JPH1183474A - 測距装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 測距時間が無用に長引いてしまうことを防ぐ
と共に、より短時間で正確な測距情報を得るようにす
る。 【解決手段】 測距対象物へ向けて光を投射し、該投射
光の前記測距対象物での反射光を受光することにより、
測距対象物までの距離を算出するアクティブ方式の測距
手段と、外光成分による測距対象物の受光像に基づい
て、測距対象物までの距離を算出するパッシブ方式の測
距手段とを有する測距装置において、光学機器の使用条
件に応じて、前記アクティブ方式の測距手段とパッシブ
方式の測距手段の駆動を制御する制御手段（＃１１０→
＃１１１又は＃１１０→＃１１２→＃１１３）を有して
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アクティブ方式と
パッシブ方式の測距手段を具備した、オートフォーカス
カメラ等に用いられる測距装置の改良に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】いわゆるハイブリッドタイプの測距装置
としては、特開平７−１６７６４６号にて提案されてい
る様に、外界輝度が高輝度であればパッシブ方式による
測距結果を採用し、低輝度であればアクティブ方式によ
る測距結果を採用するもの、また特開平７−１６７６４
７号にて提案されている様に、測距結果が所定値より近
ければアクティブ方式による測距結果を採用し、所定値
よりも遠い時にはパッシブ方式による測距結果を採用す
るものが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記提
案のハイブリッド測距装置は、アクティブとパッシブの
各測距方式の有利な特性を生かすように活用して、測距
対象物までの距離を正確に測距することが期待されるも
のである。

【０００４】一般にアクティブ方式の測距装置は、比較
的被写体条件によらず精度の良い測距が可能ではある
が、遠距離にある測距対象物、及び、投光手段から投射
されたパルス状の光束の反射率が著しく低い測距対象物
に対しては、上記測距対象物によって反射されてくるパ
ルス状の光束が少ない為、それを光電変換素子で光電変
換して得る信号も小さくなり、ノイズの影響を受けて誤
った測距結果を出力する恐れがある事が知られている。

【０００５】また一方、パッシブ方式の測距装置は、測
距対象物の距離に依存せず遠距離の測距対象物に対して
も正確な測距が可能であるが、コントラストが乏しい測
距対象物、同じ様なコントラストパターンを繰り返す測
距対象物では誤った測距結果を出力することが知られて
いる。

【０００６】従って、上記特開平７−１６７６４６号の
提案装置においては、外界輝度が高輝度であれば一律に
パッシブ方式による測距結果を採用し、低輝度であれば
アクティブ方式による測距結果を一律に採用するもので
あることから、各測距方式の苦手な測距対象物に対する
弱点がそのまま残されており、誤った測距結果を出力す
る恐れがあった。

【０００７】また、特開平７−１６７６４７号の提案装
置においては、測距結果が所定値より近ければ一律にア
クティブ方式による測距結果を採用し、所定値よりも遠
い時には一律にパッシブ方式による測距結果を採用する
ものであることから、上記と同様の欠点を有していた。

【０００８】つまり、上記の従来装置においては、各測
距方式の苦手な測距対象物に対する対応が十分でなく、
ハイブリッド測距方式の利点を十分活用することが出来
ていなかった。

【０００９】上記の点に鑑み、如何なる場合もアクティ
ブ方式とパッシブ方式それぞれによる測距を行い、得ら
れる各測距結果から測距対象物までの距離を求める事に
より正確な測距結果を得る構成にすることも考えられる
が、これでは測距に要する時間が長くなり、シャッタチ
ャンスを逃す等の問題が生じてしまう。特に、複数の方
向を測距する多点測距を行うものにおいては、著しく測
距時間が延びてしまうことになる。

【００１０】（発明の目的）本発明の目的は、測距時間
が無用に長引いてしまうことを防ぐと共に、より短時間
で正確な測距情報を得ることのできる測距装置を提供し
ようとするものである。

