JP2000258155A - 測距装置 - Google Patents
測距装置Info
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- JP2000258155A JP2000258155A JP11066178A JP6617899A JP2000258155A JP 2000258155 A JP2000258155 A JP 2000258155A JP 11066178 A JP11066178 A JP 11066178A JP 6617899 A JP6617899 A JP 6617899A JP 2000258155 A JP2000258155 A JP 2000258155A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 距離情報を得る範囲が広く、得られる距離情
報の精度が高い簡素な構成の測距装置を提供する。 【解決手段】 1対の光学系と1対のエリアセンサを備
え、光学系によりエリアセンサ上に対象物の像をそれぞ
れ形成して、両像の基線長方向の相対位置から対象物ま
での距離を測定する測距装置において、エリアセンサの
短辺方向を光学系の基線長方向に一致させることによ
り、収差に起因する基線長方向の像のぼけを小さくす
る。1対のエリアセンサに代えて複数対のラインセンサ
を備える構成もあり、各ラインセンサを基線長方向に平
行に配置して、両端のラインセンサ間の距離を各ライン
センサの長さよりも大きくする。
報の精度が高い簡素な構成の測距装置を提供する。 【解決手段】 1対の光学系と1対のエリアセンサを備
え、光学系によりエリアセンサ上に対象物の像をそれぞ
れ形成して、両像の基線長方向の相対位置から対象物ま
での距離を測定する測距装置において、エリアセンサの
短辺方向を光学系の基線長方向に一致させることによ
り、収差に起因する基線長方向の像のぼけを小さくす
る。1対のエリアセンサに代えて複数対のラインセンサ
を備える構成もあり、各ラインセンサを基線長方向に平
行に配置して、両端のラインセンサ間の距離を各ライン
センサの長さよりも大きくする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、1対の光学系によ
って対象物の1対の像を形成し、光学系の基線長方向の
両像の相対位置に基づいて対象物までの距離に関する情
報を得る測距装置に関し、より詳しくは、受光領域が2
次元の光センサで対象物の像の位置を検出する測距装置
に関する。
って対象物の1対の像を形成し、光学系の基線長方向の
両像の相対位置に基づいて対象物までの距離に関する情
報を得る測距装置に関し、より詳しくは、受光領域が2
次元の光センサで対象物の像の位置を検出する測距装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】撮影レンズの焦点を対象物に自動的に合
わせるオートフォーカス(AF)カメラには、対象物ま
での距離に関する情報を得るための測距装置が備えられ
ている。測距装置は、通常、それぞれ対象物からの光を
結像させる1対の光学系と、これらの光学系からの光を
受ける1対のラインセンサとで構成される。2つの光学
系は互いの光軸が平行になるように並べて配置される。
2つの光学系の中心間距離は基線長と呼ばれ、基線長方
向は長方形である撮影画面あるいはファインダ画面の長
辺に対して平行に設定される。2つのラインセンサは、
2つの光学系の光軸に直交する直線上に配置される。
わせるオートフォーカス(AF)カメラには、対象物ま
での距離に関する情報を得るための測距装置が備えられ
ている。測距装置は、通常、それぞれ対象物からの光を
結像させる1対の光学系と、これらの光学系からの光を
受ける1対のラインセンサとで構成される。2つの光学
系は互いの光軸が平行になるように並べて配置される。
2つの光学系の中心間距離は基線長と呼ばれ、基線長方
向は長方形である撮影画面あるいはファインダ画面の長
辺に対して平行に設定される。2つのラインセンサは、
2つの光学系の光軸に直交する直線上に配置される。
【0003】2つの光学系よって形成される2つの像の
基線長方向の相対位置は、光学系に対する光の入射角に
よって変わる。したがって、2つのラインセンサ上の像
の相対位置は対象物までの距離に依存し、検出した2つ
の像の相対位置から対象物までの距離に関する情報を得
ることができる。
基線長方向の相対位置は、光学系に対する光の入射角に
よって変わる。したがって、2つのラインセンサ上の像
の相対位置は対象物までの距離に依存し、検出した2つ
の像の相対位置から対象物までの距離に関する情報を得
ることができる。
【0004】AFカメラには、対象物からの光を測距装
置の2つの光学系で直接受ける外光パッシブ方式と、撮
影レンズを透過した後の光を測距装置の2つの光学系に
導くTTL方式がある。外光パッシブ方式では、2つの
光学系に対する対象物からの光の入射角は対象物までの
距離に直接依存するから、基線長をはじめとする測距装
置の設定条件と像の相対位置に基づいて対象物までの距
離を直接算出することが可能であり、算出した距離に応
じて撮影レンズの焦点調節が行われる。
置の2つの光学系で直接受ける外光パッシブ方式と、撮
影レンズを透過した後の光を測距装置の2つの光学系に
導くTTL方式がある。外光パッシブ方式では、2つの
光学系に対する対象物からの光の入射角は対象物までの
距離に直接依存するから、基線長をはじめとする測距装
置の設定条件と像の相対位置に基づいて対象物までの距
離を直接算出することが可能であり、算出した距離に応
じて撮影レンズの焦点調節が行われる。
【0005】TTL方式では、2つの光学系への光の入
射角に撮影レンズの焦点状態も関与するから、撮影レン
ズの焦点状態を考慮しなければ、対象物までの距離を2
つの像の相対位置から直接求めることはできない。そこ
で、2つの像の相対位置から、撮影レンズの焦点が対象
