JPH1048509A - カメラの測距装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 測距用の光の反射強度に依存せず近距離〜遠
距離まで同精度で測距可能な「パッシブ方式」ＡＦを基
本とした測距装置の改良により部品数を削減したピント
合わせの確実な小型カメラを提供すること。 【解決手段】 「パッシブ方式」ＡＦのため、二つのレ
ンズ1,2 に入射する光を各々一回だけ折り曲げ光学系の
取付け誤差や温度特性の誤差を最小限に抑制すると共
に、レンズに対応する二つのセンサ4a,4b 上の光量アン
バランスにも、所定の処理手順に基づいて対処し、光学
系の透過光も有効利用することで、測距で苦手な被写体
シーンの無い小型の測距装置を構成する。また、「アク
ティブ方式」ＡＦや、発光装置(30-33) をも効果的に併
用してさらに正確なピント合わせ可能な測距装置を構成
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はカメラの構成に関
し、カメラのオートフォーカス（自動測距：ＡＦと略称
す）などに用いられる測距装置の技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般の測距技術としては「三角測距」が
知られており、測距のための方式には、投光素子から測
距用光を投射して行う「アクティブ方式」と、二つのレ
ンズ位置から見た対象物の輝度分布の相関を利用する
「パッシブ方式」の二方式が知られ、多くのカメラに採
用されている。

【０００３】図１１（Ａ）に示す「アクティブ方式」で
三角測距を説明すると、光源２０からの測距用光はレン
ズ２１で集光投光され被写体Ｏ1 に反射し、その反射信
号光は受光レンズ２１を介し光位置検出素子（ＰＳＤ）
２３に入射すると光位置に依存した信号電流を出力す
る。この出力には信号光以外の光成分も含まれるので、
これを定常光除去回路２３ａで除去し、取り出された信
号成分から信号位置検出回路２３ｂで反射信号光位置を
求めるように構成されている。この反射信号光の入射位
置ｘは、両レンズの主点間距離（基線長）Ｓと、受光レ
ンズ２の焦点距離ｆが一定の時、「三角測距の原理」に
従い、被写体距離Ｌが大きい程小さく、距離が近い程、
大きな値となる。前述のように、信号位置検出回路２３
ｂによってこのｘを検出すれば、被写体距離が算出さ
れ、ｘは大きく変化するほど測距精度は向上するので、
Ｓまたはｆが大きい程、高精度の測距が可能となる。

【０００４】一方、図１１（Ｂ）に示す「パッシブ方
式」は、投光素子と光位置検出素子を有さず、代わり
に、被写体上の照明状態をパターンで検出する為の一対
のセンサ４ａ，４ｂを受光レンズ１，２の後ろにそれぞ
れ配置することで、レンズの視差により両センサ上に生
ずる光パターンのずれ具合が変化するので、前述同様の
三角測距の原理に従って測距が可能である。このパッシ
ブ方式の場合も、基線長や、焦点距離が大きい程、ずれ
具合が明瞭になる故に、より高精度な測距が行える。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
いずれの方式を採用したＡＦの場合でも、高精度化の為
に基線長を大きくすると、カメラ本体の大型化につなが
る。さらに「パッシブ方式」ではセンサ４ａ，４ｂを一
つのチップでセンサアレイとして形成する事が困難にな
る。一方、カメラの小型化をめざせば本体の奥行き制限
が厳しく、測距装置のｆ値も制限を受けやすい。また、
光路を光学的に何度も折り曲げ、小型のセンサアレイで
測距する従来の光学系は複雑化するほど部品点数が増
え、かつ光学系の取付け誤差や、温度特性がＡＦに悪影
響を及ぼす等の理由で、環境変化に弱いカメラになって
いた。

【０００６】また、これら二方式のＡＦは、それらに特
有の苦手とする被写体があり、アクティブ方式では信号
が届き難い遠距離の被写体に弱く、パッシブ方式では明
瞭な像が得られない低コントラスト被写体や、暗いシー
ンでの測距が苦手である。さらに、これら二方式でも、
測距しようとする部分に被写体が存在しない場合は正し
いピント合わせができなかった。

【０００７】以上の問題の対策のため特公昭５３−３２
６９９号公報には、ハーフミラー等を用いてＡＦ光学系
を折り曲げたついでに、透過光を観察してファインダに
兼用して測距するようにした提案もある。しかし、この
様にして三角測距用の一方の光だけを分割すると二つの
センサ上に生じる像が（例えば光量等が）アンバランス
となるので正確な測距は難しかった。また、特公平３−
７８６０３号公報には両方式を組み合わせたものもあっ
た。

【０００８】本発明は、測距用光の反射強度によらず、
近距離から遠距離まで同じ精度で測距可能な「パッシブ
方式」のＡＦを基本とした改良により、部品点数をでき
るだけ削減し、ピント合わせにおいて失敗の無い小型カ
メラの提供を目的としたものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】そこで本発明は、「パッ
シブ方式」のＡＦの二つの受光レンズに入射する光を各
々一回だけ折り曲げて光学系の取付け誤差や温度特性の
誤差を最小限に押さえると共に、両センサ上の光量アン
バランスにも対策し、その光学系を透過する光をも有効
に利用して、苦手とする被写体の無い小型のＡＦカメラ
を提供する。