【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、請求項１〜６記載の本発明は、測距対象物へ向けて
光を投射し、該投射光の前記測距対象物での反射光を受
光することにより、測距対象物までの距離を算出するア
クティブ方式の測距手段と、外界の光を受光することに
より、測距対象物までの距離を算出するパッシブ方式の
測距手段とを有する測距装置において、光学機器の使用
条件に応じて、前記アクティブ方式の測距手段とパッシ
ブ方式の測距手段の駆動を制御する制御手段を有した測
距装置とするものである。

【００１２】具体的には、例えば撮影レンズの焦点距離
情報が広角側の場合は、遠距離の測距能力は不要である
ことから、アクティブ方式の測距手段を用いて測距情報
を算出する。一方、望遠側の場合は、遠距離でも測距能
力の低下が少ないパッシブ方式の測距手段により測距情
報を算出すると共に、該パッシブ方式の測距手段には苦
手な測距対象物が存在することから、補完的にアクティ
ブ方式の多点測距手段による中央測距点においても測距
情報を算出し、最終的な測距情報を得るようにしてい
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
に基づいて詳細に説明する。

【００１４】図１は本発明の実施の一形態に係るハイブ
リッド測距装置を有したカメラの主要部分の電気的構成
を示すブロック図である。このカメラに組み込まれる測
距装置は、三角測量の原理を基に測距対象物までの距離
を算出するものであり、測距対象物に対してパルス状の
光束を繰り返し投射する投光手段と、前記測距対象物に
よって反射されてくる前記パルス状光束を受光する受光
手段から成るアクティブ方式の測距装置と、前記投光手
段の動作を禁止して、前記受光部に形成される外光成分
による測距対象物の信号像からパッシブ方式の測距を行
うパッシブ測距装置とにより構成されるハイブリッド測
距装置であり、本出願人により特願平８−３２５１０号
等で詳細に述べられているスキムＣＣＤを用いた構成の
ものである。

【００１５】図１において、１は受光手段の構成を示
す。２Ｒ，２Ｌは複数の光電変換素子より成るセンサア
レイであり、入射される信号光や外光成分の光量に応じ
て光電変換を行い、電荷を出力する。３Ｒ，３Ｌはセン
サアレイ２Ｒ，２Ｌの電荷出力を蓄積する像信号蓄積回
路であり、スキムＣＣＤで構成される。４は像信号蓄積
回路３Ｒ，３Ｌからの信号出力を選択する信号切換えス
イッチである。５は、Ａ／Ｄンバータであり、前記切換
えスイッチ３を介して入力される像信号蓄積回路３Ｒ，
３Ｌで蓄積されたセンサアレイ２Ｒ，２Ｌの信号電荷量
を順次Ａ／Ｄ変換し、ＣＰＵ６に転送する。６は本測距
装置全体の動作を制御するＣＰＵであり、外部からの情
報が情報入力部材７を介して入力されると、最適な測距
モードを選択して各部を適切に動作させるとともに、測
距対象物までの距離を演算して求め、その結果を測距結
果出力回路８を介して不図示の外部装置に出力するよう
に動作する。

【００１６】９は像信号蓄積回路３Ｒ，３Ｌで蓄積され
たセンサアレイ２Ｒ，２Ｌの信号出力のＡ／Ｄ変換デー
タや測距対象物までの距離を記憶するメモリ回路であ
り、前記ＣＰＵ６が演算する際のデータの一時的な格納
などに使われるものである。１０は後述する３連ｉＲＥ
Ｄ１１の点灯を制御するｉＲＥＤ駆動回路であり、前記
ＣＰＵ６により選択された測距モードに従って選択され
た発光部（ｉＲＥＤ）を適宜点灯させる。１１は、前記
ｉＲＥＤ駆動回路１０と共に投光手段を構成する、複数
の発光部（ｉＲＥＤ）を有する３連ｉＲＥＤであり、本
実施の形態では３つの発光部を有する３連ｉＲＥＤで構
成されているものである。なお、発光部は３点に限るも
のではなく、測距装置の測距範囲によって適宜決められ
るものである。