物よりも手前に合っているか遠方に合っているかの情報
を得て、これに基づいて撮影レンズの焦点を調節するよ
うにしている。
射角に撮影レンズの焦点状態も関与するから、撮影レン
ズの焦点状態を考慮しなければ、対象物までの距離を2
つの像の相対位置から直接求めることはできない。そこ
で、2つの像の相対位置から、撮影レンズの焦点が対象
物よりも手前に合っているか遠方に合っているかの情報
を得て、これに基づいて撮影レンズの焦点を調節するよ
うにしている。
【0006】近年では、画素が1次元に配列されたライ
ンセンサに代えて、画素が2次元に配列されたエリアセ
ンサ、あるいは基線長方向に対して垂直な方向にずらし
て配置された複数対のラインセンサを備えた測距装置が
実用化されている。このように2次元に広がる受光領域
を有する光センサを使用すると、1部位だけでなく、広
い範囲内の複数の部位について距離に関する情報を得る
ことが可能になる。その結果、対象物に対するカメラの
向きの制約が少なくなり、また、得られた複数の情報か
らより精度の高いものを選択して利用することができ
る。
ンセンサに代えて、画素が2次元に配列されたエリアセ
ンサ、あるいは基線長方向に対して垂直な方向にずらし
て配置された複数対のラインセンサを備えた測距装置が
実用化されている。このように2次元に広がる受光領域
を有する光センサを使用すると、1部位だけでなく、広
い範囲内の複数の部位について距離に関する情報を得る
ことが可能になる。その結果、対象物に対するカメラの
向きの制約が少なくなり、また、得られた複数の情報か
らより精度の高いものを選択して利用することができ
る。
【0007】受光領域が2次元に広がる光センサを備え
る測距装置では、光センサの受光領域すなわち距離情報
を得る2次元の範囲は、カメラの撮影画面またはファイ
ンダ画面に対応して長方形に設定されている。また、基
線長方向も、ラインセンサを1対のみ備える測距装置と
同様に、撮影画面またはファインダ画面の長辺に平行に
設定されている。したがって、距離情報を得る範囲は基
線長方向に長い長方形となっている。
る測距装置では、光センサの受光領域すなわち距離情報
を得る2次元の範囲は、カメラの撮影画面またはファイ
ンダ画面に対応して長方形に設定されている。また、基
線長方向も、ラインセンサを1対のみ備える測距装置と
同様に、撮影画面またはファインダ画面の長辺に平行に
設定されている。したがって、距離情報を得る範囲は基
線長方向に長い長方形となっている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】測距装置に用いられる
光学系は簡素なものであり、通常、1つの凸レンズで構
成される。このため、光学系によって形成される像には
像面湾曲をはじめとする種々の収差が生じる。光センサ
は、2次元の受光領域が光学系の光軸に対して垂直にな
るように配置されるが、収差の結果、センサ上に形成さ
れる像には像高すなわち光学系の光軸からの距離に応じ
てぼけが発生する。
光学系は簡素なものであり、通常、1つの凸レンズで構
成される。このため、光学系によって形成される像には
像面湾曲をはじめとする種々の収差が生じる。光センサ
は、2次元の受光領域が光学系の光軸に対して垂直にな
るように配置されるが、収差の結果、センサ上に形成さ
れる像には像高すなわち光学系の光軸からの距離に応じ
てぼけが発生する。
【0009】エリアセンサを例にとって、2次元の受光
領域上での像のぼけの様子を図8に模式的に示す。図8
において、斜線を付した範囲は、エリアセンサS上の異
なる部位に形成された同一径の点状物の像を表してい
る。光学系の光軸AXとの交点上に形成される像にはぼ
けはほとんど生じないが、像が光軸AXから離れるにつ
れてぼけが現れてくる。このぼけは光軸から離れるほど
大きくなり、像高のおよそ2乗に比例する。したがっ
て、エリアセンサSの周辺部に形成される像のうち、長
辺方向の両端部(短辺近傍)の像の方が、短辺方向の両
端部(長辺近傍)の像よりも、はるかに大きくぼけるこ
とになる。
領域上での像のぼけの様子を図8に模式的に示す。図8
において、斜線を付した範囲は、エリアセンサS上の異
なる部位に形成された同一径の点状物の像を表してい
る。光学系の光軸AXとの交点上に形成される像にはぼ
けはほとんど生じないが、像が光軸AXから離れるにつ
れてぼけが現れてくる。このぼけは光軸から離れるほど
大きくなり、像高のおよそ2乗に比例する。したがっ
て、エリアセンサSの周辺部に形成される像のうち、長
辺方向の両端部(短辺近傍)の像の方が、短辺方向の両
端部(長辺近傍)の像よりも、はるかに大きくぼけるこ
とになる。
【0010】例えば、135フォーマットのフィルムの
撮影画面の縦横比は2:3であり、エリアセンサをこれ
と相似形とすると、ぼけの大きさの縦横比は4:9とな
って、長辺方向両端部のぼけは短辺方向両端部のおよそ
2倍となる。APSフォーマットのフィルムの撮影画面
の縦横比は9:16であり、エリアセンサを相似形とす
ると、長辺方向両端部のぼけは短辺方向両端部のおよそ
3倍にもなる。
撮影画面の縦横比は2:3であり、エリアセンサをこれ
と相似形とすると、ぼけの大きさの縦横比は4:9とな
って、長辺方向両端部のぼけは短辺方向両端部のおよそ
2倍となる。APSフォーマットのフィルムの撮影画面
の縦横比は9:16であり、エリアセンサを相似形とす
ると、長辺方向両端部のぼけは短辺方向両端部のおよそ
3倍にもなる。
【0011】像のぼけはコントラストの低下を招く。図
8の直線A−Aおよび直線B−B上での像のコントラス
トを図9および図10にそれぞれ示す。これらの図にお
いて、(a)は一定間隔で白黒パターンが形成されたス
テップチャートの輝度を表し、(b)はエリアセンサS
上に形成されたステップチャートの像の輝度を表してい
る。図9(b)と図10(b)に示したように、エリア
センサの長辺方向の両端部のコントラストは、短辺方向
