JPH06100462B2 - 測距装置 - Google Patents

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、自動焦点カメラに用いられる三角測量方式の
測距装置に関する。

（従来の技術） 従来、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。

しかしながら、赤外光を集光させるため画面内での測距
範囲は狭く、たとえば人物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各種手段が知られている。

たとえば米国特許第4470681号明細書に記載されている
ように、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な構成が知られ
ている。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に走査す
る方式である。また、この他、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複眼であるレンズアレ
イにし、このレンズアレイの数だけの地点を測距する技
術も記載されている。

また、特開昭59−193406号公報に記載されているよう
に、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０次の主ビームの両側に
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。

そして、上述のように、両結像レンズを水平移動したり
発光源を回動させることにより、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。

ところが、このような可動部を設けることは耐久性に問
題があり、精度が低下するおそれがある。

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。さらに、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。

そこで、たとえば特開昭60−60511号公報に記載されて
いるように、複数の発光源から画面の左右方向にそれぞ
れ異ならせて赤外光を照射させ、最も近い部分を被写体
距離として測距する構成も知られている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、特開昭60−60511号公報に記載のよう
に、複数の発光源からの測距のうち最も近い部分の距離
を測距値として用いた場合には、たとえば画面の周辺に
最も近い部分があるとその周辺の部分に合焦されてしま
い、中央部分にピンぼけが生じて、画面全体としてはピ
ンぼけであるように感ずる問題を有している。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、可動部や
レンズアレイなどを用いることなく、広い範囲の測距を
行ない、少なくとも画面中央部でのピンぼけを防止した
多点式の測距装置を提供す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位置検出素
子とをカメラ本体に備え、上記一次元半導体位置検出素
子の出力を基に被写体との間を測距する測距装置におい
て、前記発光源および前記一次元半導体位置検出素子か
らなる三角測量手段を前記カメラ本体の前面の上下に配
置するとともに、前記発光源は、発光により画面の中央
部を照射する発光素子、および、この発光素子に対して
前記基線長方向と直交する方向に並置され発光により前
記画面の中央部の左右を照射する複数の発光素子と、前
記中央部を照射する発光素子を第１に発光し、この中央
に位置する発光素子に近い側から順次発光素子を発光さ
せ、これら発光素子の発光毎に測距を行ない、この測距
結果が有限距離か否かを判断し、最初に得られた有限距
離の測距値に基づいて被写体との間の距離とする制御手
段とを具備したものである。

（作用） 本発明は、複数の発光素子で照射し、一次元半導体位置
検出素子の出力を基に被写体との間を測距し、第１に中
央部の発光素子を発光させて画面の中央部の測距を行な
い、この測距結果が有限距離でない場合には、最初に有
限距離が得られるまで順次画面の中央部に隣接した発光
素子を発光させて測距を行ない、少なくとも画面の中央
部付近のピンぼけを防ぐ。

（実施例） 以下、本発明の測距装置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、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。また、投
光レンズ11に対して距離f1を保って対向して受光源13が
配置されており、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、たとえば
赤外発光ダイオードIR1,IR2,……,IRnを有している。さ
らに、受光レンズ12に対して距離f2を保って対向して一
次元半導体位置検出素子（一次元PSD）14が配置され、
この一次元半導体位置検出素子14は、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。

また、15は被写体で、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を介して一次元半導
体位置検出素子14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IR1,IR2,……,I
Rnから照射された光は、同一位置、たとえば位置Ｍの被
写体15によって反射されると、一次元半導体位置検出素
子14上にはｙ軸上の同一位置で幅方向（ｘ軸）に一列と
なって結像する。

そして、一次元半導体位置検出素子14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図に示す電気出力ΔI1,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
から示し、第３図（ｂ）は一次元半導体位置検出素子14
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、20はマイクロコンピュータで、このマイクロコンピ
ュータ20は全体を統括制御し、このマイクロコンピュー
タ20に制御される点灯回路21が設けられ、この点灯回路
21はマイクロコンピュータ20からの指示により、複数の
赤外発光ダイオードIR1,IR2,……,IRnのうち該当するも
のを発光させる。