【００１７】２０は３連ｉＲＥＤ１１が発光した光を集
光して光束を形成するための投光レンズ、２１Ｒ，２１
Ｌは上記光束が不図示の測距対象物によって反射されて
くる信号光（アクティブ方式による測距時）、若しくは
外光が当たった測距対象物の反射光（パッシブ方式によ
る測距時）を集光して、センサアレイ２Ｒ，２Ｌ上に信
号像を形成する為の受光レンズである。

【００１８】本実施の形態において、アクティブ方式に
よる測距は、ｉＲＥＤ駆動回路１０を動作させて３連ｉ
ＲＥＤ１１を順次３方向に向けて発光させ、測距対象物
によって反射された信号光を受光レンズ２１Ｒ，２１Ｌ
によってセンサアレイ２Ｒ，２Ｌ上に導き、ここで形成
された信号像の相対的な距離から測距対象物までの距離
を算出することで、各方向の測距対象物の距離が求ま
る。また、パッシブ方式による測距は、ｉＲＥＤ駆動回
路１０の動作を停止して３連ｉＲＥＤ１１を非点灯状態
とし、外光が当たった測距対象物の反射光を受光レンズ
２１Ｒ，２１Ｌによりセンサアレイ２Ｒ，２Ｌ上に集光
して形成された信号像の相対的な距離から測距対象物ま
での距離を算出することで求まる。従って、ハイブリッ
ド測距装置としての機能を有していることになる。

【００１９】さて、上記構成の測距装置を、撮影レンズ
の焦点距離を広角側と望遠側へ切換えが可能な２焦点カ
メラに搭載した場合の作動について、以下に述べる。

【００２０】図２はこのカメラの外観を示す斜視図であ
り、同図２において、３０はシャッタボタンであり、こ
れを徐々に押し込むと先ずスイッチＳＷ１がＯＦＦから
ＯＮになり、更に押し込むとスイッチＳＷ２がＯＦＦか
らＯＮになるような二段階のスイッチ構成となってい
る。３１は前面パネルと呼ばれる部位で、ガラスなどの
透明な材質で作られていて、この内側にファインダ光学
系と測距装置などが配置されている。図１に示した測距
装置の投光レンズ２０、受光レンズ２１Ｒ，２１Ｌはこ
の前面パネル３１に面した内側に設置されている。３２
はレンズ鏡筒であり、これが矢印方向に繰り出し、繰り
込みする事で撮影レンズの焦点距離が変えられる。繰り
出した状態が望遠側、繰り込んだ状態で広角側となる。
３３は撮影レンズの焦点距離を切り換える為の焦点距離
切換えスイッチで、図１の情報入力部材７に相当するも
のであり、該スイッチ操作によりレンズ鏡筒３２は光軸
方向に移動して、広角，望遠と焦点距離を切換える事が
可能に成っている。３４はストロボ発光部、３５はフィ
ルムの枚数など撮影情報を表示する表示部である。

【００２１】以上の構成のカメラにおける動作を、図３
及び図４のフローチャートを用いて説明する。

【００２２】図３のステップ＃１０１においては、シャ
ッタボタン３０の操作によりスイッチＳＷ１がＯＮした
か否かを判別し、ＯＮしていなければこのステップで待
機する。その後スイッチＳＷ１がＯＮするとステップ＃
１０２へ進み、ここではカメラに組込まれた測距装置に
て被写体までの距離を測距する。このステップの詳細に
ついては図４を用いて後述する。