の両端部のコントラストに比べて大きく低下する。コン
トラストが低下すると像の相対位置の検出が不正確にな
り、当然、得られる距離情報の精度も低下する。
8の直線A−Aおよび直線B−B上での像のコントラス
トを図9および図10にそれぞれ示す。これらの図にお
いて、(a)は一定間隔で白黒パターンが形成されたス
テップチャートの輝度を表し、(b)はエリアセンサS
上に形成されたステップチャートの像の輝度を表してい
る。図9(b)と図10(b)に示したように、エリア
センサの長辺方向の両端部のコントラストは、短辺方向
の両端部のコントラストに比べて大きく低下する。コン
トラストが低下すると像の相対位置の検出が不正確にな
り、当然、得られる距離情報の精度も低下する。
【0012】ところが、従来の測距装置では、前述のよ
うに、距離情報を得る範囲を基線長方向に長い長方形と
している。このため、基線長方向のコントラストが低下
し易くなり、2つの像の基線長方向の相対位置を正確に
検出することができなくなって、得られる距離情報の精
度が低くなることがあった。
うに、距離情報を得る範囲を基線長方向に長い長方形と
している。このため、基線長方向のコントラストが低下
し易くなり、2つの像の基線長方向の相対位置を正確に
検出することができなくなって、得られる距離情報の精
度が低くなることがあった。
【0013】この問題を解決するために、対象物の像を
形成するための光学系として、収差が小さい高性能のも
のを備えることも、選択可能な一法である。しかしなが
ら、光学系が複雑になってサイズの増大を招き、また、
コストも上昇する。
形成するための光学系として、収差が小さい高性能のも
のを備えることも、選択可能な一法である。しかしなが
ら、光学系が複雑になってサイズの増大を招き、また、
コストも上昇する。
【0014】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたもので、距離情報を得る範囲が広く、得られる距離
情報の精度が高い簡素な構成の測距装置を提供すること
を目的とする。
れたもので、距離情報を得る範囲が広く、得られる距離
情報の精度が高い簡素な構成の測距装置を提供すること
を目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、互いの光軸を平行にして並べて配置さ
れた1対の光学系と、2次元に広がる受光領域を有し、
1対の光学系の光軸に対して垂直な平面上に配置された
1対の光センサとを備え、1対の光学系によって1対の
光センサ上に対象物の像を形成し、1対の光センサ上の
像の基線長方向の相対位置に基づいて対象物までの距離
に関する情報を得る測距装置において、1対の光センサ
の受光領域を基線長方向よりも基線長方向に対して垂直
な方向に大きくする。
に、本発明では、互いの光軸を平行にして並べて配置さ
れた1対の光学系と、2次元に広がる受光領域を有し、
1対の光学系の光軸に対して垂直な平面上に配置された
1対の光センサとを備え、1対の光学系によって1対の
光センサ上に対象物の像を形成し、1対の光センサ上の
像の基線長方向の相対位置に基づいて対象物までの距離
に関する情報を得る測距装置において、1対の光センサ
の受光領域を基線長方向よりも基線長方向に対して垂直
な方向に大きくする。
【0016】この測距装置は、1対の光学系によって形
成される対象物の像を、受光領域が2次元に広がる1対
の光センサで検出するものであり、距離情報を得る範囲
は広い。ここで、光センサの受光領域を基線長方向より
も基線長方向に対して垂直な方向に大きくしているた
め、基線長方向のコントラストが大きく低下することが
避けられる。したがって、光センサの基線長方向のどの
部位においても、精度よく対象物の像の相対位置を検出
することが可能であり、得られる距離情報の精度は高
い。
成される対象物の像を、受光領域が2次元に広がる1対
の光センサで検出するものであり、距離情報を得る範囲
は広い。ここで、光センサの受光領域を基線長方向より
も基線長方向に対して垂直な方向に大きくしているた
め、基線長方向のコントラストが大きく低下することが
避けられる。したがって、光センサの基線長方向のどの
部位においても、精度よく対象物の像の相対位置を検出
することが可能であり、得られる距離情報の精度は高
い。
【0017】1対の光センサはそれぞれ、1つのエリア
センサで構成してもよく、基線長方向に対して垂直な方
向にずらして配置された複数のラインセンサで構成して
もよい。前者の場合は、基線長方向に対して垂直な方向
のどの部位でも距離情報を得ることが可能であり、後者
の場合は、基線長方向に対して垂直な方向の所定の複数
部位で距離情報を得ることができる。
センサで構成してもよく、基線長方向に対して垂直な方
向にずらして配置された複数のラインセンサで構成して
もよい。前者の場合は、基線長方向に対して垂直な方向
のどの部位でも距離情報を得ることが可能であり、後者
の場合は、基線長方向に対して垂直な方向の所定の複数
部位で距離情報を得ることができる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の測距装置を外光パ
ッシブ方式のAFカメラに適用した実施形態について、
図面を参照しながら説明する。図1に第1の実施形態の
カメラ1の外観を示す。カメラ1は、撮影レンズ5、フ
ァインダ6、フラッシュ7、測距部8、および測光部9
を備えている。測距部8は対象物までの距離に関する情
報を得る本発明の測距装置である。カメラ1では、測距
部8によって対象物までの距離を直接測定し、測距結果
に応じて撮影レンズ5の焦点を設定する。
ッシブ方式のAFカメラに適用した実施形態について、
図面を参照しながら説明する。図1に第1の実施形態の
カメラ1の外観を示す。カメラ1は、撮影レンズ5、フ
ァインダ6、フラッシュ7、測距部8、および測光部9
を備えている。測距部8は対象物までの距離に関する情
報を得る本発明の測距装置である。カメラ1では、測距