【００１０】また、いわゆる「アクティブＡＦ」をも効
果的に併用し、さらに正確なピント合わせが可能なＡＦ
カメラを提供する。具体的には、 ［１］ 視差を有する複数のレンズと、これら複数のレ
ンズのそれぞれの焦点位置に置かれた複数の受光素子列
とを有し、それぞれの受光素子列に入射する光量分布に
基づいて被写体までの距離を測距する測距装置であっ
て、この複数のレンズとこの複数の受光素子列との間
に、この複数のレンズの入射光線を分割する光路分割手
段を配置し、この光路分割手段によって得られる複数の
光路を、測距以外の用途の光路と兼用することを特徴と
するカメラの測距装置を提供する。

【００１１】［２］ この測距以外の用途の光路は少な
くとも、ファインダ視野のためのファインダ光路か、測
光のための測光センサの受光光路か、被写体へ発光する
ための発光手段の投光光路、または、遠隔制御装置から
の遠隔制御光線の受光光路であることを特徴とする
［１］に記載のカメラの測距装置を提供する。

【００１２】［３］ 視差を有する複数のレンズと、こ
れら複数のレンズのそれぞれの焦点位置に置かれた複数
の受光素子列とを備え、それぞれの受光素子列に入射す
る光量分布に基づいて被写体までの距離を測距する第１
測距手段と、この第１測距手段の複数のレンズとこの複
数の受光素子列との間に配され、入射した光線を分割す
る光路分割手段と、この光路分割手段によって得られる
光路を介して、該被写体に向けて測距用の光束を投射す
る投射手段と、この投射による該被写体からの反射光を
受光する受光手段とを備え、更に、受光した反射光の光
路長に基づき該被写体までの距離を測距する第２測距手
段と、所定の測距条件に応じて、この第１測距手段また
はこの第２測距手段のいずれか一方を選択的に作動させ
る制御手段とを具備することを特徴とするカメラの測距
装置を提供する。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明について複数の実施形態を
例示して詳しく説明する。 （第１実施形態）図１には本発明のカメラの第１実施形
態に係わる測距装置の基本構造を示す。

【００１４】パッシブ方式の装置は、カメラに入射する
被写体からの反射光を集光するレンズ１，２と、これら
のレンズが集束した光をセンサアレイ４上に配された２
つのセンサ４ａ，４ｂに導くためのハーフミラー３とを
有している。このセンサアレイ４は、センサデータ読出
し回路（不図示）を内蔵したＩＣのクリアモールドパッ
ケージである。このパッケージはこのＩＣを実装する基
板５上に登載されていると共に、これらのセンサ４ａ，
４ｂの出力データから、２つのレンズ１，２の基線長や
焦点距離に基づいて、「パッシブ方式の三角測距の原
理」（参照：図１１（Ｂ））に従って、被写体までの距
離（被写体距離と略称する）を演算する演算手段（ＣＰ
Ｕ）１０が実装されている。

【００１５】この演算手段１０はワンチップマイコン等
によって構成され、一連の測距動作によって求められた
被写体距離に対して撮影レンズ（不図示）を適宜に制御
して「ピント合わせ」を行なう。二つのレンズ１，２か
らハーフミラー３を透過した光は、各々ファインダ用の
プリズム光学系７と、カメラの露出制御用の測光素子６
に導かれる。このファインダ用プリズム等のファインダ
光学系７は、図１中では円柱状に表現されているが、形
状にに限らず所定のミラー等を用いて光路が折り返さ
れ、カメラの厚み方向に長くならないように設定されて
いる。

【００１６】（作用効果１）基本的に、これらレンズ
１，２は同一の光学特性を有し、ハーフミラー３は両レ
ンズに対して同一なものを共用しているので、二つのセ
ンサ４ａ，４ｂ上の被写体像がアンバランスになること
はなく、また、カメラの厚み方向を増加する事なくレン
ズ１，２の焦点距離を長くでき、高精度の測距装置が提
供可能となる。

【００１７】また、撮影者９は、接眼レンズ８を介して
被写体を観察できるので、撮影者の狙った対象に対して
正しくピント合わせができ、測距装置と測光手段の間の
視差も無くなるので正しい被写体に対し正確な露出制御
が可能となる。

【００１８】（第２実施形態）前述した第１実施形態の
構成の一変形例として、図２に示すような構成も可能で
ある。すなわち、本第２実施形態に係わるカメラの測距
装置では、レンズ１，２を「プリズム状」のレンズで構
成し、これに保持部材１１を介してセンサ４ａ，４ｂへ
の結像機能と共に、ファインダ光学系７や測光センサ６
へも光をそれぞれ導く作用を併せ持った構造にしてい
る。

【００１９】図３（Ａ）はレンズ１側の光軸に沿った断
面を示し、ハーフミラー面１ａを有するプリズムレンズ
１が、保持部材１１の上に配置され、センサＩＣのパッ
ケージ４が、保持部材１１の下に取り付けられている。
ハーフミラー面は反射と透過の機能を有し、前方から入
射してミラー面１ａで鉛直下方に反射された光は上記セ
ンサＩＣに導かれて、得られた信号は露光制御に利用さ
れる。

【００２０】一方、直進した透過光はハーフミラー後方
のファインダ光学系７に導かれ、接眼レンズ８を介して
撮影者の目９に被写体像を提供する。図３（Ｂ）はレン
ズ２側の光軸に沿った断面を示し、ハーフミラー面２ａ
で反射した光は測距用センサ４ｂに導かれ、透過光は測
光センサ６に導かれる。レンズ２とＩＣパッケージのア
レイ４の間も保持部材１１で固定されている。