【００２３】次のステップ＃１０３においては、測距結
果出力回路８を介して不図示のレンズ駆動装置へ測距結
果を出力し、これに基づいて撮影レンズ１２のピント合
せを行わせる。次のステップ＃１０４においては、不図
示の測光回路を用いて被写体の明るさを測定する。そし
て、次のステップ＃１０５においては、上記ステップ＃
１０４にて得られた測定結果より被写体の明るさが所定
値より明るいか否かを判別し、暗ければステップ＃１０
６へ移行して、ストロボ回路を駆動してストロボ装置の
メインコンデンサ（不図示）を充電する。そして、予め
定められた電荷が充電されると充電を停止してステップ
＃１０７へ進む。一方、被写体が所定値より明るければ
直ちにステップ＃１０７へ移行する。

【００２４】ステップ＃１０７においては、シャッタボ
タン３０が更に押し込まれてスイッチＳＷ２がＯＮした
か否かを判別し、ＯＮしていなければＯＮするまで待機
する。その後該スイッチＳＷ２がＯＮするとステップ＃
１０８へ進み、上記ステップ＃１０４で測定した被写体
の明るさに基づいて不図示のフィルムに適正な露光量を
与えるようにシャッタを開閉する。この際、上記ステッ
プ＃１０６を経由してストロボ回路のメインコンデンサ
を充電した場合には、ストロボを発光して適正な露光量
を得ることになる。

【００２５】次のステップ＃１０９においては、不図示
のフィルムを巻上げて次の撮影に備える。一駒の撮影動
作はここで終了となる。

【００２６】次に、上記ステップ＃１０２において実行
される測距動作について、図４のフローチャートを用い
て説明する。

【００２７】上記ステップ１０１にてスイッチＳＷ１が
ＯＮしたことを判別すると、前述した様にこのステップ
＃１０２へ進み、まずステップ＃１１０において、撮影
レンズ３２の現在の焦点距離を不図示の手段により検出
し、もし広角側であった場合には、アクティブ方式によ
る測距を行う為にステップ＃１１１へ移行し、望遠側で
あった場合には、パッシブ方式による測距を行う為にス
テップ＃１１２へ移行する。

【００２８】ステップ＃１１１においては、撮影レンズ
は広角側にあり、該撮影レンズの被写界深度が深いこと
から過焦点距離が比較的近い距離になる。即ち、遠距離
の測距能力は必要としない。そこで、広角時には苦手な
被写体の少ないアクティブ方式による多点測距にて被写
体までの距離を求める。

【００２９】具体的には、図１に示す３連ｉＲＥＤ１１
をｉＲＥＤ駆動回路１０を介して順次点灯する。ファイ
ンダから見たｉＲＥＤと測距範囲の関係を図５（Ａ）に
示している。まず中央部のｉＲＥＤを像信号蓄積回路３
Ｒ，３Ｌに所定の信号電荷が蓄積されるまで点灯を続け
る。但し、被写体が遠距離に存在する場合など、信号が
微弱な場合は所定の電荷量に達するのに長い時間を要
し、測距時間そのものが延びてしまうので、蓄積時間に
は制限を設けている。この制限された時間を最大蓄積時
間としてここではｔ３とする。続いて、像信号蓄積回路
３Ｒと３Ｌに蓄積された電荷を信号切換えスイッチ４を
切り換えてそれぞれＡ／Ｄコンバータ５に導き、ここで
Ａ／Ｄ変換してＣＰＵ６に被写体の像として取り込む。
この二つの信号像のセンサアレイ２Ｒ，２Ｌ上での相対
的な像ずれ量と受光レンズ２１Ｒ，２１Ｌとの光学的な
距離関係から、公知にようにして信号像までの距離を算
出する。また、最大蓄積時間ｔ３まで信号蓄積を続けて
も信号像が得られない場合は、被写体が非常に遠距離に
あるものと判断して、その距離を無限遠とする。続い
て、３連ｉＲＥＤの左側のｉＲＥＤを点灯して信号像ま
での距離を算出し、更に右側のｉＲＥＤを点灯して信号
像までの距離を算出する。以上の手順により３方向の被
写体の距離を求める。