部8によって対象物までの距離を直接測定し、測距結果
に応じて撮影レンズ5の焦点を設定する。
【0019】ファインダ6は、撮影レンズ5を介さずに
対象物を観察する直視式であり、比較的近距離から無限
遠までのどの距離に対しても撮影レンズ5とのパララッ
クスが大きくならないように、その光軸が撮影レンズ5
の光軸と略3m先で交差するように設定されている。ま
た、ファインダ6の画面は、カメラ1の撮影画面に相似
な長方形であり、その長辺が水平方向となるように設定
されている。
対象物を観察する直視式であり、比較的近距離から無限
遠までのどの距離に対しても撮影レンズ5とのパララッ
クスが大きくならないように、その光軸が撮影レンズ5
の光軸と略3m先で交差するように設定されている。ま
た、ファインダ6の画面は、カメラ1の撮影画面に相似
な長方形であり、その長辺が水平方向となるように設定
されている。
【0020】ファインダ6の画面を図2に示す。ファイ
ンダ画面には、どの部位を測距の対象領域とするかを示
す3組のマークM1〜M3が表示される。カメラ1で
は、使用者の選択により、マークM1〜M3の各組で挟
まれた3つの部位を個別に測距領域とすることができ、
また、隣合う2部位を測距領域とすることも、これら全
体を測距領域とすることもできる。マークM1〜M3の
うち測距領域として選択されたものは他よりも明るく表
示される。ファインダ画面には、選択された測距領域内
の対象物に撮影レンズ5の焦点が合ったことを示す合焦
マークFも表示される。
ンダ画面には、どの部位を測距の対象領域とするかを示
す3組のマークM1〜M3が表示される。カメラ1で
は、使用者の選択により、マークM1〜M3の各組で挟
まれた3つの部位を個別に測距領域とすることができ、
また、隣合う2部位を測距領域とすることも、これら全
体を測距領域とすることもできる。マークM1〜M3の
うち測距領域として選択されたものは他よりも明るく表
示される。ファインダ画面には、選択された測距領域内
の対象物に撮影レンズ5の焦点が合ったことを示す合焦
マークFも表示される。
【0021】測距部8の構成を図3に示す。図3におい
て、(a)、(b)および(c)はそれぞれ、正面図、
側面断面図および平面断面図である。測距部8は、1対
のレンズ11A、11B、1対のエリアセンサ12A、
12B、1対の絞り13A、13B、および全体を保持
するホルダ14より成る。
て、(a)、(b)および(c)はそれぞれ、正面図、
側面断面図および平面断面図である。測距部8は、1対
のレンズ11A、11B、1対のエリアセンサ12A、
12B、1対の絞り13A、13B、および全体を保持
するホルダ14より成る。
【0022】レンズ11A、11Bは、それぞれ前面が
凸面で後面が平面の凸レンズである。レンズ11A、1
1Bの焦点距離と口径は共に等しく、両者の光軸は平行
に設定されている。また、組立誤差の発生を防止するた
めに、レンズ11A、11Bは一体に形成されている。
凸面で後面が平面の凸レンズである。レンズ11A、1
1Bの焦点距離と口径は共に等しく、両者の光軸は平行
に設定されている。また、組立誤差の発生を防止するた
めに、レンズ11A、11Bは一体に形成されている。
【0023】エリアセンサ12A、12Bは、図2に示
したファインダ画面の測距領域全体に対応する大きさ
で、撮影画面およびファインダ画面に略相似な長方形で
ある。エリアセンサ12A、12Bは、レンズ11A、
11Bの光軸に対して垂直に、かつ、レンズ11A、1
1Bの光軸がそれぞれの中心を通るように配置されてい
る。レンズ11A、11Bからエリアセンサ12A、1
2Bまでの距離は、レンズ11A、11Bの焦点距離に
略等しく設定されている。絞り13A、13Bはレンズ
11A、11Bの後面に近接して配置されており、レン
ズ11A、11Bの断面と同じく円形である。
したファインダ画面の測距領域全体に対応する大きさ
で、撮影画面およびファインダ画面に略相似な長方形で
ある。エリアセンサ12A、12Bは、レンズ11A、
11Bの光軸に対して垂直に、かつ、レンズ11A、1
1Bの光軸がそれぞれの中心を通るように配置されてい
る。レンズ11A、11Bからエリアセンサ12A、1
2Bまでの距離は、レンズ11A、11Bの焦点距離に
略等しく設定されている。絞り13A、13Bはレンズ
11A、11Bの後面に近接して配置されており、レン
ズ11A、11Bの断面と同じく円形である。
【0024】レンズ11A、エリアセンサ12A、およ
び絞り13Aを基準部8Aと呼び、レンズ11B、エリ
アセンサ12B、および絞り13Bを参照部8Bと呼
ぶ。図1に示したように、測距部8は、基線長方向が垂
直方向になり、基準部8Aがファインダ6と同じ高さに
なり、参照部8Bが基準部8Aの下方に位置するように
配置されている。また、基準部8Aと撮影レンズ5、フ
ァインダ6とのパララックスが大きくならないように、
レンズ11Aの光軸が、撮影レンズ5の光軸とファイン
ダ6の光軸の交点を通るように設定されている。
び絞り13Aを基準部8Aと呼び、レンズ11B、エリ
アセンサ12B、および絞り13Bを参照部8Bと呼
ぶ。図1に示したように、測距部8は、基線長方向が垂
直方向になり、基準部8Aがファインダ6と同じ高さに
なり、参照部8Bが基準部8Aの下方に位置するように
配置されている。また、基準部8Aと撮影レンズ5、フ
ァインダ6とのパララックスが大きくならないように、
レンズ11Aの光軸が、撮影レンズ5の光軸とファイン
ダ6の光軸の交点を通るように設定されている。
【0025】エリアセンサ12A、12Bの正面図を図
4に示す。エリアセンサ12A、12Bは、前述のよう
に長方形であり、長辺および短辺がファインダ画面の長
辺と短辺に対応するように、長辺を水平方向にして配置
されている。基線長方向は垂直方向であるから、エリア
センサ12A、12Bは、基線長方向よりも基線長方向
に対して垂直な方向に大きい。
4に示す。エリアセンサ12A、12Bは、前述のよう