【００２１】図示の測光センサ６の受光面を二分割し、
図４のブロック図のようにこの一方を露出制御用センサ
６ａ、他方を、カメラ本体を離れた所から操作するため
のリモコン用の信号受光用センサ６ｂとして併設し、図
示するような回路構成によってカメラシステムを構成す
る。

【００２２】すなわち、図４によれば、前述の測距用セ
ンサ４ａ，４ｂからなるセンサアレイ４はセンサデータ
読出回路１４ａ，１４ｂにそれぞれ接続され、これらの
回路は、被写体像の明暗に応じて出力する光電流を積分
するコンデンサや、その積分電圧をＡ／Ｄ変換するＡ／
Ｄ変換器等から構成されている。また、こうして得られ
たデータを基にして、二つのセンサ上の被写体像の「レ
ンズ視差」に基づくずれ量が相関演算回路１３によって
計算される。これらは、図２に示すＩＣパッケージ４の
中の同一半導体チップ上に構成されている。

【００２３】一方、前述の露出用測光素子６ａは被写体
の輝度に応じた光電流を出力し、これに接続するＡＥ回
路１２は、その光電流をＡ／Ｄ変換して続くＣＰＵ１０
にデジタルデータとして入力する。また、リモコン用受
光素子６ｂの出力は、リモコン回路１５に入力される
が、この回路１５はリモコン送信機（不図示）の発する
所定の周波数の信号のみを増幅して、この信号パターン
をＣＰＵ１０に入力してＣＰＵ１０にリモコン信号が入
射したことを認識させる。

【００２４】なお、撮影者は、リモコン操作以外にも、
レリーズボタン（不図示）に連動するレリーズＳＷ１７
の操作によっても撮影指示を行うことができる。このよ
うな構成によって得られた測距結果や測光結果、及びリ
モコン信号受信の結果に基づいて、このＣＰＵ１０は、
撮影レンズのピント合わせ位置や露出制御を所定の演算
処理によって決定し、カメラの各部に適切な撮影動作を
行わせる。例えば、ピント合わせ時には、モータなどの
レンズ駆動するアクチュエータや、メカ機構から成るピ
ント合わせ手段１８を制御し、その後、シャッタ手段１
９を制御して適切な露出制御を行う。この際、測光素子
自体の特性のばらつきやセンサアレイ４ａ，４ｂの感度
ばらつき、および、光学系の完成度および取付け誤差に
基づくＡＦ手段（ピント合わせ手段１８を含む手段）の
測距特性の誤差は、あらかじめカメラ製造時に検査を行
ったうえでその誤差に対する補正データを電気的に書込
み可能なメモリ（例えば、ＥＥＰＲＯＭ）１６に記憶さ
せておくので、撮影時にＣＰＵ１０はこのメモリ中の補
正データを参照しながら最適な測距制御を行うこともで
きる。

【００２５】続いて、上述のような構成のカメラの各部
を制御するＣＰＵ１０の働きを、図５に示すフローチャ
ートに従って説明する。まず最初に、カメラのレリーズ
ＳＷまたはリモコン送信機が操作されたか否かを検知す
る（Ｓ１，Ｓ２）。これらの何れかが操作されると、上
述のＥＥＰＲＯＭ１６のデータ読出しを行い（Ｓ３）、
センサ６ａに入射した光量に従って測光を行う（Ｓ
４）。センサアレイ４ａ，４ｂの各センサの光電流を積
分する動作を行なわせるが（Ｓ５）、それをデータ読出
し手段を介して読み出し（Ｓ６）、相関演算手段１３が
この結果に基づき像のずれ量を検出する（Ｓ７）。な
お、このずれ量検出機能は、ＣＰＵ１０が所定のルーチ
ンに有してもよい。

【００２６】上記ステップによって得られたずれ量に基
づいて、ＣＰＵ１０はピント合わせ用の所定の距離算出
演算を行い（Ｓ８）、ピント合わせ手段１８を用いて撮
影レンズの合焦点制御を行う（Ｓ９）。また、測光結果
に基づき露出制御を行う（Ｓ１０）。

【００２７】（作用効果２）このように、本実施形態
は、測距装置とファインダに「視差」が無いので、狙っ
た被写体に対して正しくピントが合わせられると共に、
光学系を共用しているので部品点数の削減ができ、よっ
て、更に小型なカメラが提供できる。

【００２８】（第３実施形態）図６は本発明の第３実施
形態に係わるカメラの測距装置であり、図２に例示した
と同様に一対のプリズムレンズ１，２を採用している。
ただし、そのハーフミラー面で透過する光はファインダ
や測光素子に導かずに、図１１（Ａ）に示した「アクテ
ィブ方式」のＡＦ用に利用する。本実施形態は、「パッ
シブＡＦ」と共に「アクティブＡＦ」を効果的に組み合
わせてピント合わせの苦手な被写体パターンを減らして
いる。図１１（Ａ）でのアクティブ方式のＡＦは、被写
体の明るさに関係なく、反射信号光位置を求める必要が
あることから、光位置検出素子に入射する定常的な光に
よる光電流成分は除去する機能を有している。したがっ
て、パッシブ方式の苦手とする高輝度かつコントラスト
が低い被写体パターンに対しても良好な測距が可能であ
る。

