JPH0758366B2

JPH0758366B2 - カメラの測距装置

Info

Publication number: JPH0758366B2
Application number: JP62200498A
Authority: JP
Inventors: 高道竹花; 邦太郎近藤; 賢次小松
Original assignee: Kodak Digital Product Center Japan Ltd
Current assignee: Kodak Digital Product Center Japan Ltd
Priority date: 1987-08-11
Filing date: 1987-08-11
Publication date: 1995-06-21
Anticipated expiration: 2010-06-21
Also published as: JPS6444411A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上と利用分野）本発明は、三角測量方式を用いたカメラの測距装置に関
する。

（従来の技術）自動焦点カメラに用いられる測距装置として、被写体に
向けて測距ビームを照射し、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。このような三角測
量方式による従来の測距装置は、一般に画面内での測距
範囲が狭く、たとえば人物２人が並んでいる場合、ファ
インダの中央部を２人の間に合わせると測距ビームは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。

このような問題点を解決すべく、複数の発光素子を投光
レンズと受光レンズとを結ぶ基線長方向に沿って１列に
配置し、発光素子列と受光素子とを水平方向に並べる方
式が、米国特許第4470681号明細書や特開昭60−140306
号公報に記載されている。

これらはいずれも複数の発光素子を順次点灯させ、発光
素子から生じる測距ビームにより被写体を水平方向に走
査し、被写体からの反射光が受光素子に入射する位置を
検出して距離を算出するもので、前述した従来例より広
い測距装置を得ることができる。

しかし、上記米国特許第4470681号明細書に記載の構成
では、点灯された発光素子により基線長が変化するの
で、瞬時に距離を算出できない。この傾向は発光素子の
数が増すと顕著になるが、発光素子の数が少ないと測距
エラーが多くなるので、発光素子を多くせざるを得ず、
瞬時に距離を算出できない問題を顕著に生じる。

また、特開昭60−140306号公報に記載の構成では、測距
ビームの方向がファインダの光軸方向とずれるので、フ
ァインダ内に測距範囲を表示できない。すなわち測距範
囲を測距装置と撮影レンズとで一致させることができな
い。

（発明が解決しようとする問題点）上述した各問題点を解決すべく、複数の発光素子を基線
長方向と直交する方向に一列に並置し、基線長を不変と
し、かつ測距ビームとファインダの光軸方向とを一致さ
せた測距装置が、特願昭61−67459号として提案されて
いる。

このような測距装置において、測距エラーを生じること
なく、正確な測距を行なうための一つの条件として、あ
る幅寸法を有する複数の発光源の設置間隔が重要な意味
を持つ。

本発明の目的は、複数の発光源の配置間隔を適切な値に
設定したことにより測距エラーを生じることなく高い測
距精度を得ることができるカメラの測距装置を提供する
ことにある。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段）本発明は、幅を有する複数の発光源を中心部間隔を保っ
て並置し、これら発光源から投光レンズを通して被写体
に測距ビームを照射し、測距を行なうカメラの測距装置
において、撮影レンズの焦点距離をf₁、投光レンズの焦
点距離をf₂、発光源の幅をＷ、前記撮影レンズの結像画
面の縦方向寸法をＶとし、この結像画面に前記撮影レン
ズにより全身撮影可能な被写体距離に位置する被写体の
人物の身長をｈ、この身長ｈに対応いてあらかじめ設定
された幅寸法をＫ、前記発光源の中心部間隔をＸとする
とき、前記投光レンズから前記被写体距離離れた位置に
おける前記各発光源からの隣合う測距ビームのエッジ部
間隔が、前記幅寸法Ｋより小さく、かつ、同位置におけ
る同測距ビームの中心部間隔が前記幅寸法Ｋ以上となる
ように、前記発光源の間隔Ｘを、Ｋ・f₂・V/（ｈ・f₁）
≦Ｘ＜Ｋ・f₂・V/（ｈ・f₁）＋Ｗに設定したものであ
る。

