JPH0776807B2

JPH0776807B2 - カメラの測距装置

Info

Publication number: JPH0776807B2
Application number: JP63010932A
Authority: JP
Inventors: 高秋小谷
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1988-01-22
Filing date: 1988-01-22
Publication date: 1995-08-16
Anticipated expiration: 2010-08-16
Also published as: JPH01187510A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、写真カメラやビデオカメラに好適な光電式の
測距装置に関するものである。

〔従来の技術〕

最近の写真カメラ、例えばレンズシャッタ式のコンパク
トカメラのほとんどにはオートフォーカス装置が内蔵さ
れている。このオートフォーカス装置は、一般に光電式
の測距装置とレンズセット機構とから構成されている。
測距装置は被写体からの反射光に基づいて、被写体距離
と相関をもった測距信号を検出し、レンズセット機構は
測距装置によって得られた測距信号に対応する位置に撮
影レンズを繰り出し制御する。

このような測距装置の中で、被写体に向けてスリット光
を照射し、このスリット光のうちで被写体から反射され
てくる光を受光して測距を行うようにした投光形の測距
装置が知られている。これによれば、スポット光を投光
するものと比較して、測距時の照準操作が不要になると
ともに、例えば人物が２人並んだ被写体を撮影するとき
に、両者の中間を測距するいわゆる中抜け測距が防止で
き、簡易型のカメラには非常に有効である。

ところで、前記測距装置によって検出された測距信号が
１個である場合には、この測距信号にしたがって撮影レ
ンズのセット位置は一義的に決めることができるが、実
際には主要被写体だけの撮影画面は稀で、一般には撮影
画面内には主要被写体の他に副被写体や背景被写体が混
在することが非常に多い。したがって、このような一般
的な撮影画面からは複数個の測距信号が得られるように
なり、撮影レンズのセット位置を一義的に決めることが
できなくなってしまう。

こうした観点から、複数個の測距信号が検出されたとき
には、被写体距離が最も近いものを優先させる近距離優
先式や、特開昭59−146028号公報で知られるように、単
に近距離を優先させるだけでなく、これに撮影レンズの
被写界深度を加味した論理演算を行って、最も近い被写
体距離を複写界深度の近点に含むような位置に撮影レン
ズをセットする手法がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが上述の近距離優先式では、主要被写体を近景と
ともに撮影した場合には、主要被写体のピントがあまく
なるという欠点がある。また、特開昭59−146028号公報
に記載の方式では、複数の測距信号が検出された場合に
は、最も近い被写体距離に対応したものを基準として遠
距離側に合焦可能領域を拡張しようとするものであるか
ら、得られた測距信号が主要被写体からのものであった
場合には、前景の描写が劣化して後景の描写だけが良化
されるようになり、写真画像としてはあまり好ましいも
のではない。

本発明は、以上のような従来技術のもつ欠点を解決する
ためになされたもので、複数個の測距信号が検出された
場合であっても、主要被写体を最も高い確立で合焦範囲
内にカバーしながら、近景及び遠景についても良好な描
写を維持することができるようにしたカメラの測距装置
を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記目的を達成するにあたり、被写体からの反
射光を受光し、被写体距離に対応した測距情報を出力す
る受光センサーと、被写体輝度情報を出力する測光手段
と、前記測距情報及び測光手段からの出力に基づき、無
限遠もしくは遠距離側の所定の距離位置が撮影レンズの
被写界深度内に余裕をもって含まれるときには、無限遠
もしくは前記所定の距離位置が撮影レンズの被写界深度
の遠点から外れない範囲で撮影レンズのセット位置を近
距離側に寄せて設定するレンズセット位置決定手段とを
設けたものである。

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。

〔実施例〕

本発明を用いたカメラを示す第５図において、カメラボ
ディ１は、その前面のほぼ中央部に撮影レンズ２が設け
られており、上部にはファインダ3,ストロボ装置の発光
部４が配置されている。また、カメラボディ１の上面に
はシャッタボタン５が設けられている。撮影レンズ２を
上下に挟むように、測距装置の投光部6,受光部７がそれ
ぞれ配置され、これらは基線長Ｌだけ隔てられている。
投光部６は、基線長Ｌに対して垂直方向に幅の広いスリ
ット光を被写体に向けて投光する。受光部７は、受光面
が基線長Ｌに対して垂直方向に広がっており、被写体で
反射された光を受光してその受光位置を示す信号を出力
する。なお、符号８は被写体輝度を測光するための測光
素子を示す。周知のように、測光素子８からの測光出力
によって、適正露光が得られるようなプログラムシャッ
タの最大開口径、すなわち撮影レンズのＦ値が決められ
るようになる。