【００３０】また、ステップ＃１１２においては、撮影
レンズ３２が望遠側の場合は被写体深度が浅くなる事、
被写体が遠距離に存在する確率が大きい事から、遠距離
側の測距能力が要求される。従って、原理的に遠距離で
も測距能力が低下することのないパッシブ方式による測
距を用いる。

【００３１】一般にパッシブ方式による測距では、太陽
光など強い光で照らされた被写体の像を蓄積するので、
信号蓄積に要する最大蓄積時間ｔ１はアクティブ方式に
よる測距に対して短く設定出来る。また、パッシブ方式
による測距では、受光手段であるセンサアレイの幅全域
の信号を一回の蓄積で取り込むので、図５（Ｂ）に示す
様に広い範囲の被写体を測距することも可能なので敢え
て測距範囲を分割して多点測距とする必要が無い。即
ち、パッシブ方式による１点測距で充分対処可能であ
る。従って、測距に要する時間はアクティブ方式による
測距時間より短い。

【００３２】次のステップ＃１１３においては、パッシ
ブ方式による測距には苦手といわれる被写体が数多く存
在することから、アクティブ方式による中央１点測距を
併用する。従って、上記ステップ＃１１１と同じ測距時
間を許容するのであれば、情ステップ＃１１２での測距
に要する時間（ｔ１）が短いので、ここでの最大蓄積時
間ｔ２は ｔ２＝３×ｔ３−ｔ１ に設定することが出来る。即ち、その分（√（３−ｔ１
／ｔ２）≒√（３）倍）だけ遠い距離の被写体まで測距
できることになる。

【００３３】次のステップ＃１１４においては、得られ
た複数の測距結果から被写体までの距離を選択する。具
体例としては、上記ステップ＃１１１を介する場合は、
ここで求めた３方向の被写体までの測距結果のうち、一
般に主要被写体は近距離にあることが多いので、最も近
距離を示した測距結果を被写体までの距離として選択す
る。

【００３４】また、上記ステップ＃１１２，＃１１３を
介する場合は、これらのステップで求めたパッシブ方式
とアクティブ方式それぞれによる測距の結果から、信頼
性の高い方の測距結果を選択する。但し、同じコントラ
ストパターンを繰り返す被写体をパッシブ方式にて測距
すると、誤った測距結果、つまり信頼性が高く、かつ近
距離の測距結果が得られてしまうことが知られている。
しかし近距離の測距対象物であれば、アクティブ方式に
よる測距で確実に測距可能ゆえ、パッシブ方式による測
距で信頼性の高い近距離の測距結果が得られた場合には
これを無視して、アクティブ測距の結果を選択する。

【００３５】以上の実施の形態によれば、設定されてい
る焦点距離が広角側の場合は、アクティブ方式による３
点測距により精度の高い測距情報を得、またこの広角側
では、アクティブ方式による測距能力で十分なことか
ら、パッシブ方式による測距は行わず、その分の測距時
間の短縮を図るようにしている。

【００３６】一方、望遠側では、アクティブ方式による
中央部１点測距で、かつ、最大信号蓄積時間を広角側の
１方向当たりの最大信号蓄積時間の約３倍に設定するこ
とで、遠距離の測距能力を向上させるようにしている。
また、この望遠側では、遠距離測距能力が要求されるこ
とから、パッシブ方式による測距を併用して、信頼性の
高い方の測距結果を選択するようにしている。

【００３７】（変形例）本実施の形態では、アクティブ
方式とパッシブ方式の各測距を、受光手段等を兼用して
実行する構成にした測距装置を挙げて説明したが、独立
したアクティブ方式の測距装置とパッシブ方式の測距装
置を組合わせて構成したハイブリッド測距装置に於いて
も同様な効果を得ることが可能であることは云うまでも
ない。

【００３８】また、パッシブ方式の測距においても、多
点測距を可能にし、適宜選択して測距情報を求めたり、
あるいは、それぞれの測距情報に重み付け等の評価をし
て、最終的な測距情報を得るようにしても良い。

