JPH07140376A - カメラ及びその測距方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 撮影レンズ２の焦点距離に応じて測距エリア
の大きさを変更することにより、撮影エリアに対する測
距エリアの比率が一定となるカメラ及び測距方法を提供
する。 【構成】 焦点距離を変更できる撮影レンズ２と、この
焦点距離を検出するエンコーダ１１と、被写体等からの
光を検出するセンサ素子を複数個有し測定視野が変更さ
れる２個のホトセンサ４、５と、２個のホトセンサ４、
５の出力信号の位相差に基づいて被写体までの距離を演
算する制御・演算装置８とを備えている。そして、焦点
距離が短いときにはホトセンサ４、５の測定視野が大き
くされて測距エリアが広くなり、焦点距離が長いときに
はホトセンサ４、５の測定視野が小さくされて測距エリ
アが狭くなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、焦点距離を変更できる
撮影レンズと、いわゆるパッシブ式の測距装置とを有す
るカメラ、及びこのカメラに適用される測距方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】図７は、カメラに一般的に適用されてい
る三角測距の原理による測距方法を示す平面図である。
図７には、カメラ１を上から見たところが示されてお
り、カメラ１には焦点距離を変更できる撮影レンズ２が
取り付けられている。また、カメラ１の前方には、被写
体３が存在している。被写体３は具体的には人物であ
る。カメラ１の前方には、被写体３や背景（図示せず）
によって反射した自然光や背景等が発した光を受光する
２個のホトセンサ４、５が取り付けられている。

【０００３】２個のホトセンサ４、５は、図示されてい
るように所定の距離だけ離れてカメラ１の前面に取り付
けられているため、被写体３に対する角度が異なり、従
ってホトセンサ４、５の出力信号は位相がずれたものに
なる。図示しない演算装置は、この位相差に基づいて角
度θを演算し、さらに三角測距の原理によって被写体３
までの距離を求める。

【０００４】なお、位相差に基づいて被写体３までの距
離を求める方法は、周知であり、例えば特開平３−１４
１３１１号公報に記載されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ここで、撮影レンズ２
の焦点距離を変更したときには、カメラ１に対して一定
距離に存在する被写体３は、撮影エリア（ファインダか
ら覗いたときに見える領域）に対してその大きさが変化
することになる。例えば、図８( ａ) に示すように撮影
レンズ２の焦点距離を短くして撮影レンズ２を広角にし
たときには、被写体３の撮影エリアに対する大きさは小
さくなり、一方、図８( ｂ) に示すように撮影レンズ２
の焦点距離を長くして撮影レンズ２を望遠にしたときに
は、被写体３の撮影エリアに対する大きさは大きくな
る。

【０００６】ところが、被写体３や背景からの光のうち
測距に用いる光をホトセンサ４、５が受光する角度範
囲、すなわち測定視野は、撮影レンズ２の焦点距離が変
更されても変化しない。従って、カメラ１に対して一定
距離に存在する被写体３に対する測距エリア（測距に用
いられる光を取り込む領域）の大きさは、撮影レンズ２
の焦点距離が変更されても、変化しない。例えば、図８
( ａ) に示すように、撮影レンズ２が広角の場合に、測
距エリア６が被写体３である人物が両手を広げた長さに
ほぼ一致しているとすると、図８( ｂ) に示すように、
撮影レンズ２を望遠にした場合にも、測距エリア７は以
前として人物が両手を広げた長さにほぼ一致している。
従って、撮影エリアに対する測距エリア６、７の大きさ
は、図８(ａ) に示すように広角の場合には小さくな
り、図８( ｂ) に示すように望遠の場合には大きくな
る。

【０００７】カメラ１を用いて被写体３を撮影しようと
している撮影者は、撮影エリアに対する測距エリア６、
７の大きさの変化については意識しないため、次のよう
なことが生じる。すなわち、図８( ａ) のように撮影レ
ンズ２が広角の場合には、測距エリア６が撮影者が意識
するよりも小さくなるため、撮影したい被写体とは別の
被写体に撮影距離がセットされることがある。また、図
８( ｂ) のように撮影レンズ２が望遠の場合には、測距
エリア７が撮影者が意識するよりも大きくなるため、撮
影したい被写体よりも手前で撮影エリア内の脇の方にな
んらかの物体がある場合には、その物体に撮影距離がセ
ットされてしまうことがある。