本発明の測距装置の原理を示す第１図において、前記投
光部６は測距用の光を放射するストロボ発光管９と、ス
トロボ発光管９からの光をスリット状に整形するスリッ
ト板10と、近赤外光のみを透過する赤外フィルタ11と、
投光レンズ12とからなる。この投光レンズ12の光軸12a
は、撮影レンズ２の光軸2aと平行になっている。これに
より、投光部６は近赤外領域の、しかも水平方向に幅広
となったスリット光を被写体に向けて投光するようにな
る。

また、前記受光部７は受光センサー14とレンズ15と可視
光カットフィルタ16とから構成されている。レンズ15の
光軸15aは投光レンズ12の光軸12aに平行となっている。
レンズ15の焦点面に配置された受光センサー14は、前記
基線長Ｌに沿って配列された５個の受光素子A₁,A₂,A₃,A
₄,A₅からなっている。この受光センサー14は、被写体に
向けて投光されたスリット光のうち、被写体によって反
射されてきた光を受光する。例えば、主要被写体18が図
示の位置にあるときには、これによって反射された光は
受光センサー14の中の受光素子A₁に入射し、副被写体19
からの反射光は受光素子A₂に入射されるようになる。

受光センサー14には測距情報検出回路20が接続されてい
る。この測距情報検出回路20は、受光センサー14からの
測距信号、すなわち前述の場合では受光素子A₁,A₂に被
写体からの反射光が入射した信号を、「11000」の測距
情報としてマイクロプロセッサユニット22（以下、MPU2
2という）に出力する。また、MPU22には、A/Dコンバー
タ23を介して測光素子８からの被写体輝度情報も入力さ
れる。

MPU22には、ROMによって構成されたレンズセット位置テ
ーブル24が接続されいる。そしてMPU22は、前記測距情
報及び被写体輝度情報との組み合わせに応じたレンズセ
ット位置情報をレンズセット位置テーブル24から取り込
むようになる。

レンズセット位置テーブル24は概念的には第２図に示し
たように、測距情報（図では受光素子A₁,A₂A₃,A₄,A₅の
受光パターンとして示している）と、EV値で表された被
写体輝度情報との組み合わせに対し、N₁〜N₁₀で示した
撮影レンズ２のセット位置を対応づけたものである。す
なわち受光センサー14の受光素子A₁だけに光入射があり
（測距情報としては「10000」）、そのときの被写体輝
度が「EV18」であるときには、N₅のレンズセット位置情
報がMPU22に取り込まれる。また、第１図の状態で「EV1
5」であるときには、N₃のレンズセット位置情報が得ら
れる。

第３図は、レンズセット位置と被写体距離（対数目盛）
との関係を、合焦の見做せる最小錯乱円δ_０と合わせて
示したものである。すなわち、撮影レンズ２はN₁〜₁₀の
10段のセット位置を取り得るものとなっており、各々の
セット位置では、第３図に示すような至近から無限遠の
間の所定の被写体距離を最適合焦位置とするものであ
る。そして、各々のレンズセット位置から引かれた実線
及び破線は、それぞれ「EV18」，「EV8」のときの錯乱
円の増大傾向を示しており、これらが最小錯乱円δ_０と
交差する２点間が、被写界深度内に含まれる被写体距離
範囲となっている。

ところで撮影レンズ２のセット位置は、被写体からの反
射光が単一の場合であれ複数の場合であれ、基本的に測
距情報に対応して決められるものであるが、上記レンズ
セット位置テーブル24にメモリされた各々のレンズセッ
ト位置情報は、測距情報と被写体輝度情報とから次のよ
うにして決められている。すなわち、EV値が例えば「EV
18」と大きく、これに対応してプログラムシャッタ開閉
時の最大開口径が小さくなる場合には、測距情報に対応
して決められる撮影レンズ２のセット位置が例えばN₉で
あるときには、無限遠位置における錯乱円の径が小さ
く、最小錯乱円δ_０に対して余裕（レンズセット位置に
換算して３ステップ分）ができることになる。ところ
が、このように無限遠位置において錯乱円径が最小錯乱
円δ_０の径に対して余裕ができる場合には、撮影レンズ
２のセット位置をこの余裕分だけ近距離側に寄せて、レ
ンズセット位置N₆を与えるようにしておくものである。