【００２９】図６中のＣＰＵ１０が制御するドライバ手
段２１により電流を供給された赤外発光ダイオード（Ｉ
ＲＥＤ）２０が発光すると、この測距用光はレンズ１の
集光作用で被写体方向に投射される。そして、被写体か
らの反射信号光は、レンズ２によって光位置検出素子
（ＰＳＤ）２２に導かれる。この素子に接続してその出
力信号電流を演算するアクティブＡＦＩＣ２３は、入射
信号光位置信号をＣＰＵ１０に供給してくるので、ＣＰ
Ｕ１０はこの位置信号から前述の「三角測距の原理」で
被写体までの距離算出ができる。一方、受光レンズ反射
面で反射した光は、パッシブ方式の測距用センサに入射
する。

【００３０】よって、本第３実施形態によればパッシブ
方式とアクティブ方式の測距装置の双方の利点を活かし
た設計が可能となる。このような構成において、ＣＰＵ
１０は図７に示すようなフローチャートに基づく制御手
順に従って、ピント合わせのための距離を決定する。

【００３１】ステップＳ２０ではまず、ＩＣ４の「パッ
シブＡＦ」を作動させ、各センサの上に生じた像相対位
置差から、図１１（Ａ）に示した「三角測距の原理」に
基づいて距離Ｌp を求める。これと同時に、像のコント
ラストを検出し、例えばその時各センサアレイに入射す
る最大光量と最低光量の差に基づくコントラスト値Ｃp
を算出する（Ｓ２０）。

【００３２】この値Ｃp が小さいと明瞭な像の比較がで
きず、その時の測距結果は信頼性が低いと考えられる。
したがってこのコントラスト値Ｃp を所定の値Ｃp0（閾
値）と比較し（Ｓ２１）、もしＣp がこの閾値より小さ
い場合はステップＳ２３に分岐し、ドライバ２１を作動
させてＩＲＥＤ２０を発光させ、ＰＳＤ２２に入射した
反射信号光位置に従って、アクティブＡＦ動作を行う
（Ｓ２３）。その得られた結果をＬA とし、この距離に
対してピント合わせを行い（Ｓ２４）、撮影シーケンス
を行う（Ｓ２５）。

【００３３】一方、上記ステップＳ２１においてコント
ラストが閾値より高いと判定された場合には、「パッシ
ブＡＦ」の測距結果Ｌp に従ってピント合わせ制御を行
い（Ｓ２２）、同様に撮影シーケンスを行う（Ｓ２
５）。

【００３４】（作用効果３）このように本第３実施形態
では、「コントラストの低いものは測距できない」とい
う「パッシブＡＦ」の弱点を克服した測距装置の提供が
可能となる。また、この実施形態では、パッシブＡＦの
受光レンズの一方を利用して「アクティブＡＦ」の投光
を行なったので、測距ポイントに「視差」などに基づく
誤差を生じる事はなくなった。

【００３５】また、低コントラスト以外は「パッシブＡ
Ｆ」なので、遠距離の被写体など反射信号光量の低下に
より測距誤差を生じる「アクティブＡＦ」の欠点も克服
している。また、前述の第２実施形態と同様、レンズ
１，２は同一な光学特性を有するので、二つのセンサ４
ａ，４ｂが配されたセンサアレイ４上の被写体像がアン
バランスになることはなく、これらセンサ４ａ，４ｂを
二つのパッシブ／アクティブ方式に共用しているので、
カメラの部品数の削減ができる。また、カメラの厚み方
向を増やす事なくレンズ１，２からセンサアレイ４まで
の距離を長くすることができ、よって、高精度の測距装
置が提供可能となる。

【００３６】（第３’実施形態）次に、前述した図６が
示す構成であり、カメラが内蔵するいわゆる「露出補助
用」として使われるストロボ装置を測距に有効利用した
実施形態を説明する。発光源としてのキセノン管３１
は、ＣＰＵ１０が制御する発光手段３３に接続してい
る。この発光手段３３に高電圧のトリガ電圧を印加する
と、このキセノン管３１は充電回路３２が蓄えたエネル
ギーを瞬時に放電してストロボ発光する。

【００３７】図８のフローチャートには、このストロボ
の補助光の発光タイミングについて示されている。すな
わち、測距処理において、まず、被写体の輝度ＢV を測
定し所定の輝度Ｂv0（閾値）と比較する（Ｓ３０）。比
較の結果、所定の輝度ＢV0より小さい場合はステップＳ
３１に分岐し、測距の為にこのキセノン管３１を発光さ
せる（Ｓ３１）。キセノン管の光は、反射傘３０で広い
範囲に投射され、暗いシーンの被写体にも陰影を加える
故に、このようにして得られたコントラストによれば
「パッシブ方式」の測距が容易となる。しかし、これで
も明瞭なコントラスト値Ｃp が得られない場合もあり、
このことを判定するためにＣp と閾値Ｃp0とを比較する
（Ｓ３２）。やはり所定以上のコントラストが得られな
い場合は、ステップＳ３５に分岐し、ＩＲＥＤ２０を発
光させてＰＳＤ２２でその反射信号を受光し、「アクテ
ィブ方式」の測距を行う（Ｓ３５）。そしてこの得られ
た距離をＬA としてそこにピントを合わせ（Ｓ３６）、
撮影シーケンスを行う（Ｓ３８）。

