JPH07306358A - カメラの測距装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】単純な構成を有し、かつ、高精度、高速にて画
面内の多くの被写体ポイントを測距できるカメラの測距
装置を提供すること。 【構成】複数本の光束を被写体に向けて投射する投光素
子１と、上記投光素子１から発した光束を画面内の所定
領域で走査する回動ミラー８と、走査された投射光によ
る被写体からの反射光をそれぞれ受光する１対の受光レ
ンズ３ａ、３ｂとＰＳＤ４ａ、４ｂと、光電変換受光回
路５ａ、５ｂと、上記受光回路５ａ、５ｂの出力に応答
して被写体まての距離をそれぞれ演算する距離演算手段
を内蔵するＣＰＵ１０と有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はカメラの測距装置、詳し
くは、被写体の複数のポイントに対して測距用光を投射
し、その反射信号光より被写体距離を決定するカメラの
測距装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、写真画面内に２次元的に複数の測
距ポイントを配置することにより、測距できないポイン
トを無くそうとした測距技術に関する提案として、特開
平２−２８４０１９号の公報に開示された測距装置は、
プリズムで光を第１の方向と第２の方向に調整して被写
体の複数のポイントに投射し、その反射光により被写体
の各対応ポイントの距離を測定する装置である。

【０００３】また、特開平４−２１２１３６号の公報に
開示されたカメラの測距装置は、測距ユニットを回動さ
せて、画面内の複数ポイントを測距可能とした装置であ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平２−２８４０１９号の公報の測距装置は、受光側の
構成の記述が十分ではなく、どのように測距がなされる
のか不明な点が多かった。また、特開平４−２１２１３
６号は、測距ポイントを増やすために測距ユニット全体
を回動させているので、装置が大型化してしまい、ま
た、上記回動にエネルギーと長い時間を要してしまうと
いう問題点があった。更に、画面上に二次元的に測距ポ
イントを配置するのも困難であった。

【０００５】本発明は以上の点に鑑み、単純な構成を有
し、かつ、高精度、高速にて画面内の多くの被写体ポイ
ントを測距できるカメラの測距装置を提供することを１
つの目的とする。また、撮影の状態によって適切な距離
データを得て、ピント合わせを行うことができるカメラ
の測距装置を提供することを他の目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段および作用】本発明の１つ
のカメラの測距装置は、複数本の光束を被写体に向けて
投射する光源手段と、上記光源手段から発した光束を画
面内の所定領域で走査する投射光走査手段と、走査され
た投射光による被写体からの反射光をそれぞれ受光し、
光電変換する一対の受光手段と、上記受光手段の出力に
応答して被写体まての距離をそれぞれ演算する距離演算
手段を有する。本装置においては、受光手段の出力に応
答して複数の被写体ポイントまての距離がそれぞれ演算
される。

【０００７】本発明の他の１つのカメラの測距装置は、
複数本の光束を被写体に向けて投射する光源手段と、上
記光源手段から発した光を画面内の所定領域で走査する
投射光走査手段と、走査された投射光による被写体がら
の反射光をそれぞれ受光し、光電変換する一対の受光手
段と、上記受光手段の出力に応答して被写体までの距離
をそれぞれ演算する距離演算手段と、上記距離演算手段
からの複数の距離データを入力し、その中からただ１つ
の距離データを選択する選択手段と、を具備し、該選択
手段により選択された距離データの対応する測距ポイン
トに撮影光学系の焦点合わせを行う。

【０００８】

【実施例】以下、図を用いて本発明の実施例について説
明する。本発明の第１実施例を示すカメラの測距装置の
概要について、図１の投受光部の主要ブロック構成図、
図２の投光部と制御部の主要ブロック構成図を用いて説
明する。

【０００９】上記カメラの測距装置は、図１に示すよう
に複数本の光束を被写体に向けて投射する光源手段およ
び該光源手段からの光束を画面内の所定領域で走査する
投射光走査手段を内蔵する投光部１０１と、被写体から
の複数本の光束の反射光を受光して光電変換する一対の
受光手段である受光部１０２と、上記投光部１０１の発
光と走査を制御する制御手段を内蔵し、上記受光部１０
２からの出力に基づいて被写体の複数の測距ポイントの
距離データを演算する距離演算手段１０ａを内蔵し、撮
影光学系の焦点距離情報やカメラの姿勢情報に基づいて
上記距離データの中から適切な１つの距離データを選択
する選択手段１０ｂを内蔵し、合焦駆動系１０３を介し
て撮影光学系１０４の上記距離データ対応の測距ポイン
トに焦点合わせの制御を行い、また、カメラ全体の制御
を行するカメラ制御手段を内蔵する制御部１００により
主に構成される。

【００１０】上記投光部１０１は、主に、投光レンズ７
と、光源手段である複数、この場合、３つの独立した赤
外発光ダイオードＩＲＥＤ１ａ、１ｂ、１ｃで構成され
る投光素子１と、該投光素子１からの光を順次異なる方
向へ投射するための投射光走査手段である回動可能な回
動ミラー８とで構成される。なお、上記投射光走査方向
と複数の発光素子の投射配列方向とは略直交するものと
する。

【００１１】上記受光部１０２は、主に１対の受光レン
ズ３ａ、３ｂと、光位置検出素子（ＰＳＤ）４ａ、４ｂ
と、ＡＦＩＣ等で構成される受光回路５ａ、５ｂとによ
り構成されている。この１対の受光レンズ３ａ、３ｂ
と、ＰＳＤ４ａ、４ｂは、本実施例では上記投光部１０
１に対してその走査方向と直交する上下位置に配設され
るものとするが、その配設位置は、左右、あるいは、傾
斜位置であってもよい。