に長方形であり、長辺および短辺がファインダ画面の長
辺と短辺に対応するように、長辺を水平方向にして配置
されている。基線長方向は垂直方向であるから、エリア
センサ12A、12Bは、基線長方向よりも基線長方向
に対して垂直な方向に大きい。
【0026】対象物からの光はレンズ11A、11Bに
よって収束光とされ、絞り13A、13Bによって光束
径を規制された後、エリアセンサ12A、12B上に結
像する。レンズ11A、11Bに入射する対象物からの
光の角度は、対象物までの距離によって変わり、エリア
センサ12A、12B上に形成される像の相対位置は、
対象物までの距離に依存して変化する。
よって収束光とされ、絞り13A、13Bによって光束
径を規制された後、エリアセンサ12A、12B上に結
像する。レンズ11A、11Bに入射する対象物からの
光の角度は、対象物までの距離によって変わり、エリア
センサ12A、12B上に形成される像の相対位置は、
対象物までの距離に依存して変化する。
【0027】レンズ11Aの光軸上に位置する対象物
は、エリアセンサ12A上では、その中心(レンズ11
Aの光軸とエリアセンサ12Aの交点)に位置する像と
なり、エリアセンサ12B上では、その中心(レンズ1
1Bの光軸とエリアセンサ12Bの交点)から基線長方
向にずれた像となる。レンズ11Aの光軸上に位置しな
い対象物は、エリアセンサ12A、12B上で、それぞ
れの中心以外に位置する像となるが、両像を結ぶ方向は
基線長方向となる。
は、エリアセンサ12A上では、その中心(レンズ11
Aの光軸とエリアセンサ12Aの交点)に位置する像と
なり、エリアセンサ12B上では、その中心(レンズ1
1Bの光軸とエリアセンサ12Bの交点)から基線長方
向にずれた像となる。レンズ11Aの光軸上に位置しな
い対象物は、エリアセンサ12A、12B上で、それぞ
れの中心以外に位置する像となるが、両像を結ぶ方向は
基線長方向となる。
【0028】カメラ1は、基線長方向の同一直線上にあ
るエリアセンサ12Aの画素列とエリアセンサ12Bの
画素列の出力信号を比較して、エリアセンサ12A上の
像がエリアセンサ12B上の像のどの部位に対応するか
を検出する。そして、両像の対応する部位の相対位置
と、エリアセンサ12A、12Bの中心間距離やレンズ
11A、11Bの焦点距離等の測距部8の設定条件とか
ら、対象物までの距離を算出する。
るエリアセンサ12Aの画素列とエリアセンサ12Bの
画素列の出力信号を比較して、エリアセンサ12A上の
像がエリアセンサ12B上の像のどの部位に対応するか
を検出する。そして、両像の対応する部位の相対位置
と、エリアセンサ12A、12Bの中心間距離やレンズ
11A、11Bの焦点距離等の測距部8の設定条件とか
ら、対象物までの距離を算出する。
【0029】きわめて簡単な構成のレンズ11A、11
Bによって形成される像には、像面湾曲をはじめとする
収差が生じる。しかしながら、エリアセンサ12A、1
2Bが基線長方向に対して垂直な方向よりも基線長方向
に小さいため、基線長方向の両端部においても像のぼけ
は小さく、コントラストの低下は少ない。このため、基
線長方向の端部に対象物の像が形成されている場合で
も、エリアセンサ12A上の像とエリアセンサ12B上
の像の相対位置を正確に検出することができ、算出した
距離の精度は高い。
Bによって形成される像には、像面湾曲をはじめとする
収差が生じる。しかしながら、エリアセンサ12A、1
2Bが基線長方向に対して垂直な方向よりも基線長方向
に小さいため、基線長方向の両端部においても像のぼけ
は小さく、コントラストの低下は少ない。このため、基
線長方向の端部に対象物の像が形成されている場合で
も、エリアセンサ12A上の像とエリアセンサ12B上
の像の相対位置を正確に検出することができ、算出した
距離の精度は高い。
【0030】エリアセンサ12A上の像とエリアセンサ
12B上の像の相対位置の検出は、具体的には、次のよ
うにして行う。基準部8Aのエリアセンサ12Aの基線
長方向に並ぶ画素列は、3つの測距領域に対応する3つ
の画素ブロックに分割されており、参照部8Bのエリア
センサ12Bの画素列も、3つの画素ブロックに分割さ
れている。
12B上の像の相対位置の検出は、具体的には、次のよ
うにして行う。基準部8Aのエリアセンサ12Aの基線
長方向に並ぶ画素列は、3つの測距領域に対応する3つ
の画素ブロックに分割されており、参照部8Bのエリア
センサ12Bの画素列も、3つの画素ブロックに分割さ
れている。
【0031】ここで、エリアセンサ12Aの3つの画素
ブロックはそれぞれ隣の画素ブロックと一部重なり合っ
ており、エリアセンサ12Bの3つの画素ブロックもそ
れぞれ隣の画素ブロックと一部重なり合っている。ま
た、参照部8Bのエリアセンサ12Bの各画素ブロック
に含まれる画素数は、基準部8Aのエリアセンサ12A
の画素ブロックに含まれる画素数よりも多い。
ブロックはそれぞれ隣の画素ブロックと一部重なり合っ
ており、エリアセンサ12Bの3つの画素ブロックもそ
れぞれ隣の画素ブロックと一部重なり合っている。ま
た、参照部8Bのエリアセンサ12Bの各画素ブロック
に含まれる画素数は、基準部8Aのエリアセンサ12A
の画素ブロックに含まれる画素数よりも多い。
【0032】このように設定されている基準部8Aと参
照部8Bの各画素列について、選択されている測距領域
に対応する画素ブロック同士の出力信号の相関演算を行
って、エリアセンサ12Aの各画素列の画素ブロック
が、それよりも大きいエリアセンサ12Bの画素ブロッ
ク内のどの部位に最もよく一致しているかを検出する。
これにより、基線長方向の各画素列について、エリアセ
ンサ12A上の像とエリアセンサ12B上の像の相対位
置が求められる。
照部8Bの各画素列について、選択されている測距領域
に対応する画素ブロック同士の出力信号の相関演算を行
って、エリアセンサ12Aの各画素列の画素ブロック
が、それよりも大きいエリアセンサ12Bの画素ブロッ