【００３８】一方、上記ステップＳ３０において、輝度
Ｂv が所定値Ｂv0より明るい場合は、補助照明なしにセ
ンサアレイ４の上の相対像位置差から「パッシブ方式」
の測距を行う（Ｓ３３）。この際、所定以上のコントラ
ストがあれば、この得られた距離をＬP としてそこにピ
ントを合わせ（Ｓ３７）、撮影シーケンスを行う（Ｓ３
８）。

【００３９】しかし、被写体に所定のコントラストがな
ければ正しい測距ができ難いので、ステップＳ３５へ分
岐して前述同様の測距を行う。 （作用効果３’）このように、本実施形態によれば、被
写体の明暗、コントラストの有無に関わらず、正しいピ
ント合わせが可能となる。つまり、遠い被写体はアクテ
ィブＡＦを苦手とするが、遠くて明るい所にいる人物な
ら輪郭や影によってパッシブ方式による測距が可能であ
る。例えば、被写体が風景の場合は、アクティブ測距時
の反射光が著しく少ないので、その程度により適宜、無
限遠にピント合わせをすればよい。このように本実施形
態によれば、ほとんどの被写体にピント合わせが可能と
なる。

【００４０】（第３”実施形態）さらに、カメラのピン
ト合わせが難しい被写体の例としては、例えば図１２の
ようなシーンがある。特にアクティブＡＦでは、図１２
のようなシーンにおいて画面中心以外に存在（オフセン
ター）する被写体Ｏ2 に対して正しくピント合わせしよ
うとすれば、その方向にも測距用光を投射する必要があ
る。一般にＩＲＥＤ等を動かして所望の投光方向切替え
を行うと、位置の誤差等により正確な測距ができなくな
るので、多数の発光素子を備えて順次光らせる技術もあ
るが、発光素子を増加させれることでドライバの数も増
加し、その結果、コスト、スペース上の問題を生じてし
まう。

【００４１】そこで図１１（Ｂ）が示すようなパッシブ
方式を採用するセンサでは、レンズ１の光軸上の被写体
Ｏ1 ではなく、横にずれた位置の被写体Ｏ2 に対して測
距を行なおうとする場合、光軸から離れた位置にまでセ
ンサを配列（アレイ）するだけでよい。センサ数は多少
増加するが、比較的容易にいわゆる「多点測距」が可能
となる。つまり、レンズ１の光軸上のセンサ上の像では
なく、ずれた位置のセンサ上の被写体像と一致する被写
体像位置をセンサ４ｂ上で検出できれば、その相対位置
ずれ量から三角測距の原理により被写体Ｏ2 の測距が可
能となる。このような特性も加味し、なおかつパッシブ
ＡＦの更なる弱点である暗い所や、高輝度下の低コント
ラスト被写体まで正しく測距できるように動作手順を改
良したものが、図９に示すフローチャートである。

【００４２】また、この実施形態の装置としての基本構
成は図６に示したと同様であり、センサアレイ４の感度
を「赤外」領域まで持たせ、ＩＲＥＤ２０をパッシブ測
距時の「補助光」としても利用できるように改良してい
る。

【００４３】つまり、暗いシーンでは被写体の輝度分布
に明瞭な変化が無いので、光をカメラ側から発光してや
りパッシブな測距を可能とした。しかし、それでも明る
いシーンの低コントラストの被写体では、補助光の光量
が太陽光などに比べると小さいため、正しい測距はでき
ない。そこで、太陽光などの定常的に被写体を照明して
いる定常光成分を除去し、カメラ側から投射した測距用
光（ＩＲＥＤ２０の光）の反射信号光のみを抽出するア
クティブＡＦの技術を併用して、図１２のようなシーン
（即ち、被写体人物がオフセンターの場合）にも対応し
ている。

【００４４】なお、この信号光抽出技術としては、例え
ば、定常光電流をサンプルホールドした状態で測距用光
を投射し、その時の変化成分を測距信号として利用する
方式や、変調した測距信号を投射しバンドパスフィルタ
などで特定周波数の信号のみを増幅する方式を採用す
る。

【００４５】この図９のフローチャートによれば、ま
ず、パッシブ方式のＡＦが補助光なしに測距が行なえる
明るさか否かを判定し（Ｓ４０）、もし、充分明るい場
合は図１１（Ｂ）で説明したパッシブ方式の三角測量の
方法で、次からのステップで画面内左右および中央に対
応する３つの測距ポイント（図１２中のｐ1,ｐ2,ｐ3）
での測距と、各測距ポイントのコントラスト値を検出す
る（Ｓ４１〜Ｓ４３）。

【００４６】もし、このコントラスト値が小さい場合
は、そのポイントｐn(n=1,2,3,) の測距結果は信頼性が
低いので、次からのステップでは、このようなポイント
を除去して主要被写体距離Ｌp を求める。この実施形態
では、「主要被写体は最至近にいるはずである」と仮定
して、得られた測距結果より最至近選択によりＬp を求
めている（Ｓ４４，Ｓ４５）。