【００１２】上記制御部１００は、前記距離演算手段１
０ａ、前記選択手段１０ｂや、合焦駆動制御等のカメラ
の制御手段等を内蔵するワンチップマイコン等からなる
演算制御回路であるＣＰＵ１０で構成される。

【００１３】以上のような主要構成を有する測距装置に
おいて、投光部１０１から回動ミラー８をＣＰＵ１０に
より回動制御して、異なる方向に投射された光は、被写
体で反射されて上記受光部１０２に入射し、その入射位
置がＰＳＤ４ａ、４ｂで検出される。受光回路５ａ、５
ｂの検出出力に基づいて上記被写体の反射光の入射位置
を求め、後述する１対の受光部をもつ光投射式三角測距
の原理によって被写体の複数の測距ポイントのうち後述
する選択された測距ポイントの距離データが上記ＣＰＵ
１０内の距離演算手段１０ａにより演算される。

【００１４】更に、該距離データの中から撮影光学系で
ある撮影レンズの焦点距離情報とカメラの撮影姿勢情報
のより撮影画面上適切とされる、ただ１つの距離データ
をＣＰＵ１０内の選択手段１０ｂにより選択し、該距離
データ対応のポイントに合焦する位置へ撮影光学系１０
４が駆動される。

【００１５】次に、前記１対の受光部を用いた光投射式
三角測距方式によるＡＦ（オートフォーカシング）処理
の測距の原理とメリットについて、図２の１対の受光部
１０２の光路図を用いて説明する。

【００１６】まず、画面中央部に投光された投光スポッ
ト１５の反射光は、受光部１０２の受光レンズ３ａ、３
ｂを介して、上記図２のようにＰＳＤ４ａ、４ｂ上の基
準点からの離間距離で与えられる光入射位置ｘ1 、ｘ2
であるポイントＳ（ｘ1 ）、Ｓ（ｘ2 ）上に信号光とし
て入射する。なお、上記１対のＰＳＤ４ａ、４ｂの配設
位置関係は、該素子の光位置検出方向が互いに対向した
状態で配置されている必要がある。

【００１７】両受光レンズ３ａ、３ｂの主点間距離Ｓを
図２のように距離Ｓ1 ＋Ｓ2 と考えると、両受光レンズ
の焦点距離ｆJ と、被写体距離Ｌは、 Ｌ＝Ｓ1 ・ｆJ／ｘ1 ＝Ｓ2 ・ｆJ／ｘ2 …（１） として表される。そして、 Ｓ＝Ｓ1 ＋Ｓ2 ＝ｘ1 ・Ｌ／ｆJ ＋ｘ2 ・Ｌ／ｆJ ＝（Ｌ・１／ｆJ ）・（ｘ1 ＋ｘ2 ）…（２） よって、 Ｌ＝Ｓ・ｆJ ／（ｘ1 ＋ｘ2 ） …（３） となる。従って、ＰＳＤ４ａ、４ｂの光入射位置ｘ1 ｘ
2 を求めれば被写体距離Ｌが求められる。

【００１８】上記ＰＳＤ４ａ、４ｂは、この光入射位置
に依存した２つの電流信号を出力する光起電力効果とキ
ャリア分割効果を持つ半導体素子であり、上記受光回路
５ａ、５ｂは、これらのＰＳＤの出力電流を入力し、演
算して、各々光入射位置ｘ1、ｘ2 に比例する信号をＣ
ＰＵ１０に対して出力する集積回路であって、ＡＦＩＣ
と呼ばれるものである。

【００１９】さて、このような構成を有する受光部にお
いて、図２に示すように光スポット１５が被写体上で変
位ΔＸだけずれて、光スポット１６のポイントに投射さ
れた時、各ＰＳＤ３ａ、３ｂへの光入射位置は、各々、
シフト量Δｘ1 Δｘ2 だけシフトする。この時、（３）
式の分母のｘ1 ＋ｘ2 を計算すると、 ｘ1 ＋ｘ2 ＝ｘ1 ＋Δｘ1 ＋ｘ2 −Δｘ2 となり、光学系が対称ならば、Δｘ1 ＝Δｘ2 であるの
で、Δｘ1 −Δｘ2 ＝０より、（３）式と全く同じ演算
式で被写体距離Ｌが決定できることがわかる。

【００２０】これは、上述のような構成であれば、写真
画面内のΔＸの方向のいろいろなポイントに測距用光を
投射しても、ただ、ｘ1 ，ｘ2 を求めるだけで、被写体
距離Ｌが決定できることを意味している。

【００２１】次に、投光スポット位置について、位置Δ
Ｘと直交する方向の位置ΔＹにスポット位置が変化した
ときの影響を考えてみると、図３の受光状態の斜視図に
示すように、上記光スポット１５から光ポイントΔＹだ
けずれたスポット１７も同様にＰＳＤ４ａ、４ｂ上のΔ
ｘ方向については、入射位置ｘ1 ，ｘ2 のポイントＳ
（ｘ1 ）、Ｓ（ｘ2 ）と同等位置に信号光が入射するこ
とがわかる。つまり、本測距装置においては、投光スポ
ットの上記位置ΔＹの変化に対しても、ただ、入射光位
置までの光入射位置ｘ1 ，ｘ2 さえ求めれば、前記
（３）式に従って正しい被写体距離Ｌを算出できること
になる。

【００２２】上述のように１対の受光部による光投射式
三角測距では、投光スポットの位置をＸ方向、または、
Ｙ方向に変化させても、該光スポット位置の距離データ
を容易に求めることが可能となる。例えば、図４の撮影
画面に示すように、画面１１の中央部１２に主要被写体
１３が存在しないシーンにおいても、上記投光部１０１
の回動ミラー８の操作により投光スポット位置を主要被
写体が存在するポイント１２ａにずらして、その点の測
距を行い、簡単に距離データを得ることができる。そし
て、該主要被写体１２にピントを合わせることが可能と
なる。