【０００８】そこで、本発明の目的は、撮影レンズの焦
点距離に応じて測距エリアの大きさを変更することによ
り、撮影エリアに対する測距エリアの比率が一定となる
カメラ及び測距方法を提供することにある。

【０００９】

【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に係る発明は、焦点距離を変更できる撮影
レンズと、撮影レンズの焦点距離を検出する焦点距離検
出手段と、被写体や背景からの光を受光して検出するセ
ンサ素子を複数個有し、センサ素子のうち信号が用いら
れるものの数が変更されることにより、測定視野が変更
される２個のホトセンサと、２個のホトセンサの出力信
号の位相差に基づいて三角測距の原理により被写体まで
の距離を演算するとともに、カメラ全体の制御を行う制
御・演算装置と、を備えている。そして、制御・演算装
置は、焦点距離検出手段の出力信号により検出された撮
影レンズの焦点距離に応じて、撮影レンズの焦点距離が
短いときにはホトセンサの測定視野を大きな角度にする
ことにより測距エリアを広くし、撮影レンズの焦点距離
が長いときにはホトセンサの測定視野を小さな角度にす
ることにより測距エリアを狭くするものである。

【００１０】また、請求項２に係る発明は、焦点距離を
変更できる撮影レンズと被写体や背景からの光を受光し
て検出する２個のホトセンサとを備えたカメラの測距方
法に関するものであり、撮影レンズの焦点距離を検出す
るステップと、撮影レンズの焦点距離が短いときには２
個のホトセンサの測定視野を大きな角度にし、撮影レン
ズの焦点距離が長いときには２個のホトセンサの測定視
野を小さな角度にするステップと、２個のホトセンサか
らの出力信号の位相差に基づいて、三角測距の原理によ
り被写体までの距離を演算するステップと、を備えてい
る。

【００１１】

【作用】本発明においては、焦点距離を変更できる撮影
レンズの焦点距離を検出し、焦点距離が短いときにはホ
トセンサ内のセンサ素子のうちの多数のものからの信号
を用いることによりホトセンサの測定視野を大きな角度
にし、撮影レンズの焦点距離が長いときにはホトセンサ
内のセンサ素子のうちの小数のものからの信号を用いる
ことによりホトセンサの測定視野を小さな角度し、２個
のホトセンサからの出力信号の位相差に基づいて三角測
距の原理により被写体までの距離を演算する。従って、
画角に対する測定視野の大きさがほぼ一定になり、測距
エラーが防止される。

【００１２】

【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。

【００１３】図１は、本発明に従って構成されたカメラ
の構成を示すブロック図である。本発明が適用されるカ
メラとしてはコンパクトカメラが好ましい。各構成要素
はカメラ１内に内蔵されたものであり、また矢印は信号
の伝達方向を示している。制御・演算装置８はＣＰＵ、
メモリ等から成るものであり、各種の演算を行うととも
に、カメラ全体の制御を行うものである。撮影レンズ駆
動装置９は制御・演算装置８の信号を受けて撮影レンズ
２を駆動するものであり、モータ、減速機等から成る。
撮影レンズ２は焦点距離が変更できるようにされてお
り、具体的には多焦点レンズまたはズームレンズであ
る。撮影レンズ２にはエンコーダ１１が取り付けられて
いる。エンコーダ１１は、撮影レンズ２の移動量を測定
することにより撮影レンズ２の焦点距離を検出するもの
で、焦点距離検出手段を構成する。エンコーダ１１は撮
影レンズ駆動装置９内のモータ等に取り付けられていて
もよい。エンコーダ１１の信号は制御・演算装置８に取
り込まれる。また、制御・演算装置８には被写体までの
距離を測定するためのホトセンサ４、５が接続されてい
る。ホトセンサ４、５の信号は制御・演算装置８に取り
込まれ、また、制御・演算装置８は、後述のようにホト
センサ４、５の測定視野の大きさを変更するための信号
をホトセンサ４、５に出力する。制御・演算装置８には
撮影スイッチすなわちレリーズスイッチ１３も接続され
ている。

【００１４】図２はホトセンサ４、５の構成を示す斜視
図である。ホトセンサ４、５はそれらの中心線が１０ｍ
ｍ離れた状態で結合され、ホトセンサモジュール１３と
なっている。図２において、被写体等からの光はレンズ
１４によって集光され、レンズ１４によって集光された
光はセンサ素子結合体１５によって受光され検出され
る。このように、ホトセンサ４、５は、いわゆるパッシ
ブ式の測距装置を構成するためのものである。