なお、測距情報のみによるレンズセット位置がN₉であ
り、このときの被写体輝度情報が「EV8」のときには、
測距情報によるレンズセット位置N₉が、すでに無限遠位
置をカバーし得ない。このような場合のレンズセット位
置としては、そのまま測距情報のみによるレンズセット
位置N₉がレンズセット位置テーブル24にメモリされるこ
とになる。

このような最終的なレンズセット位置情報は、測距情報
のみに対応したレンズセット位置に対し、被写体輝度ご
とに変わる撮影レンズ２の被写界深度の遠点を対照さ
せ、無限遠位置における錯乱円の径が最小錯乱円δ_０の
径に対して余裕があるときには、その余裕分だけ撮影レ
ンズ２のセット位置を近距離側にずらすことによって予
め求めておくことができる。こうしてレンズセット位置
テーブル24のレンズセット位置情報を予め設定しておく
ことによって、測距情報と被写体輝度情報とから一義的
に撮影レンズ２の最終的なレンズセット位置を決定する
ことができるようになるものである。なお、無限遠位置
の代わりに、遠距離側の距離位置（例えば12m）のよう
な特定の距離位置での錯乱円の径を最小錯乱円δ_０の径
と対照してレンズセット位置情報を設定してもよい。

また、第２図に示したレンズセット位置テーブル24中
で、破線で囲んだ部分はストロボ撮影が行われる領域を
示しており、この領域内にはレンズセット位置情報の他
に、ストロボ撮影に切り換えるための情報と、内蔵スト
ロボ装置33に発光トリガを与えるときのプログラシャッ
タ32の開口径情報も保持されている。そして、この開口
径情報は、ストロボ装置33のガイドナンバーとレンズセ
ット位置情報（被写体距離）によって決められる開口径
として決められている。したがって、MPU22がこの領域
のレンズセット位置情報を取り込んだときには、自動的
にストロボ撮影に移行されるとともに、プログラムシャ
ッタ32が開放してゆく途中で、その開口径がレンズセッ
ト位置情報に対応して設定された値になったタイミング
で内蔵ストロボ装置33が発光して被写体を照明する。

以上のように構成された測距装置の作用は、次のとおり
である。ファインダ３によって被写画面を確認してから
シャッタボタン５を押すと、MPU22は投光器駆動回路27
に作動信号を供出して測距用のストロボ発光管９が発光
動作する。このストロボ発光管９からの光はスリット板
10,投光レンズ12を介し、スリット光として被写体に向
けて照射される。そして、第１図に示したように、スリ
ット光の照射範囲内に主要被写体18と副被写体19とがあ
る場合、これらからの反射光は受光センサー14の受光素
子A₁,A₂に入射する。

こうして受光素子A₁,A₂に被写体からの反射光が入射し
て得られる測距信号は、測距情報検出回路によって測距
情報「11000」としてMPU22に入力される。同時に、MPU2
2にはA/Dコンバータ23を介して被写体輝度情報が入力さ
れる。このときの被写体輝度が例えばEV値「18」である
と、MPU22はこれらのデータに基づいてレンズセット位
置テーブル24のデータを参照し、レンズセット位置N₅を
得る。このレンズセット位置N₅は、測距情報「11000」
に被写体輝度情報「EV18」時の被写界深度を考慮したレ
ンズ繰り出し位置となっている。すなわち、測距情報
「11000」は近距離域に被写体が存在していることを意
味しているが、「EV18」の被写体輝度下では被写界深度
範囲が広がるため、これを考慮してレンズセット位置と
してN₅を与えるようにしている。レンズセット位置N₅が
得られると、MPU22はドライバ28を介してモータ29を駆
動し、撮影レンズ２をレンズセット位置N₅に繰り出し制
御する。なお、モータ29としては例えばサーボモータを
利用することができる。この場合には、撮影レンズ２の
繰り出し位置をポテンショメータ等で検出し、これをド
ライバ28にフィードバックすればよい。

撮影レンズ２がレンズセット位置N₅にセットされると、
このセット完了信号を受けてMPU22はシャッタ駆動回路3
0を作動させる、EV値「18」に対応した開口径でプログ
ラムシャッタ32を開閉させ、露光が行われるようにな
る。この場合には、第３図に示したように、N₅のレンズ
セット位置であっても、至近から無限遠の被写体距離の
ほぼ全域を撮影レンズ２の被写界深度内に収めることが
できるから、主要被写体18,副被写体19の両方を鮮明に
撮影することができるようになる。