また、23は距離演算回路で、この距離演算回路23は、一
次元半導体位置検出素子14からの電気出力ΔI1,ΔI2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。

さらに、24は発光選択手段で、この発光選択手段24は赤
外発光ダイオードIR1,IR2,……,IRnに対応して設けられ
たスイッチSW1,SW2,……,SWnを持っており、これらスイ
ッチSW1,SW2,……,SWnのオン操作により対応する赤外発
光ダイオードIR1,IR2,……,IRn（たとえばスイッチSW1
には赤外発光ダイオードIR1が対応する。）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。こ
の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SW1,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。

また、25は距離演算指示スイッチで、この距離演算スイ
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。すなわち距離演算回路23は、各赤外線発光ダ
イオードIR1,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20はこれらを
記憶しており、距離演算指示スイッチ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、距離演算指示スイッ
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。

さらに、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、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30に組込
んだ自動焦点カメラを示す。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および一次元半導体位置検出素子14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IR1,IR2,……,IRnは、三角測量手段の基線長ｌと直
交する水平方向に並置される。

次に、上記実施例の動作について説明する。

たとえば第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
する場合の動作を説明する。

この場合、まず、発光選択手段24のスイッチSW1,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、距離
演算指示スイッチ25をオン状態にし、最短値選択指令を
与えておく。この状態でスタート指示スイッチ28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IR1,IR2,……,I
Rnを順次発光させる。

ここで、まず、赤外発光ダイオードIR1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。この赤外光がたとえば第６図で示すように図示左
側の人物に照射されると、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半導体
位置検出素子14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ΔI1,ΔI2を生
じ、距離演算回路23はこの電気出力ΔI1,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、赤外光が第６図のように同
一人物に照射されると、一次元半導体位置検出素子14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。さらに、３番目の赤外発光ダイオードIR3が発光
し、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IRn
が発光し終るまで上記動作を繰り返す。

また、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IR1,IR2,…
…,IRn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、このデータレンズ駆動回路26に出力する。こ
のため撮影用のレンズ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、この場合は距離
演算指示スイッチ25をオフ状態にしておけばよい。

そして、発光選択手段24のオン、オフを撮影用のレンズ
27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IR1,IR2,……,IRnを予め定めた順
番に従って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。

たとえば第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、撮影用のレンズ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。

〔発明の効果〕

本発明の測距装置によれば、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、複数地点の測距を
迅速に行ない、最初に有限距離が得られるまで順次画面
の中央部に隣接した発光素子を発光させて測距を行なう
ので、少なくとも画面の中央部付近にはピンぼけの画面
をなくすことができる。

【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図は同上平面図、第３図は同上側面図、第４図
は同上測距制御回路を示すブロック図、第５図は同上カ
メラの外観図、第６図は同上測距時のファインダ内を示
す図、第７図は同上他の実施例の動作を説明するフロー
チャートである。 13……発光源、14……一次元半導体位置検出素子、15…
…被写体、30……カメラ本体、IR1,IR2,……,IRn……発
光素子としての赤外発光ダイオード、ｌ……基線長。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０２Ｂ 7/32 Ｇ０３Ｂ 13/36

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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位置検出
   素子とをカメラ本体に備え、上記一次元半導体位置検出
   素子の出力を基に被写体との間を測距する測距装置にお
   いて、 前記発光源および前記一次元半導体位置検出素子からな
   る三角測量手段を前記カメラ本体の前面の上下に配置す
   るとともに、 前記発光源は、発光により画面の中央部を照射する発光
   素子、および、この発光素子に対して前記基線長方向と
   直交する方向に並置され発光により前記画面の中央部の
   左右を照射する複数の発光素子と、 前記中央部を照射する発光素子を第１に発光し、この中
   央に位置する発光素子に近い側から順次発光素子を発光
   させ、これら発光素子の発光毎に測距を行ない、この測
   距結果が有限距離か否かを判断し、最初に得られた有限
   距離の測距値に基づいて被写体との間の距離とする制御
   手段と を具備したことを特徴とする測距装置。