【００１５】図３はセンサ素子結合体１５の平面図であ
る。この図に示すように、センサ素子結合体１５は２０
０個のセンサ素子１６から成る。センサ素子１６はピッ
チ２５μｍの間隔で配置されており、従ってセンサ素子
結合体１５の長辺の長さは、２５μｍ×２００、すなわ
ち５ｍｍである。また、センサ素子結合体１５の短辺の
長さはセンサ素子の長辺の長さに一致し、０．２ｍｍで
ある。センサ素子１６の短辺の長さは２０μｍである。
ピッチが２５μｍであるから、センサ素子１６の間には
５μｍの間隔が空いていることになり、この間隔の部分
では光検出は行われない。

【００１６】図４は、ホトセンサ４、５の内部構造を示
す断面図である。センサ素子結合体１５を構成するセン
サ素子１６のうちの多数のものからの信号を用いれば、
図４に実線１７で示すように測距に用いる光を受光する
角度範囲すなわち測定視野φは大きくなり、センサ素子
１６のうちの小数のものからの信号しか用いないことと
すれば、破線１８で示すように測定視野φは小さくな
る。このように、ホトセンサ４、５は、センサ素子１６
のうち信号を用いるものの数を制御・演算装置８からの
信号によって変化させることにより、測定視野φを変更
することができる。

【００１７】次に、本発明による測距方法について、図
５を参照しながら説明する。まず、エンコーダ１１によ
って撮影レンズ２の移動量を測定することにより、撮影
レンズ２の焦点距離を検出し、このデータを制御・演算
装置８内に設けられたメモリに入力する（ステップＳ
１）。レリーズスイッチ１２がオンにされた後（ステッ
プＳ２）、被写体像をホトセンサ４、５により検出する
（ステップＳ３）。これを具体的に説明すると次のよう
になる。撮影レンズ２を被写体に向けた状態では、被写
体や背景からの光がレンズ１４を通してセンサ素子結合
体１５に当たっており、各センサ素子１６はそれらに当
たる光の総量に応じた電圧を出力している。そして、レ
リーズスイッチ１２がオンにされたときに、各センサ素
子１６の出力電圧は制御・演算装置８内のメモリに取り
込まれる。

【００１８】次に、制御・演算装置８は、ステップＳ１
でメモリに入力しておいた焦点距離のデータをメモリか
ら読み出す（ステップＳ４）。そして、制御・演算装置
８は、このデータによって撮影レンズ２の焦点距離が短
いと判断したときには、例えば図４の実線１７で示した
ように、センサ素子１６のうちの多数のものからの信号
を用いることによりホトセンサ４、５の測定視野φを大
きな角度にして、測距エリアを大きくする。一方、撮影
レンズ２の焦点距離が長いと判断したときには、例えば
図４の破線１８で示したように、センサ素子１６のうち
の小数のものからの信号を用いることによりホトセンサ
４、５の測定視野φを小さな角度にして、測距エリアを
小さくする（ステップＳ５）。

【００１９】具体的なデータが表１に示されている。な
お、表１に記載されている画角とは、図６に示されてい
る角αのことである。図６において、２４ｍｍ×３６ｍ
ｍの面は、カメラ１内のフィルム面を表しており、１９
は撮影レンズ２の主点である。

【００２０】

【表１】

【００２１】表１において、例えば焦点距離が４０ｍｍ
のときには、画角が４８．５゜であり、ホトセンサ４、
５の測定視野φは画角の１／４にされて１２．１゜にさ
れる。これにより、全部で２００個あるセンサ素子１６
のうち、出力信号を用いるセンサ素子１６の数は８６個
であるということになる。つまり、焦点距離が比較的短
いので、測距視野φは比較的大きくなり、出力信号を用
いるセンサ素子１６の数も比較的多くなる。

【００２２】次に、制御・演算装置８は、ホトセンサ４
のセンサ素子１６のうち上記のように決定された数のセ
ンサ素子１６の出力信号と、ホトセンサ５についての同
様のセンサ素子１６の出力信号との間の位相差を検出
し、三角測距の原理により、被写体までの距離を演算す
る（ステップＳ６）。続いて、撮影処理が行われる（ス
テップＳ７）。