ところで、被写体輝度が低輝度の場合には、プログラム
シャッタ32の開口径が大きくなり、これにつれて撮影レ
ンズ２の被写界深度が狭くなってくる。したがってこの
場合には、測距情報として「11000」に対するレンズセ
ット位置を前述のようにN₅にすると、至近側が被写界深
度から外れるようになってくる。このため、レンズセッ
ト位置テーブル24には、測距情報が「11000」，被写体
輝度が例えば「EV14」であるときには、レンズセット位
置N₂が対応付けられている。このレンズセット位置N
₂は、測距情報「11000」で得られる被写体距離を「EV1
4」での被写界深度内にカバーできる位置として決めら
れている。

また、被写体が遠距離側に位置しており、例えば測距情
報として「00001」が得られた場合には、この測距情報
だけからは例えばレンズセット位置N₉が設定される。と
ころが、このときの被写体輝度が「EV18」であると、第
２図から明らかなように、撮影レンズ２は近距離側に３
ステップ分寄ったレンズセット位置N₆にセットされる。
このレンズセット位置N₆は、第３図に示したように、
「EV18」のときと合焦と見做せる被写界深度範囲「S
_EV18」の遠点以内に無限遠位置をカバーし得る位置とな
っている。この結果、「EV18」の被写界深度内の距離範
囲「S_EV18」全域を有効に利用することができるように
なり、合焦範囲が大幅に拡大される。このようにして撮
影レンズ２のセット位置を決めることによって、無限遠
を深度内にカバーしながら近距離側についてもピントの
良化を図ることができる。

なお、被写体輝度が「EV14」程度のときには、合焦と見
做せる被写界深度範囲が狭くなってくるため、撮影レン
ズ２の近距離側に寄せるステップ数も小さくなり、N₈の
レンズセット位置となる。

さらに、第２図のレンズセット位置テーブル24から明ら
かなように、レンズセット位置を決定するために用いら
れる測距情報は、近距離側から少なくとも２種の測距信
号がサンプリングされる。すなわち、受光素子A₁のみに
被写体からの反射光が入射したときには、「10000」の
測距情報が得られるが、受光素子A₁,A₂の両方に被写体
からの反射光が入射したときには、「11000」の測距情
報が得られるようになっている。なお、例えば受光素子
A₁,A₃,A₄は光入射があるときには、「10110」の測距情
報が得られるようにしておき、この測距情報に対して被
写体輝度ごとにレンズセット位置N_nを対応させるように
しておいてもよい。

そして、被写体輝度が「EV10」であるときには、例えば
測距情報として「01000」，「01100」のように、最も近
い被写体距離を示す測距信号が共通であったとしても、
両者でレンズセット位置は異なってくる。すなわち「EV
10」の被写体輝度であっても、測距情報が「01000」の
ときにはN₃のレンズセット位置となり、測距情報が「01
100」のときにはN₄のレンズセット位置となる。このよ
うに、受光センサー14によって２個の測距信号が検出さ
れたときには、そのいずれかが主要被写体からの反射光
に基づくものである確立が高い。そこで、このように２
個の測距信号が検出されたときには、これら両者をでき
るだけ余裕をもって被写界深度内にカバーするように、
プログラムシャッタ32の開放途中で、その開口径がレン
ズセット位置テーブル24にメモリされた開口径になった
時点で、ストロボ装置33を発光させ、実質的に絞り込ん
だ状態で撮影するようにしているものである。

第４図は、ソフト的にレンズセット位置を決定するよう
にした本発明の他の実施例のフローチャートを示す。こ
の実施例の場合には、前述したレンズセット位置テーブ
ル24の代わりに、測距情報とレンズセット位置とを１対
１に対応づけたAFテーブルを用いるとともに、測光素子
８から得られる被写体輝度情報と撮影レンズの被写界深
度Ｓとを対応させたEEテーブルが利用される。AFテーブ
ルは受光素子A₁〜A₅の受光パターンに対し、各々最適な
レンズセット位置を対応づけることによって得られる。
またEEテーブルは、プログラムシャッタ32の開口径は測
光素子８からの出力によって決定され、被写界深度Ｓは
こうして決定された開口径と対応していることから、被
写体輝度情報と被写界深度Ｓとを対応づけることによっ
て得られる。