【００２３】以上のような構成を前提として、本実施例
のカメラの測距装置について更に詳細に説明する。図５
は、投光部とＣＰＵのブロック構成図であるが、該投光
部１０１において、光源手段である投光素子１は、前述
したように独立して投光可能な赤外発光ダイオードＩＲ
ＥＤ１ａ、１ｂ、１ｃからなり、各々選択式ドライバ６
を介して時分割で投光可能となっている。

【００２４】また、投光レンズ７は、各上記ＩＲＥＤ１
ａ、１ｂ、１ｃの光を集光し、投射光走査手段である回
動ミラー８を介して、被写体に対して投射する。該回動
ミラー８は、ＣＰＵ１０とモータードライバ９ｂによっ
て駆動される投射光走査手段であるモーター９ａにより
回動可能となっており、この回動により、投光ポイント
が走査（スキャン）される。その走査方向は、前記図４
の撮影画面１１の長手方向、即ち、Ｘ方向に沿う方向と
する（図４参照）。また、上記ＩＲＥＤ１ａ、１ｂ、１
ｃの配列方向は、上記回動ミラー８の回動軸方向と略平
行とする。

【００２５】但し、図４の撮影画面の長手方向に対する
上記投光部１０１の走査方向および複数の発光素子の投
射列方向との関係は必ずしも本実施例のものに限る必要
はない。

【００２６】ＣＰＵ１０は、カメラの撮影光学系１０４
である撮影レンズ鏡筒の焦点距離（ｆ）情報を、例え
ば、ズームレンズの鏡枠に取り付けられたエンコーダ等
であるｆ入力部３０を介して取り込み、また、カメラの
撮影姿勢情報として、撮影画面上、長手方向（Ｘ方向）
が水平方向（カメラ縦姿勢とする）であるかどうかの情
報を後述する姿勢検出部３１を介して取り込む。

【００２７】そして、上記焦点距離（ｆ）情報とカメラ
姿勢情報とに基づく撮影状態に対応して、複数の測距ポ
イントの中から必要とされる測距ポイントを選択し、更
に、該ポイントの距離データを距離演算手段１０ａにて
演算し、上記撮影状態に適した１つの距離データを選択
手段１０ａにて選択する。カメラとしては、該距離デー
タに対応する測距ポイントに対して撮影光学系１０４の
合焦駆動を行う。

【００２８】なお、図６は上記カメラ姿勢検知部３１と
して適用される水銀スイッチ３１Ａの一例を示す。ガラ
スボール管１３５の中に液体水銀１３１が入っておりカ
メラの姿勢に応じてボール管中を移動する。ガラスボー
ル管１３５には２つの電極１３２、１３４が設けられて
おり、電極１３２、１３４が導通状態ならカメラ姿勢が
縦であると判断され、電極１３２、１３４が導通してい
なければ、カメラ姿勢が横であると判定される。

【００２９】図７は、上記投光部におけるミラースキャ
ン（回動）角度の変化と各ＩＲＥＤの発光タイミングの
タイムチャ−トである。本図に示すように回動ミラー８
をスキャンさせながら、ＩＲＥＤ１ａ、１ｂ、１ｃを順
次発光させ、被写体に向けて投光していくと、図８の測
距ポイント表示画面１１Ａに示すように、各ＩＲＥＤ１
ａ、１ｂ、１ｃと発光タイミングｔ1 〜ｔ5 に対応する
測距ポイントＰ（1a）〜Ｐ（3b）〜Ｐ（5c）に測距用光
束が分布することになる。

【００３０】実際には、各ＩＲＥＤの投光のタイミング
が少しずれているので、厳密には同タイミングｔn の測
距ポイント、例えば、Ｐ（1a）、Ｐ（1b）、Ｐ（1c）
は、Ｙ方向と完全に平行な直線上には並ばないが、スキ
ャンのスピードと測距のタイミングによって、略上記図
８のように測距ポイントを配置することができる。

【００３１】しかし、上記１５個もの測距ポイントを常
に測距していると、測距によるタイムラグが長くなって
しまう。そこで、本実施例では、カメラの撮影レンズの
ズーム位置に対応する焦点距離情報（ｆ）を入力する前
記ｆ入力部３０（図５参照）や、カメラを構えた時の姿
勢をカメラの撮影画面の縦横（長手／短辺方向）が水
平、鉛直に対してどちらを向いているかを検出する前記
縦横検出部３１（図５参照）等の出力をＣＰＵ１０に入
力して、そのときの撮影条件に応じて、必要な測距ポイ
ントを選択する。その必要な測距ポイントのみの距離の
演算を実行し、測距時の演算によるタイムラグを減少さ
せている。

【００３２】具体的な各撮影条件に対する上記測距ポイ
ントの選択動作について説明すると、例えば、図９
（Ａ）のようなカメラの姿勢が縦姿勢であるときの撮影
画面５１の縦構図では、高い建物１４をバックにした人
物１３を想定して、下方を重視した投光ポイントとし、
下方部の測距ポイントＰ（○印部）を選択する。

【００３３】また、図９（Ｂ）のようにカメラの姿勢が
横姿勢である横構図であって、且つ、望遠側の撮影画面
５２では、主要被写体１３は、遠くにあると考えられ、
この時、撮影者の目は、画面中央部を凝視しがちである
ので、なるべく画面中央部に投光ポイントＰ（○印部）
を集中させ、撮影者が意識していない雑な被写体には、
投光スポットを当てないようにして測距を行う。