【００２３】このとき、画角に対する測定視野の大きさ
は一定（表１の場合では１／４）になるため、撮影エリ
アに対する測距エリアの大きさも一定になる。従って、
撮影エリア内中央の一定の大きさ（表１の場合では１／
４の大きさ）の領域に被写体をもってくるかぎり、撮影
したい被写体とは別の被写体に撮影距離がセットされた
り、撮影したい被写体よりも手前で撮影エリア内の脇の
方にある物体に撮影距離がセットされたりすることはな
くなる。

【００２４】特に、ファインダ内に測距ターゲット枠を
設けた場合には、測距エリアの大きさを常に測距ターゲ
ットの大きさに一致させるようにすれば、測距ターゲッ
ト内の物体によって撮影距離がセットされることにな
る。

【００２５】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、焦点距
離を変更できる撮影レンズと、撮影レンズの焦点距離を
検出する焦点距離検出手段と、被写体や背景からの光を
受光して検出するセンサ素子を複数個有しセンサ素子の
うち信号が用いられるものの数が変更されることにより
測定視野が変更される２個のホトセンサと、２個のホト
センサの出力信号の位相差に基づいて三角測距の原理に
より被写体までの距離を演算するとともにカメラ全体の
制御を行う制御・演算装置とを備え、制御・演算装置
は、焦点距離検出手段の出力信号により検出された撮影
レンズの焦点距離に応じて、撮影レンズの焦点距離が短
いときにはホトセンサの測定視野を大きな角度にするこ
とにより測距エリアを広くし、撮影レンズの焦点距離が
長いときにはホトセンサの測定視野を小さな角度にする
ことにより測距エリアを狭くするので、撮影したい被写
体とは別の被写体に撮影距離がセットされたり、撮影し
たい被写体よりも手前で撮影エリア内の脇の方にある物
体に撮影距離がセットされたりすることはなくなり、撮
影者が快適に使用することのできるカメラ、及び撮影者
に快適に写真撮影を行わせる測距方法を得ることができ
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構成を示す
ブロック図である。

【図２】ホトセンサの構成を示す斜視図である。

【図３】センサ素子結合体の平面図である。

【図４】ホトセンサの内部構造を示す断面図である。

【図５】本発明による測距方法を示すフローチャートで
ある。

【図６】画角を説明するための図である。

【図７】カメラに一般的に適用されている三角測距の原
理による測距方法を示す平面図である。

【図８】撮影エリア内に存在する被写体及び測距エリア
を説明するための図である。

【符号の説明】

１…カメラ、２…撮影レンズ、３…被写体、４、５…ホ
トセンサ、６、７…測距エリア、８…制御・演算装置、
１１…エンコーダ（焦点距離検出手段）、１６…センサ
素子。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 焦点距離を変更できる撮影レンズと、 前記撮影レンズの焦点距離を検出する焦点距離検出手段
   と、 被写体や背景からの光を受光して検出するセンサ素子を
   複数個有し、前記センサ素子のうち信号が用いられるも
   のの数が変更されることにより、測定視野が変更される
   ２個のホトセンサと、 前記２個のホトセンサの出力信号の位相差に基づいて三
   角測距の原理により前記被写体までの距離を演算すると
   ともに、カメラ全体の制御を行う制御・演算装置と、を
   備え、 前記制御・演算装置は、前記焦点距離検出手段の出力信
   号により検出された前記撮影レンズの焦点距離に応じ
   て、前記撮影レンズの焦点距離が短いときには前記ホト
   センサの測定視野を大きな角度にすることにより測距エ
   リアを広くし、前記撮影レンズの焦点距離が長いときに
   は前記ホトセンサの測定視野を小さな角度にすることに
   より測距エリアを狭くするものであるカメラ。
2. 【請求項２】 焦点距離を変更できる撮影レンズと被写
   体や背景からの光を受光して検出する２個のホトセンサ
   とを備えたカメラの測距方法において、 前記撮影レンズの焦点距離を検出するステップと、 前記撮影レンズの焦点距離が短いときには前記２個のホ
   トセンサの測定視野を大きな角度にし、前記撮影レンズ
   の焦点距離が長いときには前記２個のホトセンサの測定
   視野を小さな角度にするステップと、 前記２個のホトセンサからの出力信号の位相差に基づい
   て、三角測距の原理により前記被写体までの距離を演算
   するステップと、を備えたカメラの測距方法。