（作用）本発明は、撮影レンズの焦点距離をf₁、投光レンズの焦
点距離をf₂、発光源の幅をＷ、撮影レンズの結像画面を
縦方向寸法をＶとし、この結像画面に撮影レンズにより
全身撮影可能な被写体距離に位置する被写体の人物の身
長をｈ、この身長ｈに対応してあらかじめ設定された幅
寸法をＫ、発光源の中心部間隔をＸとするとき、発光源
の中心部間隔をＸとするとき、被写体となる人物を全身
撮影可能な被写体距離上における各発光源からの隣合う
測距ビームの間隔Ｘを、Ｋ・f₂・V/（ｈ・f₁）≦Ｘ＜Ｋ
・f₂・V/（ｈ・f₁）＋Ｗに設定したので、撮影上最も正
確な測距を要求される至近距離（アップシーン）から全
身撮影が行なわれる距離までの間、距離エラーを生じる
ことなく正確な測距を行なうことができる。

（実施例）以下、本発明のカメラの測距装置の一実施例を図面を参
照して説明する。

まず、第２図により、三角測量手段を用いた測距装置の
基本構成を説明する。

この図は、横（ｘ軸）が36mm、縦（ｚ軸）が24mmの撮像
面を有する、いわゆる35mmカメラを示しており、撮影レ
ンズ（焦点距離f₁＝40mm）11の上下に、縦（ｚ軸）方向
の基線長ｌを保って投光レンズ（焦点距離f₂＝12mm）12
および受光レンズ13を配置している。14,15,16はそれぞ
れ発光源で、これら発光源14,15,16は投光レンズ12と対
抗し、かつ、基線長ｌの方向と直交するｘ軸方向に沿っ
て並設されている。また、18は受光装置で、この受光装
置18としては一次元半導体位置検出素子を用いており、
受光レンズ13と対向し、かつ、その長さ方向が基線長ｌ
に沿うｚ軸方向に配設されている。そして、この受光装
置18には、複数の発光源14,15,16によって照射され、被
写体19によって反射された反射光がそれぞれ横方向に受
光される。また、この受光装置18上の受光位置は、被写
体19までの距離に応じて縦（ｚ軸）方向に変位する。

一方、第３図は複数の発光源14,15,16と投光レンズ12と
の関係を拡大して示しており、各発光源14,15,16は一定
の幅Ｗを有し、中心部間隔Ｘで一列に配列されている。
そして、これら発光源14,15,16は、投光レンズ12に対し
その焦点距離f₂離れた位置でリードフレーム平板21上に
取り付けられている。この場合、各発光源14,15,16には
LEDを用いており、そのLEDチップの幅寸法が発光源14,1
5,16の幅Ｗとなる。なお、第４図のように、リードフレ
ーム平板21に段差部21aを形成し、この内部にLEDチップ
をボンディングした場合、発光源14,15,16の幅Ｗは、LE
Dチップの幅ｗより大きな段差部21aの開口幅となる。

そして、カメラにより被写体を撮影する場合、第１図に
示すように、一般に被写体と離れるほど被写界深度（ピ
ントの合う範囲）は広くなる。したがって、近距離ほど
測距精度は高く要求されるが、遠距離になるほど測距精
度は大雑把でよい。また、画面に対して被写体である人
物のサイズが小さければ人の画像は周辺の風景に吸収さ
れてしまい、多少ピンボケになっても見苦しい画面とは
ならない。しかし、人物が大きく撮影されている場合、
すなわち至近距離（アップシーン）から全身撮影（人物
の全身が画面に一杯に収まった状態）までは、カメラマ
ンの意図として人物を撮影しているのであり、また、鑑
賞者の視線も被写体となった人物の画像に注がれるの
で、ピントが正確に合っている必要がある。

したがって、少なくとも至近距離から全身撮影が行なわ
れる距離までは正確な測距を行なう必要がある。そのた
めに、それぞれ測距ビームを照射し、複数地点の測距を
行なうための各発光源14,15,16の中心部間隔Ｘを次のよ
うに設定する。

まず、被写体を人物として、測距ビームに照射され難い
体形を想定する。すなわち、極めて痩せた長身の体形が
測距ビームに照射され難く、その撮影寸法は次の通りと
なる。

身長180cm、肩幅45.0cm、腰部（ウエスト）幅25.0cm。
なお、太った人より痩せた人の方が当然被写体の横寸法
は小さく、測距エラーが生じやすい。したがって、痩せ
た人を考慮すれば、太った人の測距は何ら問題なく行な
われる。また、画面の高さ方向の中央部には被写体人物
の腰部が位置するので、この腰部の幅があらかじめ設定
された幅寸法Ｋになる。