【００４７】また、いずれの測距ポイントもコントラス
トが低い場合は、ＩＲＥＤ２０を発光させ（Ｓ４６）、
ＰＳＤ２２で反射信号光を受光して、「アクティブ方
式」の測距を行う。この方式では、前述のように定常光
は除去し信号光のみを抽出して測距ができるので、この
様な高輝度低コントラストの被写体に対しても正しい測
距が可能である。よって、この様なシーンでは、このア
クティブＡＦの結果を優先し、その結果得られた距離Ｌ
A にピント合わせを行う（Ｓ４７）。

【００４８】一方、上記ステップＳ４０における判定の
結果、暗いシーンではステップＳ５０に分岐して、ＩＲ
ＥＤ２０を投射してこれを補助光とした上で「パッシブ
ＡＦ」を行う（Ｓ５０）。この場合、ＩＲＥＤ２０はあ
まり広い範囲の照射はできないので、照射領域のみの測
距範囲とする。この際、同時にコントラストをチェック
し（Ｓ５１）、この結果が低いコントラストならステッ
プＳ４６にて「アクティブＡＦ」を行う。またコントラ
ストが充分ならば、このとき得られた距離にピント合わ
せを行い（Ｓ５２）、撮影シーケンスに入る（Ｓ５
３）。

【００４９】（作用効果３”）よって、この実施形態に
よっても前述の（作用効果３’）とほぼ同等な効果が得
られる。

【００５０】（第４実施形態）本発明の第４実施形態に
係わるカメラの測距装置は、一度に全センサアレイの出
力を記憶したり、ＣＰＵに取り込むことが可能な方式の
システムならば図１０に示すようなフローチャートの処
理手順が可能である。

【００５１】基本構成は、前述の図６に示した構成と実
質的に同一なものを想定し、普段は露出補助用として使
われるカメラ内蔵のストロボ装置が、図７と同様に、Ａ
Ｆ用補助光源として有効活用されている。しかし、本来
はアクティブＡＦ用であるＩＲＥＤ２０もパッシブＡＦ
用として利用される。これらの使い分けを説明すると、
大光量で広範囲を照射できるストロボ光は、画面内を均
一に照らすので本来コントラストが有るにも係わらず、
低輝度な故に測距できない被写体に有効である。ストロ
ボの広い照射角と、センサアレイの多点測距できる範囲
から、被写体は画面内センターにいる必要はない。

【００５２】しかし、一般に、ストロボ光は充電された
エネルギーの放電によって発光が行われるので一瞬しか
光らず、かつ均一なのでコントラストの無い被写体に対
してはコントラストを与えることができない。その点、
アクティブＡＦ用のＩＲＥＤの光は、集光性もよく狭い
範囲ながら長時間の発光が可能である。したがって、低
輝度時には、例えば被写体が遠距離にあっても、長時間
発光させれば積分効果によって、コントラストの無い被
写体に明瞭なコントラストを与えることができる。近距
離の被写体ならば更に有効である。また、この様なコン
トラストを作るのに有効なＩＲＥＤによる補助光も、明
るいシーンでは、環境の光にかき消されて効果が期待で
きないので、この場合にはアクティブＡＦの定常光除去
効果が有効である。

【００５３】よって、上述のような理由を基にして改良
した処理手順を、図１０のフローチャートに例示する。
まず、被写体輝度の判定を行ない（Ｓ６０）、各センサ
４ａ，４ｂアレイの出力をＣＰＵ１０に入力しＣＰＵ１
０がそれを像出力として記憶するが、「低輝度」と判定
されていた場合は、像検出時にストロボ補助光を照射し
て被写体がもつコントラストを強調する（Ｓ７０）。続
いて、この低輝度状態である事を記憶するためにＣＰＵ
１０は低輝度フラグをＨ(=1)に設定する（Ｓ７１）。

【００５４】一方、被写体輝度が「高輝度」と判定され
た場合には、補助光照射は無駄であり、補助光無しで像
信号検出を行なう（Ｓ６１）。続いて低輝度フラグをＬ
(=0)に設定する（Ｓ６２）。

【００５５】このようにして、二つのレンズを通して得
られた、被写体の像信号のズレから図１１（Ｂ）で示し
た「三角測距の原理」で被写体距離の検出を行なうが、
基準となるセンサ位置を次からのステップ（Ｓ６３〜Ｓ
６５）にて切り換えて、測距の方向を切換える。これに
より、Ｌ（左）、Ｃ（中央）、Ｒ（右）の画面内３ポイ
ントの測距が可能となる。しかし、コントラストの低い
像信号は測距用として不適切なのでこれは除去し（Ｓ６
６）、信頼性のあるものから最至近の測距結果を求め
（Ｓ８３）、この結果にピント合わせを行ない露出を行
なう（Ｓ８４）。

【００５６】全てのセンサが低コントラストを示すか否
かの判定を行い（Ｓ６７）、その場合は何等かの対策が
必要となり、例えばこの場合、先に求めた低輝度フラグ
の判定結果に基づいて（Ｓ８０）、もし低輝度ならは、
ストロボ光より集光性が優れ被写体上にコントラストを
形成できるＩＲＥＤ２０を照射して補助光源とする（Ｓ
８１）。この照射のとき、ＩＲＥＤ２０の光は画面中央
部用のセンサにしか入射しないので、画面中央部の像信
号をＣＰＵ１０は優先して取り込み、その結果えられた
値に基づき所定の測距演算を行なう。