【００３４】また、図９（Ｃ）のようにカメラの姿勢が
横姿勢である横構図、且つ、広角側の撮影画面５３で
は、風景の前のスナップを想定し、なるべく横方向には
広く投光ポイントＰ（○印部）をとり、更に、画面下方
も、上記縦構図時と同様に考慮する測距パターンとす
る。

【００３５】次に、以上のような構成を有する本実施例
のカメラの測距装置の測距動作について図１０のフロー
チャートを用いて説明する。まず、ステップＳ１は、カ
メラのレリーズボタンに設けられた第１レリーズスイッ
チ（１ｓｔスイッチ）の閉成を検知するステップであ
る。ＣＰＵ１０は、該スイッチオンにより撮影者が撮影
に入ったことを判断し、測距のフローを開始する。ステ
ップＳ２は、前述のｆ入力部３０の出力信号に基づい
て、カメラの撮影レンズが望遠側にあるか、広角側にあ
るかを検出するために、焦点距離を入力する。ステップ
Ｓ３は、前述の縦横検出部３１の出力に基づいて、カメ
ラの姿勢検知（縦、横構図検出）のステップである。

【００３６】上記ステップＳ３で縦構図と判定される
と、ステップＳ２０へ分岐し、ＣＰＵ１０は、モーター
ドライバ９ｂを介してモーター９ａを回転させ、回動ミ
ラー８のスキャンを開始する。そして、ステップＳ２１
にて、前記図８の画面内のタイミングｔ2 のポイントに
測距用光が投射される位置に回動ミラー８が回動する
と、ステップＳ２２〜ステップＳ２４のステップにて、
ＣＰＵ１０がＩＲＥＤ１ａ、１ｂ、１ｃを順次発光さ
せ、その反射信号光位置を検出する。そして、ＡＦＩＣ
（受光回路５ａ、５ｂ）の出力により、前記（３）式に
基づいて被写体距離Ｌ2a、Ｌ2b、Ｌ2cを算出する。

【００３７】続いて、ステップＳ２５にて、回動ミラー
８がｔ3 のポイントに測距用光が投射されるタイミング
になったことが検出されると、ステップＳ２６にて、中
央のＩＲＥＤ１ｂを発光させ、ＣＰＵ１０は、その反射
信号光が、各ＰＳＤ４ａ、４ｂのどの位置に入射したか
を、ＡＦＩＣ（受光回路５ａ、５ｂ）を用いて検出し、
前記（３）式に基づいて被写体距離Ｌ3bを算出する。

【００３８】このようにして、前記図９（Ａ）のよう
に、中央の１ポイントと、画面下方の３ポイントの測距
が終了するので、これらの測距結果から、最至近の１つ
の距離データを選択し、ステップＳ２７にて、この値を
ピント合わせ距離ＬP として選択する。

【００３９】一方、前記ステップＳ３でカメラの姿勢が
横であることが検出された場合、ステップＳ４へと分岐
する。そこで、ユーザーが選択したズーミング位置がレ
ンズ焦点距離ｆで５０ｍｍ以上であるか、否かを判定す
る。５０ｍｍ以上の場合、望遠側と判定し、ステップＳ
３０へ分岐する。５０ｍｍ未満の場合、広角側として、
ステップＳ５へと分岐する。

【００４０】まず、上記ステップＳ３０へ分岐した場
合、測距用光の分布状態は、前記図９（Ｂ）の撮影画面
５２に示すような複数の測距ポイントに示される。この
ステップＳ３０では、モータードライバ９ｂを介してＣ
ＰＵ１０がモーター９ａを回転させ、回動ミラー８のス
キャン動作を開始させる。

【００４１】ステップＳ３１にて、回動ミラー８の角度
が、前記図８の画面１１のタイミングｔ2 の位置に到達
したことが検出されると、ステップＳ３２にて画面上下
方向での中央部を測距するＩＲＥＤ１ｂを発光させ、そ
の時、被写体から得られる反射信号光を、ＰＳＤ４ａ、
４ｂにて受光する。その入射位置をＡＦＩＣ（受光回路
５ａ、５ｂ）を用いて検出し、ＣＰＵ１０は、被写体距
離Ｌ2bを前記（３）式を用いて算出する。

【００４２】次に、ステップＳ３３にて、図８の画面
上、ｔ3 の位置に投光できる位置に回動ミラー８が到達
するタイミング（以下、「ｔ3 のタイミング」と略す）
になったと判定されると、ステップＳ３４〜ステップＳ
３６にて、ＩＲＥＤ１ａ、１ｂ、１ｃが発光し、対応す
るポイントの距離Ｌ3a、Ｌ3b、Ｌ3cが順次算出される。
次に、ｔ4 のタイミングがステップＳ３７にて判定され
ると、ステップＳ３８にて、ＩＲＥＤ１ｂを発光させ、
被写体距離Ｌ4bを算出する。

【００４３】このようにして、図９（Ｂ）に示すような
画面５２内の測距ポイントに順次投光がなされ、ステッ
プＳ３９にて、これらの距離ポイントの各測距結果か
ら、最至近の１つの距離データをピント合わせ距離Ｌｐ
として選択する。

【００４４】また、ステップＳ４の判別で撮影レンズ焦
点距離ｆが５０ｍｍ未満であって、ステップＳ５以下に
分岐すると、横構図で、かつ、広角側での撮影というこ
とから、図９（Ｃ）のような撮影画面でのポイントの測
距がなされる。即ち、ステップＳ５にて測距ポイントの
横方向の座標の数を示す変数ｍ、および、上下方向の測
距結果がほぼ等しかった時、値１となるフラグａをリセ
ットする。

