域18が背景の輝度に対応した信号を出力する(ス
テップS2)。次に、逆光判定装置15は、被写体の輝
度よりも背景の輝度の方が高く、その差が所定値以上で
ある場合には、撮影光が逆光になっていると判定し、そ
れ以外の場合には逆光になっていないと判定する(ステ
ップS3)。逆光と判定されたときには、投光部1、受
光部2及び測距演算回路3によりパッシブ測距が行われ
(ステップS4)、逆光でないと判定されたときには、
右受光部8、左受光部9及び測距演算回路10によりア
クティブ測距が行われる(ステップS5)。そして、こ
の測距値によって撮影レンズの撮影距離がセットされ
(ステップS6)、続いて撮影処理が行われる(ステッ
プS7)。
【0024】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、単一の
受光面を有する受光素子を有する第1の測距装置と、複
数の受光面を有する画素型の受光素子を有する第2の測
距装置と、被写体及び背景の輝度を測定する測光装置
と、撮影光が逆光になっているか否かを判定する逆光判
定装置と、撮影の際に用いる測距値を選択する選択装置
とを備えているので、撮影光が逆光になっても被写体ま
での距離を測定することができるカメラの測距装置を得
ることができる。第2の測距装置は、複数の信号を出力
する画素型の受光素子を有するため、逆光の場合でも、
すべての画素が飽和状態になることはほとんどなく、撮
影光が逆光になっても被写体までの距離を測定すること
ができるのである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に従って構成されたカメラの測距装置の
構成を示すブロック図である。
【図2】カメラの全体を示す図である。
【図3】(a)はアクティブ測距装置の投光部及び受光
部の構成を示す平面図であり、(b)は同じく一部を断
面で示す正面図である。
【図4】(a)はパッシブ測距装置の右受光部及び左受
光部の構成を示す平面図であり、(b)は同じく一部を
断面で示す正面図である。
【図5】測光装置としてのホトダイオードの内部構造を
示す断面図である。
【図6】本発明による測距方法を示すフローチャートで
ある。
【符号の説明】
1…投光部、2…受光部、3…測距演算回路、7…PS
D、8…右受光部、9…左受光部、10…測距演算回
路、12、13…CCD、14…測光装置、15…逆光
判定装置、16…ホトダイオード、20…測距値選択回
路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G02B 7/28 G03B 13/36 G03B 3/00 A

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 単一の受光面を有する受光素子を有し、
    被写体までの距離を測定するアクティブ方式の第1の測
    距装置と、 複数の受光面を有する画素型の受光素子を有し、前記被
    写体までの距離を測定するパッシブ方式の第2の測距装
    置と、 被写体及び背景の輝度を測定する測光装置と、 前記測光装置の出力により、撮影光が逆光になっている
    か否かを判定する逆光判定装置と、 前記逆光判定装置によって撮影光が逆光になっていると
    判定されたときに、前記第2の測距装置の出力を撮影の
    際に用いる測距値として選択する選択装置と、を備えた
    カメラの測距装置。
  2. 【請求項2】 前記測光装置は、受光面が中央領域及び
    そのまわりの周辺領域に分割されているホトダイオード
    を含む請求項1記載のカメラの測距装置。
  3. 【請求項3】 前記単一の受光面を有する受光素子がP
    SDである請求項1または2記載のカメラの測距装置。
  4. 【請求項4】 前記受光面を有する画素型の受光素子が
    CCDである請求項1、2または3記載のカメラの測距
    装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2783931A1 (fr) * 1998-09-28 2000-03-31 Asahi Optical Co Ltd Appareil de mesure de distance
US6308015B1 (en) 1999-06-18 2001-10-23 Olympus Optical Co., Ltd. Camera having automatic focusing device
CN114760410A (zh) * 2021-01-08 2022-07-15 手持产品公司 用于使用图像差异进行聚焦选择的系统、方法和装置

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US11647286B2 (en) 2021-01-08 2023-05-09 Hand Held Products, Inc. Systems, methods, and apparatuses for focus selection using image disparity

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