上記撮影寸法の比率で身長別に各々の幅を算出すると、
寸法関係は次のようになり、これより幅広の体格（普通
の人の体格は充分包含される）の人は測距可能である。

上記各値から明らかなように、身長が低い人は腰部幅も
狭く（たとえば150cmの人は180cmの人の5/6）、身長に
対する腰部幅Ｋの比率はほぼ一定である。ここで、全身
撮影の被写体までの距離は身長に比例するので、この全
身撮影のための被写体距離に対する腰部幅の比率も一定
になる。

まず、身長ｈ〔cm〕の人を全身撮影するために必要な距
離、すなわち第２図で示した撮影レンズ11から被写体19
までの被写体距離Ｌ〔mm〕を次式によって求める。

Ｌ＝｛（h/V）＋１｝・f₁ ……（１） f₁:撮影レンズ11の焦点距離 V:結像画面の縦方向寸法上記（１）式において、h/Vは１より充分大きいので次
の近似が成り立つ。

Ｌ＝h/Vf₁ ……（１）′ たとえば身長180cmの人を撮影する場合、ｈ＝1800であ
るので、これを（１）′式に代入すると、次のようにな
る。

Ｌ＝1800・f₁/V ……（２）ここで、35mmカメラで焦点距離40mmのレンズを使用した
場合（Ｖ＝24mm、f₁＝40mm）の被写体距離Ｌは（２）式
から次のように求まる。

Ｌ＝1800×40/24＝3000 すなわち、3mまで離れると全身撮影が可能になる。もち
ろん身長ｈが低くなれば身長に比例してもっと近距離で
全身撮影が可能になる。

次に、複数の発光源14,15,16の中心部間隔Ｘは被写体距
離Ｌを基に、第１図に示す以下の条件を満足をするよう
に設定する。

全身撮影の場合、画面の高さ方向の中央部には被写体人
物の腰部が位置しているので、測距ビームは腰部の幅よ
り狭い範囲を照射すればよい。第１図で示すように、２
つの発光源15,16による測距ビーム間に被写体人物の腰
部19aが存在すると、どちらの測距ビームも被写体人物
の腰部19aに当らない。この状態より測距ビームの間隔
を狭くすれば、どちらかの測距ビームが被写体人物の腰
部19aを照射するので、被写体距離の検出が可能とな
る。

そこで、各発光源14,15,16の幅をＷ、これらの中心部間
隔をＸとした場合、被写体距離Ｌとから以下の関係を満
足するように設定する。

（Ｘ−W/2）L/f₂−WL/2f₂＜Ｋ ……（３） f₂:投光レンズ12の焦点距離 K:腰部（ウエスト）幅〔mm〕上記（３）式の左辺は第１図から被写体距離Ｌにおける
発光源15,16からの測距ビームのエッジ部間隔であり、
このエッジ部間隔が被写体人物に対応して予め設定され
た幅寸法Ｋに、身長180cmに対応する腰部幅寸法の250を
代入し、この250より小さくなるようにＸを設定する。
すなわち、Ｘは（３）式を変形することにより、次のよ
うに求められる。

Ｘ＜（250・f₂/L）＋Ｗ ……（３）′ 上記（３）′式に、（２）式を代入する。

Ｘ＜（250f₂・V/1800f₁）＋Ｗ ……（３）″ 上記（３）″式から、たとえば35mmカメラ（Ｖ＝24mm）
でf₁＝40mm、f₂＝12mmのレンズの場合、寸法ＸはＸ＜1.
0＋Ｗ〔mm〕として求められる。また、f₁が35mmになれ
ばＸ＜1.14＋Ｗ〔mm〕として求められる。

次に、なるべく少数の発光源を有効に利用する見地から
は、各測距ビームの被写体距離Ｌ上でのピッチ（中心部
間隔）は250mm以上でよい。すなわち、測距ビームのピ
ッイが250mm未満の場合は、２本の測距ビームにより同
一の人が照射されるためである。このため、寸法Ｘは次
の関係をも満足する必要がある。

（Ｘ＋W/2）L/f₂−WL/2f2≧Ｋ ……（４）上記４式の左辺は、第１図から明らかなように、被写体
距離Ｌにおける各測距ビームの中心部間隔であり、この
中心部間隔が被写体人物に対応して予め設定された幅寸
法Ｋ（腰部幅寸法）を250以上となるようにＸを設定す
る。すなわち、寸法Ｘは（４）式を変形することによ
り、次のように求められる。