【００４５】ステップＳ６では、上記ｍをインクリメン
トし、ステップＳ７にて、ｍが６でないと判定した場
合、つまり、まだ画面の横方向の５つのポイントでの測
距を終了していないと判定した場合は、ステップＳ８、
ステップＳ９にて画面上下方向中央部および中央より下
方を順次照射して、各々の測距結果の距離データＬｍ
ｂ、Ｌｍａを算出する。

【００４６】そして、ステップＳ１０にてこの距離デー
タＬｍａとＬｍｂが略等しいかどうかの判別を行い、略
等しい結果ならば、ステップＳ１２に分岐して、フラグ
ａを１とする。そして、ステップＳ１３にて上記距離デ
ータＬｍｂとＬｍａを平均した結果を距離データＬｍと
する。その後、ステップＳ１１で所定量スキャンして、
前記ステップＳ６に戻る。

【００４７】上記ステップＳ１０〜ステップＳ１３の処
理を採用する理由は、カメラを横配置でズーミング広角
とした構図では、上下方向でほぼ等しい距離データを出
力するポイントは、図９（Ｃ）の人物１３のように主要
被写体である確率が高いとし、測距ポイント１２ａのよ
うに画面上下方向の一方だけ近距離の結果を示すものよ
りも優先度を上げるためである。つまり、普通、人物を
撮影する場合、上下方向の中央部に顔を持ってきた構図
が多いことを想定している。そして、画面中央部に顔が
ある時、その下には必ず身体があると考えられ、上下揃
って略同じ測距結果となることにより、上記主要被写体
１３を検知するわけである。

【００４８】また、ステップＳ１３にて、（Ｌｍａ＋Ｌ
ｍｂ）／２をＬｍとしているのは、同一被写体の測距結
果なら、平均化した方が信頼性が上がると考えられるか
らである。

【００４９】前記ステップＳ７の判別で、横方向の５ポ
イントの測距を終了してｍが６と等しくなったことが判
別された場合、ステップＳ１４に分岐する。該ステップ
Ｓ１４にて、ステップＳ１２のステップを通り、フラグ
ａが１であることが確認された場合、ステップＳ１５に
進み、ステップＳ１３で得られたＬｍのうち、∞でなく
画面中央に近いものを主要被写体として、この距離をＬ
ｐとする。

【００５０】一方、どのポイントでも上下方向の測距結
果が揃わなかった時、フラグａが０であることから、ス
テップＳ１４からステップＳ１７へ分岐する。そして、
画面上下方向中央部の各測距結果Ｌ1b〜Ｌ5bから最至近
の距離データを選択し、Ｌｐとする。この時、下方のデ
ータＬ1a〜Ｌ5aを用いないのは、例えば、前記図４のよ
うな構図で、前方の棚１２ｂ等にピントが合ってしまう
のを防止するためである。

【００５１】次に、ステップＳ１６にて、Ｌｐにピント
合わせをして、ピント合わせのシーケンスを終了する。
図には省略したが、この後、露出シーケンスや、回動ミ
ラー８のリセットシーケンスが入ることは言うまでもな
い。

【００５２】以上説明したように、本実施例によれば、
図９（Ａ）〜図９（Ｃ）のように画面内のいろいろな位
置に存在する主要被写体を、撮影条件、例えば、構図の
横縦、レンズの焦点距離等を考慮して見つけ出し、そこ
に正しくピント合わせを行う高速高精度のカメラ用ＡＦ
（オートフォーカス処理）装置用の測距装置を提供する
ことができる。

【００５３】本実施例の測距装置の測距処理で高速化が
可能となるのは、スキャン方向が回動ミラーの回動方向
の１つだけであること、図７のタイムチャ−トに示すよ
うにスキャン部材である回動ミラー８の回動停止動作を
入れていないこと、測距ポイントを撮影条件に応じて減
らしていることなどの理由による。一方、高精度化が可
能であるのは、受光部１０２の受光系をペアにして、図
２で説明したようにお互いを補正し合うような構成を採
用したためである。

【００５４】次に、本発明の第２実施例を示すカメラの
測距装置について説明する。本実施例の測距装置は、前
記第１実施例の測距装置に対して、特に、投光部の構成
が異なっている。投光部以外の構成は、第１実施例の装
置と同一であることからそれらの詳細な説明は省略す
る。

【００５５】図１１は、本実施例の測距装置の投光部２
０１のブロック構成図である。上記投光部２０１では、
光源手段の投光素子として、ストロボ装置等に用いられ
るキセノン放電発光管（Ｘｅ管）を用い、前記図５に示
す前記第１実施例の装置のＩＲＥＤの何倍もの光量を利
用できるようにした。このため、はるかに高精度、且
つ、遠距離まで対応可能なＡＦ装置用の測距装置が提供
できる。

【００５６】上記投光部２０１の構成について説明する
と、図１１に示すように、投光素子としてのＸｅ管２９
が投光レンズ７の後方に配設されている。該Ｘｅ管２９
の上下にミラー２０ａ、２０ｂがＸｅ管２９に沿って斜
設されている。また、上記Ｘｅ管２９、ミラー２０ａ、
２０ｂの前面部には、Ｘｅ管２９軸方向に沿って移動可
能に支持された投射光走査手段としてのマスク２１が配
設されている。

【００５７】該マスク２１は、投射光走査手段としての
モータ２３により回転駆動される送りネジ２２の螺合し
ている。また、該マスク２１には複数、この場合、３つ
の開口孔２１ａ、２１ｂ、２１ｃが移動方向に対して傾
斜した配置位置に配設されている。そして、該マスク２
１の光軸方向配設位置は、投光レンズ７の焦点距離ｆT
だけ離間した位置とする。