【００５７】このＩＲＥＤ２０の補助光も高輝度時には
周囲の光にかき消されてしまうので、低輝度フラグがＬ
(=0)の場合は定常光を除去して測距可能なアクティブ方
式の測距を、ＩＲＥＤ２０の発光およびＰＳＤ２２での
受光によって行なう。なお、この際の測距原理も、図１
１（Ａ）にて説明した方法と同様に行う。

【００５８】（作用効果４）このように、本第４実施形
態では、暗いシーンで画面中央部に被写体が存在しない
シーンでも、広い範囲を照射するストロボ光により正し
くピント合わせが可能となる。また、明瞭なコントラス
トが無い被写体でもＩＲＥＤを用いるので測距が可能で
あり、従来から、パッシブＡＦが苦手としていた高輝度
の低コントラスト被写体も「アクティブＡＦ」で測距が
可能となるので、あらゆるシーンで正しいピント合わせ
が可能となる。

【００５９】以上、本発明を複数の例に基づき説明した
が、本明細書中には以下の発明が含まれる。 ［１］ 視差を有する複数のレンズと、これら複数のレ
ンズのそれぞれの焦点位置に置かれた複数の受光素子列
と、を有し、それぞれの受光素子列に入射する光量分布
に基づいて被写体までの距離を測距する測距装置であっ
て、前記複数のレンズと前記複数の受光素子列との間
に、前記複数のレンズの入射光線を分割する光路分割手
段を配置し、この光路分割手段によって得られる複数の
光路を測距以外の用途の光路と兼用することを特徴とす
るカメラの測距装置。

【００６０】［２］ 前記測距以外の用途の光路は少な
くとも、ファインダ視野のためのファインダ光路か、測
光のための測光センサの受光光路か、被写体へ発光する
ための発光手段の投光光路または、遠隔制御装置からの
遠隔制御光線の受光光路であることを特徴とする［１］
に記載のカメラの測距装置。

【００６１】［３］ 視差を有する複数のレンズと、こ
れら複数のレンズのそれぞれの焦点位置に置かれた複数
の受光素子列と、を備え、それぞれの受光素子列に入射
する光量分布に基づいて被写体までの距離を測距する第
１測距手段と、前記第１測距手段の複数のレンズと前記
複数の受光素子列との間に配され、入射した光線を分割
する光路分割手段と、前記光路分割手段によって得られ
る光路を介して、該被写体に向けて測距用の光束を投射
する投射手段と、この投射による該被写体からの反射光
を受光する受光手段とを備え、受光した反射光の光路長
に基づき該被写体までの距離を測距する第２測距手段
と、所定の測距条件に応じて、前記第１測距手段または
前記第２測距手段のいずれか一方を選択的に作動させる
制御手段と、を具備することを特徴とするカメラの測距
装置。

【００６２】そのほかに次のような発明も含まれる。 （１） 被写体からの光を異なる位置に設けた第１と第
２のレンズにて受光し、それぞれの透過光の光分布を検
出する受光素子列と、上記第１、第２のレンズによる透
過光の光分布の相対位置に基づいて、上記被写体までの
距離を検出するカメラの測距装置において、上記第１、
第２のレンズと上記受光素子列との間に、光路を分割す
る分割光学系を設けたことを特徴とするカメラの測距装
置。

【００６３】（２） 上記第１、第２のレンズの一方を
通過した光の一部が、カメラのファインダ光学系に入射
し、他方のレンズを通過した光の一部が、カメラの露出
制御用の測光用センサに入射することを特徴とする
（１）に記載のカメラの測距装置。

【００６４】（３） 上記被写体に対して測距用の光束
を投射する投光手段をさらに具備し、上記第１、第２の
レンズの一方を通過した光の一部が、上記受光素子列と
は別体に設けられた、上記測距用光束による上記被写体
からの反射光を受光するためのセンサに入射することを
特徴とする（１）に記載のカメラの測距装置。

【００６５】（４） 被写体に対して測距用の光束を投
射する投光手段と、この被写体からの反射光を受光し、
その反射光の入射位置を検出する光位置検出手段と、上
記被写体の像を視差を有する複数の光路を介して検出
し、それぞれの被写体像の相対位置差を検出する複数の
センサアレイと、上記光位置検出手段の出力、または上
記複数のセンサアレイ上の被写体像の相対位置差に基づ
いて、上記被写体までの距離を演算する演算制御手段
と、を具備し、上記センサアレイによる受光時にも上記
投光手段を作動させることを特徴とするカメラも測距装
置。

【００６６】（５） 被写体の輝度が高く、コントラス
トが低いときには、上記光位置検出素子の出力を優先し
て用いることを特徴とする（４）に記載のカメラの測距
装置。

【００６７】（６） ストロボ装置を内蔵するカメラに
おいて、被写体に対し測距用の光束を投射するための発
光素子と、撮影画面内の複数の点を測距する第１の測距
用受光素子と、画面内の一点を測距する第２の受光素子
と、を具備し、上記第１の受光素子を用いるときは上記
ストロボ装置を発光させ、上記第２の受光素子を用いる
ときは上記発光素子を作動させるように制御することを
特徴とするカメラの測距装置。

【００６８】

【発明の効果】以上説明したように、２つのレンズは同
一の光学特性を有し、ハーフミラーは両レンズに対して
同じものを利用するので、２つのセンサ上の被写体像が
アンバランスになることはなく、また、カメラの厚み方
向を増やす事なくレンズの焦点距離を長くできＡＦの性
能を向上できる。