Ｘ≧250f₂/L ……（４）′ 上記（４）′式に（２）式を代入する。

Ｘ≧250f₂・V/1800f₁ ……（４）″ 上述した（３）′式および（４）″式から、各発光源1
4,15,16の中心部間寸法Ｘは次式により求まる範囲に設
定すればよい。

250f₂・V/1800f₁≦Ｘ＜250f₂・V/1800f₁＋Ｗ上式を整理すると次のようになる。

5f₂・V/36f₁≦Ｘ＜5f₂・V/36f₁＋Ｗ ……（５）上式から、たとえば35mmカメラ（Ｖ＝24mm）で、f₁＝40
mm、f₂＝12mmのレンズ、Ｗ＝0.5mmの場合、寸法Ｘは、
1.0≦Ｘ＜1.5〔mm〕の範囲に設定すればよい。また、35
mmカメラ（Ｖ＝24mm）で、f₁＝35mm、f₂＝12mmのレン
ズ、Ｗ＝0.5mmの場合、寸法Ｘは1.14≦Ｘ＜1.64〔mm〕
の範囲に設定すればよい。

また、第５図は３本の測距ビームが被写体に向けて発射
され、左側のビームが被写体を照射している状態を示し
ている。このため、第２図で示した受光装置18への入射
光が存在し、三角測量が成立する。

そして、35mmカメラにおいて、f₁＝35mm、f₂＝12mm、Ｗ
＝0.55で、寸法Ｘを1.14≦Ｘ＜1.69の範囲内の1.4とし
た測距装置により各種シーンの実写テストを行なったと
ころ、各シーンにおいてそれぞれ良好な結果が得られ
た。

このように、被写体が人物であれば、少なくともアップ
シーンから全身撮影シーンまでの間では測距エラーは生
じることなく、高い測距精度を得ることができる。ま
た、基線長が不変であるため、距離の算出を瞬時に行な
うことができ、シャッタレリーズまでの数100msの時間
で余裕のある測距を行なうことができる。とくに、デジ
タル回路を用いて算出を行なう場合、同一の測距ビーム
が照射する地点の測距を繰返すので、記憶された平均値
を測距結果として出力でき、測距精度が向上する。

なお、上記実施例の説明は35mmカメラについて行なった
が、もちろんビデオカメラ等、他のカメラにも適用でき
る。

〔発明の効果〕

本発明のカメラの測距装置によれば、被写体となる人物
を全身撮影可能な被写体距離上における各発光源からの
隣合う測距ビームの間隔が、被写体人物に対応して設定
された幅寸法を基に、範囲内となるように、各発光源の
中心部間隔を設定したので、撮影上最も正確な測距を要
求される至近距離（アップシーン）から全身撮影が行な
われる距離までの間、距離エラーを生じることなく正確
な測距を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のカメラの測距装置の一実施例における
主要部を示す投光系平面図、第２図は同上適用対象とな
る測距装置の構成例を示す斜視図、第３図は第１図にお
ける発光源と投光レンズとの関係を示す拡大図、第４図
は第３図で示した発光源の別の構成例を示す断面図、第
５図は第１図の装置による被写体への測距ビーム照射状
態を説明する図である。 11……撮影レンズ、12……投光レンズ、14,15,16……発
光源、19……被写体。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】幅を有する複数の発光源を中心部間隔を保
って並置し、これら発光源から投光レンズを通して被写
体に測距ビームを照射し、測距を行なうカメラの測距装
置において、撮影レンズの焦点距離をf₁、投光レンズの焦点距離を
f₂、発光源の幅をＷ、前記撮影レンズの結像画面の縦方
向寸法をＶとし、この結像画面に前記撮影レンズにより
全身撮影可能な被写体距離に位置する被写体の人物の身
長をｈ、この身長ｈに対応してあらかじめ設定された幅
寸法をＫ、前記発光源の中心部間隔をＸとするとき、前
記投光レンズから前記被写体距離離れた位置における前
記各発光源からの隣合う測距ビームのエッジ部間隔が、
前記幅寸法Ｋより小さく、かつ、同位置における同測距
ビームの中心部間隔が前記幅寸法Ｋ以上となるように、
前記発光源の間隔Ｘを、Ｋ・f₂・V/（ｈ・f₁）≦Ｘ＜Ｋ・f₂・V/（ｈ・f₁）＋Ｗに設定したことを特徴とするカメラの測距装置。