【００５８】なお、上記マスク２１の開口孔２１ａ、２
１ｂ、２１ｃの移動方向の間隔は、開口孔２１ａ、２１
ｂ、２１ｃを通して射出される光が同時に受光部１０２
のＰＳＤ４ａ、４ｂの有効検出範囲には入射しないよう
な位置がとれる間隔とする。このように上記開口孔の間
隔を制限するのは、ＰＳＤ４ａ、４ｂ上に同時に複数の
光束が入射して、クロストークによる検出誤差を生じさ
せないためである。

【００５９】上記Ｘｅ管２９は、ＣＰＵ１０により昇圧
回路、放電電荷充電用のコンデンサやトリガ回路等から
なる発光回路２５を介して、発光させる。この発光に伴
い測距用光は、Ｘｅ管２９から直接、または、ミラー２
０ａ、２０ｃで反射して、矢印方向Ｂａ、Ｂｂ、Ｂｃの
ように前方に射出される。この時、ＣＰＵ１０は、モー
タードライバ２４を介して、モーター２３を回転させ、
送りネジ２２によって、マスク２１は矢印Ｘ方向に駆動
される。そのマスク２１の移動に伴い、開口孔２１ａ、
２１ｂ、２１ｃを透過した投射光がＸ方向にスキャンさ
れる。

【００６０】なお、本実施例に適用される受光部１０２
を構成する１対の受光レンズ３ａ、３ｂとＰＳＤ４ａ、
４ｂは、それぞれ投光部２０１を中心にして、上記移動
方向であるＸ方向と直交した上下方向に対向して配設さ
れているものとする。但し、この例においても上記１対
の受光部は、上記配設位置に限らず、左右に配設しても
よい。

【００６１】以上のように構成された本実施例の測距装
置の投光部２０１の投光動作を説明すると、まず、マス
ク２１の開口孔２１ａを通して光線Ｂａが所定のタイミ
ングで照射され、投光レンズ７を介して被写体に投射さ
れる。続いて、マスク２１の開口孔２１ｂから光線Ｂｂ
が、更に続いて、マスク２１の開口孔２１ｃから光線Ｂ
ｃがそれぞれ所定のタイミングで投射される。

【００６２】この間、マスク２１はＸ方向に動いている
ので、図１２の投光部の光路図に示すように、レンズ７
の主点と、マスク２１の開口孔２１ａ、または、２１
ｂ、２１ｃのＸ方向の移動位置ｘT のなす角度が変化す
る。即ち、投光角度θは、レンズ７の焦点距離ｆT を用
いて、 θ＝ａｒｃｔａｎ ｘT ／ｆT …（４） の関係で変化する。

【００６３】開口孔２１ａ〜２１ｃの変化に同期してＸ
ｅ管が発光すると、図１３の撮影画面５５に示すよう
に、画面内各測距ポイントＰ1 〜Ｐ9 に測距用光が順次
投射される。なお、この場合、マスク２１の移動方向で
あるＸ方向は、撮影画面の長手方向と一致させている。
そして、この投光に同期して、前記図１と同様の受光手
段１０２により、光入射位置ｘ1 、ｘ2 を求め、ＣＰＵ
１０で各ポイントの被写体距離を演算することができ
る。

【００６４】以上説明したように、本実施例の測距装置
では、投光素子としてＸｅ管２９を１つ用いるだけでよ
く、モーター２３等によってマスク２１が単純な動きを
すれば、複数の光束を走査させることができるので、構
成の単純化が実現される。更に、投光部にＸｅ管を適用
することから光量増大による精度アップ、遠距離の測距
が可能になるなどの効果が期待できる。

【００６５】次に、図１４の投光部ブロック構成図、図
１５の受光部の光路図を用いて本発明の第３実施例を示
すカメラの測距装置について説明する。この実施例の測
距装置は、前記第２実施例の測距装置に対して投射光走
査手段であるマスク３１の開口孔位置が図１４に示すよ
うに異なっていることが特徴とする。また、受光部とし
ては１対の受光部が投光部の上下に限定されて配設され
ている。その他の構成は、前記第２実施例の装置と同一
である。

【００６６】本実施例の装置の投光部３０１において
は、投射光走査手段であるマスク３１の開口孔３１ａ、
３１ｂ、３１ｃの配置が図１４のように上下の開口孔３
１ａ、３１ｃがマスク移動方向のＸ方向と略直交する上
下位置に所定間隔離間して配設されている。該開口孔３
１ａ、３１ｃからの光は同時に投射できるようになって
いる。開口孔３１ｂは、上記開口孔３１ａ、３１ｃより
も移動方向に所定量離間した中央位置に配設されてい
る。この開口孔３１ｂからの射出光により画面中央ライ
ン上のポイントへの投光が行われる。

【００６７】上記開口孔３１ａ、３１ｃの上下間隔は、
ミラー２０ａ、２０ｂの配設傾斜角とともに光投射角度
上から決定されるが、その必要上下間隔とミラー傾斜角
度について説明する。図１５は本実施例の受光部の光路
図であって、上下方向の縦断面での光路図を示してい
る。投光部３０１のＸｅ管２９から投光レンズ７を通し
て同時に射出された測距用光が、もし、投光ポイント
（スポット）１５０Ａ、１６０Ａのように比較的接近し
た位置にあった場合、両測距用光が受光部１０２の両Ｐ
ＳＤ４ａ、４ｂに同時に入射して、クロストークを起こ
すことになる。

【００６８】即ち、図１５の投光ポイント（スポット）
１５０Ａ、１６０Ａのような位置に測距用光を投射する
と、両ＰＳＤ４ａ、４ｂの端部と、受光レンズ３ａ、３
ｂのなす角度から決まる斜線部１７０に入っているの
で、両ＰＳＤ４ａ、４ｂに反射光が入射してしまう。従
って、上記斜線部１７０の範囲に同時に投光されるとＰ
ＳＤ４ａ、４ｂは受光面上の異なる点に同時に２つの信
号光を受けて、各々の正しい信号光位置信号を出力でき
なくなり、クロストークを起こすことになる。