【００３９】本発明は、一眼レフカメラ、レンズシャッ
タカメラ、ビデオカメラ等種々の形態のカメラ、更には
カメラ以外の光学機器やその他の装置、更にはそれらカ
メラや光学機器やその他の装置に適用される装置、又は
これらを構成する要素に対しても適用できるものであ
る。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
例えばレンズの焦点距離情報が広角側の場合は、遠距離
の測距能力は不要であることから、アクティブ方式の測
距手段を用いて測距情報を算出し、望遠側の場合は、遠
距離でも測距能力の低下が少ないパッシブ方式の測距手
段により測距情報を算出すると共に、該パッシブ方式の
測距手段には苦手な測距対象物が存在することから、補
完的にアクティブ方式の多点測距手段による中央測距点
においても測距情報を算出し、最終的な測距情報を得る
ようにしている為、測距時間が無用に長引いてしまうこ
とを防ぐと共に、より短時間で正確な測距情報を得るこ
とができる測距装置を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態に係るハイブリッド測距
装置を有したカメラの主要部分の電気的構成を示すブロ
ック図である。

【図２】本発明の実施の一形態に係るカメラの斜視図で
ある。

【図３】本発明の実施の一形態に係るカメラの動作を示
すフローチャートである。

【図４】図３のステップ＃１０２の動作の詳細を示すフ
ローチャートである。

【図５】本発明の実施の一形態に係るカメラにおいてフ
ァインダより見た測距範囲を示す図である。

【符号の説明】

１ 受光手段 ２Ｒ，２Ｌ センサアレイ ３Ｒ，３Ｌ 信号蓄積回路 ４ 信号切換えスイッチ ６ ＣＰＵ ９ メモリ回路 １０ ｉＲＥＤ駆動回路 １１ ３連ｉＲＥＤ ２０ 投光レンズ ２１Ｒ，２１Ｌ 受光レンズ ３３ 焦点距離切換えスイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｇ０３Ｂ 7/28 Ｇ０３Ｂ 3/00 Ａ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 測距対象物へ向けて光を投射し、該投射
   光の前記測距対象物での反射光を受光することにより、
   測距対象物までの距離を算出するアクティブ方式の測距
   手段と、外界の光により、測距対象物までの距離を算出
   するパッシブ方式の測距手段とを有する測距装置におい
   て、 光学機器の使用条件に応じて、前記アクティブ方式の測
   距手段とパッシブ方式の測距手段の駆動を制御する制御
   手段を有したことを特徴とする測距装置。
2. 【請求項２】 前記光学機器の使用条件とは、レンズの
   焦点距離情報であることを特徴とする測距装置。
3. 【請求項３】 前記アクティブ方式の測距手段とパッシ
   ブ方式の測距手段のうちの、少なくともアクティブ方式
   の測距手段は、画面内の複数の点について測距できるも
   のであることを特徴とする請求項１又は２記載の測距装
   置。
4. 【請求項４】 前記制御手段は、前記レンズの焦点距離
   が広角側の場合は、前記アクティブ方式の測距手段を用
   いて測距情報を算出し、望遠側の場合は、前記アクティ
   ブ方式の測距手段とパッシブ方式の測距手段の両方を用
   いて測距情報を算出することを特徴とする請求項２記載
   の測距装置。
5. 【請求項５】 前記制御手段は、前記レンズの焦点距離
   が広角側の場合は、前記アクティブ方式の測距手段を用
   いた多点測距により測距情報を算出し、 望遠側の場合は、前記アクティブ方式の測距手段を用い
   た中央測距点により測距情報を得ると共に、パッシブ方
   式の測距手段を用いて測距情報を得、両方の測距情報を
   評価して最終的な測距情報を算出することを特徴とする
   請求項３記載の測距装置。
6. 【請求項６】 前記測距対象からの光を受光する受光手
   段は、複数の光電変換素子から成るセンサアレイを一対
   とするスキムＣＣＤにより構成されることを特徴とする
   請求項１記載の測距装置。