【００６９】よって、本発明によれば、「パッシブ方
式」のＡＦの２つのレンズに入射する光を各々一回だけ
折り曲げて光学系の取付け誤差や温度特性の誤差を最小
限にすると共に、両センサ上の光量アンバランスにも配
慮し、光学系の透過光をも有効に利用して、苦手な被写
体の無い小型のＡＦカメラを提供できる。

【００７０】また、「アクティブＡＦ」と「パッシブＡ
Ｆ」との効果的な組合わせにより、ピント合わせも更に
正確なカメラを提供できる。よって、以上の本発明によ
れば、測距用光の反射強度によらず、近距離から遠距離
まで同じ精度で測距可能な「パッシブ方式」のＡＦを基
本とした及びその改良により、部品点数を削減し、ピン
ト合わせの失敗の無い小型のカメラを提供することが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係わるカメラの測距装
置を示す斜視図。

【図２】本発明の第２実施形態に係わるカメラの測距装
置を示す斜視図。

【図３】（Ａ）は、第２実施形態の測距装置の一つの光
軸に沿った断面図、（Ｂ）は、第２実施形態の測距装置
の他の光軸に沿った断面図。

【図４】本発明のカメラの測距装置に関わる主要部のブ
ロック構成図。

【図５】本発明の第２実施形態に係わるカメラの測距の
シーケンスの手順を示すフローチャート。

【図６】本発明の第３実施形態に係わるカメラの測距装
置を示す斜視図。

【図７】第３実施形態の測距の基本的処理手順を示すフ
ローチャート。

【図８】第３’実施形態の測距の詳細な処理手順を示す
フローチャート。

【図９】第３”実施形態の測距の詳細な処理手順を示す
フローチャート。

【図１０】第４実施形態の測距の詳細な処理手順を示す
フローチャート。

【図１１】（Ａ）は、アクティブ方式の三角測距の原理
を示す説明図、（Ｂ）は、パッシブ方式の三角測距の原
理を示す説明図。

【図１２】ある撮影シーンの複数の測光ポイントの位置
を示す説明図。

【符号の説明】

１，２…レンズ（プリズムレンズ）、 ３…ハーフミラー、 ４…センサアレイ（ＩＣパッケージ）、 ５…基板、６…測光素子（測光センサ）、 ７…ファインダ光学系、 ８…接眼レンズ、 １０…ＣＰＵ（演算手段）、 １１…保持部材、 １２…ＡＥ回路、 １３…相関演算回路、 １４ａ，１４ｂ…データ読出し回路、 １５…リモコン回路、 １６…ＥＥＰＲＯＭ、 １７…レリーズＳＷ、 １８…ピント合わせ手段、 １９…シャッタ手段、 ２０…赤外発光ダイオード（ＩＲＥＤ）、 ２１…ドライバ手段、 ２２…光位置検出素子（ＰＳＤ）、 ２３…アクティブＡＦＩＣ、 ３０…反射傘、 ３１…キセノン管、 ３２…充電回路、 ３３…発光手段。 Ｏ1 ，Ｏ2 …被写体、 ｐ1 ，ｐ2 ，ｐ3 …測光ポイント。 Ｓ１〜Ｓ１０…第２実施形態の測距シーケンス、 Ｓ２０〜Ｓ２５…第３実施形態の測距シーケンス、 Ｓ３０〜Ｓ３８…第３’実施形態の測距シーケンス、 Ｓ４０〜Ｓ５３…第３”実施形態の測距シーケンス、 Ｓ６０〜Ｓ８４…第４実施形態の測距シーケンス。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 視差を有する複数のレンズと、これら複
   数のレンズのそれぞれの焦点位置に置かれた複数の受光
   素子列と、を有し、それぞれの受光素子列に入射する光
   量分布に基づいて被写体までの距離を測距する測距装置
   であって、 前記複数のレンズと前記複数の受光素子列との間に、前
   記複数のレンズの入射光線を分割する光路分割手段を配
   置し、この光路分割手段によって得られる複数の光路
   を、測距以外の用途の光路と兼用することを特徴とする
   カメラの測距装置。
2. 【請求項２】 前記測距以外の用途の光路は少なくと
   も、ファインダ視野のためのファインダ光路か、測光の
   ための測光センサの受光光路か、被写体へ発光するため
   の発光手段の投光光路、または、遠隔制御装置からの遠
   隔制御光線の受光光路であ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】 視差を有する複数のレンズと、これら複
   数のレンズのそれぞれの焦点位置に置かれた複数の受光
   素子列と、を備え、それぞれの受光素子列に入射する光
   量分布に基づいて被写体までの距離を測距する第１測距
   手段と、 前記第１測距手段の複数のレンズと前記複数の受光素子
   列との間に配され、入射した光線を分割する光路分割手
   段と、 前記光路分割手段によって得られる光路を介して、該被
   写体に向けて測距用の光束を投射する投射手段と、この
   投射による該被写体からの反射光を受光する受光手段
   と、を備え、受光した反射光の光路長に基づき該被写体
   までの距離を測距する第２測距手段と、 所定の測距条件に応じて、前記第１測距手段または前記
   第２測距手段のいずれか一方を選択的に作動させる制御
   手段と、を具備することを特徴とするカメラの測距装
   置。