【００６９】そこで、本実施例の装置においては、図１
５の投光ポイント（スポット）１５０、１６０のような
斜線部１７０範囲外の位置に上記測距用光を投射するよ
うにして、投光ポイント１５０の反射光は、ＰＳＤ４ａ
にしか入射せず、ＰＳＤ４ｂには入射させない。また、
投光ポイント１６０の反射光は、ＰＳＤ４ｂにしか入射
せず、ＰＳＤ４ａには、入射させない。このような状態
であれば、受光回路５ａ、５ｂが独立して動作するの
で、同時２点投射したとしてもクロストークを起こすこ
となく、同時２点測距が可能となる。

【００７０】そして、本実施例では上記図１５の光路図
上、斜線部１７０の範囲外の位置に上記測距用光を投射
可能とするように、本実施例の装置のマスク３１の開口
孔３１ａと３１ｃの上下間隔、および、ミラー２０ａ、
２０ｂの傾斜を設定する。

【００７１】以上説明したように本実施例の装置におい
ては、１回の投光によって効果的に２点の測距が可能と
なる。ただし、本実施例の場合、前記図２で説明した前
記第１実施例における（３）式からは被写体距離Ｌは求
められない。そこで、次のような演算式を用いる。な
お、各投光角を図１５のように角度θ1 ，θ2 とする
が、これがマスク３１の開口孔３１ａ、３１ｃと投光レ
ンズ７の主点のなす角度によって決まることは、図１２
で説明した原理と同様の原理である。

【００７２】ここで、投光ポイント１５０について説明
すると、投光レンズ７と受光レンズ３ａの主点間距離Ｓ
1 と、信号光入射位置ｘと、受光レンズ４ａの焦点距離
ｆJ、および、投光角θ1 と被写体距離Ｌと間には以下
の式が成立する。

【００７３】 Ｌ・ｔａｎθ1 ＝Ｓ1 ＋（ｘ1 ・Ｌ／ｆJ ） 従って、 Ｌ＝Ｓ1 ／（ｔａｎθ1 −（ｘ1 ／ｆJ ））…（５） より、被写体距離Ｌが決定できる。

【００７４】上記各値θ1，Ｓ1，ｆJ は決まっており、
値ｘ1 は、ＰＳＤ４ａとＡＦＩＣ（受光回路５ａ）より
検出できる。また、投光ポイント１６０に関しても同様
で、ＰＳＤ４ｂ上の光入射位置ｘ2、および、上記既知
の定数から被写体距離Ｌが算出できる。

【００７５】このような構成および原理により本実施例
の測距装置の測距動作としては、マスク３１を図１４の
矢印Ｘ方向にスキャンしていくと、開口孔３１ａ、３１
ｃにより、まず、画面上下方向の上下部分に順次同時投
光がなされ、続いて、開口孔３１ｂにより画面上下方向
の中央部分に投光がなされる。開口孔３１ａ、３１ｃと
開口孔３１ｂとは、十分はなれた位置に配設し、開口孔
３１ａ、３１ｃから投光されている時は、開口孔３１ｂ
からの光は、投光レンズ７に入射しないようにしておけ
ば、これらの測距用光が同時に同一のＰＳＤに入射して
クロストークによる誤測距を引き起こすのを防止するこ
とができる。

【００７６】従って、マスク３１のスキャン移動に同期
してＸｅ管１を発光させることによって、図１６に示す
画面５６内の各測距ポイントＰ1 〜Ｐ6 の測距ができ
る。なお、画面上下に配設される測距ポイントＰ1 〜Ｐ
3 は、同時に投光され、測距される。

【００７７】以上説明したように、本実施例の測距装置
の特徴は、１回の測距で上下２ポイントの測距が可能な
ので、タイムラグが更に短く、高速で多くのポイントの
測距ができる点である。また、消費エネルギーの対策も
可能であり、前記図１１の第２実施例の装置と同じの９
ポイントの測距を行う場合、上記図１６に示した順番に
て６回の発光で全測距をすませることができ、時間的に
もエネルギー的にも有利となる。

【００７８】（付記）以上、述べた実施例態様に基づい
て、以下のカメラの測距装置を提案することができる。

【００７９】（１）撮影画面の短辺方向と長辺方向でそ
れぞれ３列以上の測距ポイントを有するカメラの測距装
置において、それぞれの測距ポイントにおける測距演算
結果が、鉛直方向に隣接した２つ以上の測距ポイントで
略等しい時に限り該ポイントに焦点合わせを行い、そう
でないときは、最至近の測距ポイントに焦点合わせを行
うことを特徴とするカメラの測距装置。この装置による
と、撮影使用とする被写体の状態に適応したポイントを
測距ポイントとして指定され、画面に適した良好なピン
ト合わせが可能となる。

【００８０】（２）上記付記（１）のカメラの測距装置
において、カメラの縦横姿勢と、撮影レンズの焦点距離
とに応じて上記測距ポイントを所定領域に限定すること
を特徴とするカメラの測距装置。この装置によると、撮
影時のカメラの姿勢、および、設定された撮影レンズの
焦点距離に適応して測距ポイントが限定され、撮影画枠
に適したピント状態での撮影が可能となり、測距に要す
る時間を減じることも可能となる。

【００８１】（３）光源と、上記光源からの光を順次写
真画面内の異なるポイントに投射する光投射ポイント切
換手段と、上記投射された光の対象物からの反射信号光
を受光する一対の受光手段と、上記一対の受光手段上の
信号光入射位置に従って対象物の距離を演算する演算制
御手段とからなる測距装置において、上記光源と光投射
ポイント切換手段が上記光源からの光を複数の方向に切
り換える光投射方向切換手段と、上記分割方向と略垂直
方向に上記分割された光を走査する走査手段とからなる
ことを特徴とするカメラの測距装置。