ク内のどの部位に最もよく一致しているかを検出する。
これにより、基線長方向の各画素列について、エリアセ
ンサ12A上の像とエリアセンサ12B上の像の相対位
置が求められる。
【0033】3つの測距領域のうち2つ以上が選択され
ているときは、それらに対応する画素ブロックそれぞれ
について相関演算を行う。この場合、各画素列について
2以上の相対位置が得られることになるが、相関の高い
ものを選択する。
ているときは、それらに対応する画素ブロックそれぞれ
について相関演算を行う。この場合、各画素列について
2以上の相対位置が得られることになるが、相関の高い
ものを選択する。
【0034】画素列ごとに求められた相対位置のうちど
れに基づいて対象物までの距離を算出するかには、いく
つかの方法がある。例えば、相関の最も高かった相対位
置を選択して、これから距離を算出してもよく、相関の
高かった複数の相対位置のうち算出結果が最も小さな値
になるものを選択して、これから距離を算出してもよ
い。さらに、相関の高かった相対位置のうち、算出結果
が他と著しく相違することになるものを除外し、残りの
中から相関の最も高いものを選択して、距離を算出する
ようにしてもよい。
れに基づいて対象物までの距離を算出するかには、いく
つかの方法がある。例えば、相関の最も高かった相対位
置を選択して、これから距離を算出してもよく、相関の
高かった複数の相対位置のうち算出結果が最も小さな値
になるものを選択して、これから距離を算出してもよ
い。さらに、相関の高かった相対位置のうち、算出結果
が他と著しく相違することになるものを除外し、残りの
中から相関の最も高いものを選択して、距離を算出する
ようにしてもよい。
【0035】なお、基線長方向の画素列を1対ずつ比較
することに代えて、複数の画素列をまとめて比較するこ
とも可能である。例えば、エリアセンサ12A、12B
の双方について、複数の画素列の対応する画素の出力信
号をまとめて1つの信号とし、まとめた後の信号を上記
のようにブロック化して処理する。このようにすると、
演算量が低下し、より迅速に距離を算出することができ
る。
することに代えて、複数の画素列をまとめて比較するこ
とも可能である。例えば、エリアセンサ12A、12B
の双方について、複数の画素列の対応する画素の出力信
号をまとめて1つの信号とし、まとめた後の信号を上記
のようにブロック化して処理する。このようにすると、
演算量が低下し、より迅速に距離を算出することができ
る。
【0036】カメラ1の撮影にかかわる構成の概略を図
5に示す。カメラ1は、撮影レンズ5、ファインダ6、
フラッシュ7、測距部8、測光部9のほか、測距情報演
算部21、測光情報演算部22、画像処理部23、撮影
レンズ制御部24、表示制御部25、フラッシュ制御部
26、および記憶部27を備えている。記憶部27はカ
メラ1固有の種々の設定値を記憶しており、また、使用
時に変わる様々な情報を記憶する。
5に示す。カメラ1は、撮影レンズ5、ファインダ6、
フラッシュ7、測距部8、測光部9のほか、測距情報演
算部21、測光情報演算部22、画像処理部23、撮影
レンズ制御部24、表示制御部25、フラッシュ制御部
26、および記憶部27を備えている。記憶部27はカ
メラ1固有の種々の設定値を記憶しており、また、使用
時に変わる様々な情報を記憶する。
【0037】測距部8のエリアセンサ12A、12Bの
出力信号は測距情報演算部21に与えられる。測距情報
演算部21は、与えられた信号を前述のようにブロック
化して、選択されている測距領域に応じて相関演算を行
い、得られるエリアセンサ12A、12B上の像の相対
位置から対象物までの距離を算出する。距離の算出に際
しては、記憶部27に記憶されている選択された測距領
域や測距部8の設定値を参照する。算出した距離は撮影
レンズ制御部24に与えられる。
出力信号は測距情報演算部21に与えられる。測距情報
演算部21は、与えられた信号を前述のようにブロック
化して、選択されている測距領域に応じて相関演算を行
い、得られるエリアセンサ12A、12B上の像の相対
位置から対象物までの距離を算出する。距離の算出に際
しては、記憶部27に記憶されている選択された測距領
域や測距部8の設定値を参照する。算出した距離は撮影
レンズ制御部24に与えられる。
【0038】測光情報演算部22は、測距部8と測光部
9の出力信号を与えられて、測距領域に位置する対象物
の明るさを検出し、検出した明るさを撮影レンズ制御部
24に与える。なお、測光部9を省略して、測距部8の
エリアセンサ12A、12Bの出力信号から、対象物の
明るさを検出するようにしてもよい。
9の出力信号を与えられて、測距領域に位置する対象物
の明るさを検出し、検出した明るさを撮影レンズ制御部
24に与える。なお、測光部9を省略して、測距部8の
エリアセンサ12A、12Bの出力信号から、対象物の
明るさを検出するようにしてもよい。
【0039】画像処理部23は、ファインダ画面に表示
する画像の処理を行う。具体的には、記憶部9に記憶さ
れている選択された測距領域に基づいて、ファインダ画
面に表示するマークM1〜M3の明るさを設定する。ま
た、測距情報演算部21によって算出された対象物まで
の距離と、記憶部9に記憶されているその時点での撮影
レンズ5の焦点の設定状態から、撮影レンズ5の焦点が
対象物に合っているか否かを判断し、合っているときに
は合焦マークFを表示させる。画像処理部23の出力信
号は表示制御部25に与えられ、表示制御部25はその
信号に応じてファインダ6内に設けられた表示部6aを
制御する。
する画像の処理を行う。具体的には、記憶部9に記憶さ
れている選択された測距領域に基づいて、ファインダ画
面に表示するマークM1〜M3の明るさを設定する。ま
た、測距情報演算部21によって算出された対象物まで
の距離と、記憶部9に記憶されているその時点での撮影
レンズ5の焦点の設定状態から、撮影レンズ5の焦点が
対象物に合っているか否かを判断し、合っているときに