そしてフローチャートから明らかなように、受光素子A₁
〜A₅の受光パターンによって測距情報が得られると前記
AFテーブルが参照され、被写体輝度と無関係にまず最初
のレンズセット位置Naが求められる。こうして求められ
たレンズ初期セット位置N_iに対し、EEテーブルを参照し
て得られた被写界深度Ｓが考慮され、無限遠位置におけ
る錯乱円δが第３図に示したの最小錯乱円δ_０以上であ
るか否か、すなわちレンズ初期セット位置N_iでの被写界
深度Ｓに無限遠位置から外れているか否かが判定され
る。

この判定の結果「YES」であるときには測距情報が優先
され、このレンズ初期セット位置Niがそのまま最終的な
レンズセット位置として決定され、撮影レンズがその位
置にセットされる。

一方、前記判定の結果「NO」であるときには、レンズ初
期セット位置N_iのままでは無限遠位置に被写界深度Ｓに
よる余裕があることを意味している。このような状態
は、被写体輝度が明るく被写界深度Ｓが深くなったとき
に生じる。この場合には、レンズセット位置N_iは近距離
側に１段ずらされる。そして、近距離側にずらされたレ
ンズセット位置_i-1において被写界深度Ｓが考慮され、
無限遠位置が被写界深度Ｓから外れたか否かが判定さ
れ、被写界深度Ｓ内であったときにはさらに同じ処理が
繰り返される。

上述の処理を繰り返してゆく過程で、無限遠位置におけ
る錯乱円δが最小錯乱円δ_０を越えると、そのときのレ
ンズセット位置N_iが１段遠距離側にずらされて最終的な
レンズセット位置が決定される。これにより、無限遠を
被写界深度Ｓ内に含み得る最近位置に最終的なレンズセ
ット位置が決定されるものである。もちろん、上記無限
遠位置に代えて、所定の遠距離位置を基準にした処理を
行ってもよい。

以上、図示した実施例について説明してきたが、測距信
号を得るための構成としては上述したスリット光の投光
によるアクティブ方式だけでなく、スポット光を投光す
るアクティブ測距方式などの他、種々のものに利用する
ことができる。

〔発明の効果〕

上述したように、本発明の測距装置によれば、測距情報
と輝度情報とを考慮して撮影レンズのセット位置を決定
するにあたり、無限遠もしくは遠距離側の所定の距離位
置が撮影レンズの被写界深度の遠点側に余裕をもってカ
バーされる場合には、無限遠もしくは所定の距離位置が
撮影レンズの被写界深度の遠点から外れない範囲で撮影
レンズを近距離側にずらしてセットするようにしてい
る。したがって、測距情報に対応した距離位置はもとよ
り、その遠距離側もカバーしながら近距離側へも合焦範
囲を広げることができ、主要被写体の他に近景及び遠景
も高い確立で合焦範囲にカバーすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の測距装置の構成を示す概略図である。第２図は本発明に用いられるレンズセット位置テーブル
の概念図である。第３図は「EV8」及び「EV18」でのレンズセット位置と
最小錯乱円との関係を示すグラフである。第４図はレンズセット位置を段階的に変更しながら決定
する本発明の他の実施例におけるフローチャートであ
る。第５図は本発明を用いたカメラの正面図である。２……撮影レンズ６……投光部７……受光部 14……受光センサー A₁〜A₅……受光素子 20……測距情報検出回路 22……MPU 24……レンズセット位置テーブル。

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Ｇ０３Ｂ 13/36 Ｇ０３Ｂ 3/00 Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体からの反射光を受光して被写体距離
に対応した測距情報を出力する受光センサーを有し、前
記測距情報に対応して撮影レンズのセット位置を複数の
セット位置の中から選択するようにしたカメラの測距装
置において、被写体輝度情報を出力する測光手段と、前記測距情報に
基づいて撮影レンズのセット位置を決める際に、前記被
写体輝度に対応して決まる撮影レンズの被写界深度内に
無限遠が含まれるか否かを判断する手段と、この判断手
段の判断結果に基づいて無限遠もしくは前記所定の距離
位置が被写界深度の遠点から外れない範囲で撮影レンズ
のセット位置を近距離側に寄せた位置に設定するレンズ
セット位置決定手段とを備えたことを特徴とするカメラ
の測距装置。
【請求項２】前記判断手段及びレンズ位置決定手段は、
測距情報と被写体輝度情報との組み合わせに対してレン
ズセット位置を対応付けたデータテーブルで構成され、
測距情報と被写体輝度情報との組み合わせを判断して撮
影レンズのセット位置を決定するようにしたことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載のカメラの測距装置。