【００８２】（４）写真画面内の複数のポイントの測距
が可能な測距装置において、測距ポイントを正面上下方
向に２ポイント以上、左右方向に３ポイント以上分割し
て配置することのできるセンサと、画面左右方向に配置
された上記３ポイントのうち、その上下の２つの測距ポ
イントの測距結果が略等しい測距結果を示すポイントに
対し、ピント合わせを行う選択制御手段と、からなるこ
とを特徴とする測距装置。

【００８３】（５）写真画面内の複数のポイントの測距
が可能な測距装置において、測距ポイントを画面上下方
向に３ポイント以上、左右方向に３ポイント以上分割し
て配置することのできる測距センサと、上記カメラの縦
横の姿勢を検出する姿勢検知手段と、上記姿勢検知手段
の出力に応じて画面上下方向に配置された上記３ポイン
トのうち画面上方の測距結果は無効化する選択制御手段
と、を有することを特徴とするカメラの測距装置。

【００８４】（６）上記付記（３）において、上記光投
射ポイント切換手段は、上記一対の受光手段が独立して
受光できるポイントに同時に投光することを特徴とする
カメラの測距装置。

【００８５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の１つのカ
メラの測距装置によれば、単純な構成で高速、高精度で
画面内２次元的に配置された複数点の測距を行うことが
できるので、タイムラグや中抜け現象も少なくすること
ができる。また、光源手段の発光を間欠的に行うことに
よって消費電力を抑えることができる。また、本発明の
他の１つのカメラの測距装置によれば、複数の測距ポイ
ントの測距データの中から撮影条件に適した１つの距離
データを選択して撮影光学系を合焦させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例のカメラの測距装置のブロ
ック構成図。

【図２】上記図１のカメラの測距装置における受光部の
光路図。

【図３】上記図１のカメラの測距装置における受光部に
おける投光ポイントが横方向にずれたときの受光状態を
示す光路図。

【図４】上記図１のカメラの測距装置における測距ポイ
ントを示す撮影画面の例を示す図。

【図５】上記図１のカメラの測距装置における投光部と
ＣＰＵのブロック構成図。

【図６】上記図１のカメラの測距装置に適用される姿勢
検出部である水銀スイッチの断面図。

【図７】上記図１のカメラの測距装置におけるミラース
キャンと発光タイミングを示すタイムチャ−ト。

【図８】上記図１のカメラの測距装置における測距ポイ
ントを示す図。

【図９】上記図１のカメラの測距装置におけるカメラの
姿勢とズーミング状態に対する撮影画面と測距ポイント
の例を示す図であって、図９（Ａ）は縦姿勢の場合、図
９（Ｂ）は横姿勢であって、望遠の場合、図９（Ｃ）は
横姿勢であって、広角の場合を示す。

【図１０】上記図１のカメラの測距装置における測距処
理動作のフローチャート。

【図１１】本発明の第２実施例のカメラの測距装置の投
光部のブロック構成図。

【図１２】上記図１１のカメラの測距装置における投光
部の光路図。

【図１３】上記図１１のカメラの測距装置における測距
ポイントを示す図。

【図１４】本発明の第３実施例のカメラの測距装置のブ
ロック構成図。

【図１５】上記図１４のカメラの測距装置における受光
部の受光状態を示す光路図。

【図１６】上記図１４のカメラの測距装置における測距
ポイントを示す図。

【符号の説明】

１ …………………投光素子（光源手段） １ａ、１ｂ、１ｃ…………………ＩＲＥＤ（光源手段） ３ａ、３ｂ……………受光レンズ（１対の受光手段） ４ａ、４ｂ……………ＰＳＤ（１対の受光手段） ５ａ、５ｂ……………受光回路、ＡＦＩＣ（１対の受光
手段） ８ …………………回動ミラー（投射光走査手段） ９ａ、２３……………モータ（投射光走査手段） １０ａ…………………ＣＰＵ（距離演算手段） １０ｂ…………………ＣＰＵ（距離データを選択する選
択手段） ２１、３１…………………マスク（投射光走査手段） ２９ …………………Ｘｅ管（光源手段） １０４…………………撮影光学系 Ｐ、Ｐ（1a）〜Ｐ（5c）、Ｐ1 〜Ｐ9 、１２、１２ａ、
１２ｂ…………………測距ポイント

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数本の光束を被写体に向けて投射する
   光源手段と、 上記光源手段から発した光束を画面内の所定領域で走査
   する投射光走査手段と、 走査された投射光による被写体からの反射光をそれぞれ
   受光し、光電変換する一対の受光手段と、 上記受光手段の出力に応答して被写体までの距離をそれ
   ぞれ演算する距離演算手段と、 を有することを特徴とするカメラの測距装置。
2. 【請求項２】 上記光源手段から発する複数本の光束
   は、間欠的に順次発光することを特徴とする請求項１に
   記載のカメラの測距装置。
3. 【請求項３】 複数本の光束を被写体に向けて投射する
   光源手段と、 上記光源手段から発した光を画面内の所定領域で走査す
   る投射光走査手段と、 走査された投射光による被写体がらの反射光をそれぞれ
   受光し、光電変換する一対の受光手段と、 上記受光手段の出力に応答して被写体までの距離をそれ
   ぞれ演算する距離演算手段と、 上記距離演算手段からの複数の距離データを入力し、そ
   の中からただ１つの距離データを選択する選択手段と、 を具備し、該選択手段により選択された距離データに対
   応する測距ポイントに撮影光学系の焦点合わせを行うこ
   とを特徴とするカメラの測距装置。