は合焦マークFを表示させる。画像処理部23の出力信
号は表示制御部25に与えられ、表示制御部25はその
信号に応じてファインダ6内に設けられた表示部6aを
制御する。
【0040】撮影レンズ制御部24は、測距情報演算部
21から与えられる対象物までの距離に応じて撮影レン
ズ5の焦点を設定し、また、測光情報演算部22から与
えられる対象物の明るさに応じて、撮影レンズ5に設け
られた絞りを兼ねるレンズシャッタ5aの開放時の口径
を制御する。
21から与えられる対象物までの距離に応じて撮影レン
ズ5の焦点を設定し、また、測光情報演算部22から与
えられる対象物の明るさに応じて、撮影レンズ5に設け
られた絞りを兼ねるレンズシャッタ5aの開放時の口径
を制御する。
【0041】フラッシュ制御部26は、測光情報演算部
22によって検出された対象物の明るさが所定値に達し
ないとき、あるいは使用者から指示があったときに、フ
ラッシュ7を発光させる。
22によって検出された対象物の明るさが所定値に達し
ないとき、あるいは使用者から指示があったときに、フ
ラッシュ7を発光させる。
【0042】第2の実施形態のカメラについて説明す
る。本実施形態のカメラ2は、カメラ1の測距部8に、
1対のエリアセンサ12A、12Bに代えて、複数対の
ラインセンサを備えたものである。カメラ2の他の部分
の構成や外観はカメラ1と同様であり、重複する説明は
省略して相違点について説明する。
る。本実施形態のカメラ2は、カメラ1の測距部8に、
1対のエリアセンサ12A、12Bに代えて、複数対の
ラインセンサを備えたものである。カメラ2の他の部分
の構成や外観はカメラ1と同様であり、重複する説明は
省略して相違点について説明する。
【0043】カメラ2のファインダ画面を図6に示し、
ラインセンサの正面図を図7に示す。カメラ2では、3
組のマークM1〜M3で示される3つの測距領域それぞ
れについて、3つの部位で対象物の像の位置を検出す
る。このために、3対のラインセンサ15A〜17A、
15B〜17Bを備えている。ラインセンサ15A〜1
7Aの組とラインセンサ15B〜17Bの組は、それぞ
れ、受光領域が2次元に広がる光センサを構成する。ラ
インセンサ15A〜17Aはエリアセンサ12Aに代わ
るもので、基準部8Aを成す。ラインセンサ15B〜1
7Bは、エリアセンサ12Bに代わるもので、参照部8
Bを成す。基準部8Aと参照部8Bの配設位置は前述の
とおりである。
ラインセンサの正面図を図7に示す。カメラ2では、3
組のマークM1〜M3で示される3つの測距領域それぞ
れについて、3つの部位で対象物の像の位置を検出す
る。このために、3対のラインセンサ15A〜17A、
15B〜17Bを備えている。ラインセンサ15A〜1
7Aの組とラインセンサ15B〜17Bの組は、それぞ
れ、受光領域が2次元に広がる光センサを構成する。ラ
インセンサ15A〜17Aはエリアセンサ12Aに代わ
るもので、基準部8Aを成す。ラインセンサ15B〜1
7Bは、エリアセンサ12Bに代わるもので、参照部8
Bを成す。基準部8Aと参照部8Bの配設位置は前述の
とおりである。
【0044】図7に示したように、ラインセンサ15A
〜17A、15B〜17Bはいずれも基線長方向に沿っ
て配置されている。また、基線長方向に対して垂直な方
向の両端に位置するラインセンサ15A、15Bとライ
ンセンサ17A、17Bとの距離は、個々のラインセン
サ15A〜17A、15B〜17Bの長さよりも大きく
設定されている。すなわち、ラインセンサ15A〜17
Aの組とラインセンサ15B〜17Bの組の2次元の受
光領域は基線長方向に短く、全体で長方形となる測距領
域の短辺方向が基線長方向となる。
〜17A、15B〜17Bはいずれも基線長方向に沿っ
て配置されている。また、基線長方向に対して垂直な方
向の両端に位置するラインセンサ15A、15Bとライ
ンセンサ17A、17Bとの距離は、個々のラインセン
サ15A〜17A、15B〜17Bの長さよりも大きく
設定されている。すなわち、ラインセンサ15A〜17
Aの組とラインセンサ15B〜17Bの組の2次元の受
光領域は基線長方向に短く、全体で長方形となる測距領
域の短辺方向が基線長方向となる。
【0045】したがって、各ラインセンサ15A〜17
A、15B〜17Bの両端部においても像のぼけは小さ
く、コントラストの低下は少ない。このため、カメラ2
も、ラインセンサ15A〜17A上の像とラインセンサ
15B〜17B上の像の相対位置を正確に検出すること
ができ、算出した距離の精度は高い。ラインセンサ15
A〜17A、15B〜17B上の像の相対位置の検出方
法は先に述べたとおりである。
A、15B〜17Bの両端部においても像のぼけは小さ
く、コントラストの低下は少ない。このため、カメラ2
も、ラインセンサ15A〜17A上の像とラインセンサ
15B〜17B上の像の相対位置を正確に検出すること
ができ、算出した距離の精度は高い。ラインセンサ15
A〜17A、15B〜17B上の像の相対位置の検出方
法は先に述べたとおりである。
【0046】なお、カメラ2ではラインセンサの対の数
を3としているが、ラインセンサは少なくとも2対あれ
ばよく、数に制限はない。また、基準部および参照部の
ラインセンサをそれぞれ同じ長さにする必要はなく、個
々のラインセンサの長さは、両端のラインセンサ間の距
離よりも小さい範囲内で自由に設定してよい。
を3としているが、ラインセンサは少なくとも2対あれ
ばよく、数に制限はない。また、基準部および参照部の
ラインセンサをそれぞれ同じ長さにする必要はなく、個
々のラインセンサの長さは、両端のラインセンサ間の距
離よりも小さい範囲内で自由に設定してよい。
【0047】以上、本発明の測距装置を外光パッシブ方
式のAFカメラに適用した例について説明したが、本発
明の測距装置はTTL方式のAFカメラにも適用するこ
とができる。TTL方式のAFカメラで利用する距離情
報は対象物までの距離そのものではないが、どのような
距離情報を得るにしてもその精度は高くなる。また、本
発明の測距装置は撮影以外の目的にも使用することがで
きる。
式のAFカメラに適用した例について説明したが、本発
明の測距装置はTTL方式のAFカメラにも適用するこ
とができる。TTL方式のAFカメラで利用する距離情
報は対象物までの距離そのものではないが、どのような
距離情報を得るにしてもその精度は高くなる。また、本
発明の測距装置は撮影以外の目的にも使用することがで
きる。
【0048】
【発明の効果】本発明の測距装置では、受光領域が2次
元に広がる光センサを備えて距離情報を得る範囲を広く
しながらも、受光領域を基線長方向よりも基線長方向に
対して垂直な方向に大きくしているため、基線長方向の
コントラストの低下が軽減される。したがって、基線長
方向の像の相対位置を正確に検出することができて、得
られる距離情報の精度は高い。また、収差を抑えるため
に高性能の光学系を備える必要がなく、簡素な構成の装
置となる。
元に広がる光センサを備えて距離情報を得る範囲を広く
しながらも、受光領域を基線長方向よりも基線長方向に
対して垂直な方向に大きくしているため、基線長方向の
コントラストの低下が軽減される。したがって、基線長
方向の像の相対位置を正確に検出することができて、得
られる距離情報の精度は高い。また、収差を抑えるため
に高性能の光学系を備える必要がなく、簡素な構成の装
置となる。
【0049】光センサとしてエリアセンサを備える構成
では、基線長方向に対して垂直な方向のあらゆる部位で
距離情報を得ることが可能であり、得られる情報量は多
い。光センサとして複数のラインセンサを備える構成で
は、コストを抑えながら、十分な量の情報を得ることが
できる。
では、基線長方向に対して垂直な方向のあらゆる部位で
距離情報を得ることが可能であり、得られる情報量は多
い。光センサとして複数のラインセンサを備える構成で
は、コストを抑えながら、十分な量の情報を得ることが
できる。
【図1】 第1および第2の実施形態のカメラの外観を
示す図。
示す図。
【図2】 第1の実施形態のカメラのファインダ画面を
示す図。
示す図。
【図3】 第1の実施形態のカメラの測距部の構成を示
す図。
す図。
【図4】 第1の実施形態のカメラの測距部に備えられ
たエリアセンサの正面図。
たエリアセンサの正面図。
【図5】 第1および第2の実施形態のカメラの概略構
成を示す図。
成を示す図。
【図6】 第2の実施形態のカメラのファインダ画面を
示す図。
示す図。
【図7】 第2の実施形態のカメラの測距部に備えられ
たラインセンサの正面図。
たラインセンサの正面図。
【図8】 エリアセンサ上での像のぼけを模式的に示す
図。
図。
【図9】 図8の直線A−A上での像のコントラストを
示す図。
示す図。
【図10】 図8の直線B−B上での像のコントラスト
を示す図。
を示す図。
1、2 カメラ 5 撮影レンズ 6 ファインダ 7 フラッシュ 8 測距部 8A 基準部 8B 参照部 9 測光部 11A、11B レンズ 12A、12B エリアセンサ 13A、13B 絞り 14 ホルダ 15A、15B、16A、16B、17A、17B ラ
インセンサ 21 測距情報演算部 22 測光情報演算部 23 画像処理部 24 撮影レンズ制御部 25 表示制御部 26 フラッシュ制御部 27 記憶部
インセンサ 21 測距情報演算部 22 測光情報演算部 23 画像処理部 24 撮影レンズ制御部 25 表示制御部 26 フラッシュ制御部 27 記憶部
Claims (3)
- 【請求項1】 互いの光軸を平行にして並べて配置され
た1対の光学系と、2次元に広がる受光領域を有し、前
記1対の光学系の光軸に対して垂直な平面上に配置され
た1対の光センサとを備え、前記1対の光学系によって
前記1対の光センサ上に対象物の像を形成し、前記1対
の光センサ上の像の基線長方向の相対位置に基づいて対
象物までの距離に関する情報を得る測距装置において、 前記1対の光センサの受光領域は基線長方向よりも基線
長方向に対して垂直な方向に大きいことを特徴とする測
距装置。 - 【請求項2】 前記1対の光センサはそれぞれ1つのエ
リアセンサより成ることを特徴とする請求項1に記載の
測距装置。 - 【請求項3】 前記1対の光センサはそれぞれ、基線長
方向に対して垂直な方向にずらして配置された複数のラ
インセンサより成ることを特徴とする請求項1に記載の
測距装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11066178A JP2000258155A (ja) | 1999-03-12 | 1999-03-12 | 測距装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11066178A JP2000258155A (ja) | 1999-03-12 | 1999-03-12 | 測距装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000258155A true JP2000258155A (ja) | 2000-09-22 |
Family
ID=13308345
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11066178A Pending JP2000258155A (ja) | 1999-03-12 | 1999-03-12 | 測距装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000258155A (ja) |
-
1999
- 1999-03-12 JP JP11066178A patent/JP2000258155A/ja active Pending
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20050615 |