JP3199969B2 - 多点測距装置 - Google Patents

多点測距装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、測距対象物へ光を投射
し、その反射光を受光することにより測距対象物までの
距離を算出する、カメラ等の光学機器に搭載される多点
測距装置の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、赤外光を被写体に向けて投光し、
該被写体からの反射光を受光して、三角測量の原理から
前記被写体までの距離を算出するいわゆるアクティブ方
式の測距装置は広く知られている。
【0003】 この種の多点測距装置の至近距離の判別
方法は、カメラの撮影可能な距離を測定する為の投受光
素子の組合せによる出力、例えば、図8の様な構成の測
距装置において、投光素子1002にて投光し受光素子
1005で受光した時の出力から判別するもの、また、
前者と比べてより至近距離まで測距可能にする為に、カ
メラの撮影可能な距離を測定する為の投受光素子の組合
せとは異なる組合せによる投受光素子の出力、例えば、
の様な構成の測距装置において、投光素子1002
にて投光し受光素子1006で受光した時の出力から判
別するものがある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、最近で
は出来るだけ沢山の測距点を確保し、且つ、投光素子の
小型化を図る目的から、投光レンズの焦点が複数存在す
る分割投光レンズを採用した分割投光による多点測距装
置(図2の204で示す分割投光レンズ参照)が出現し
ている。
【0005】該分割投光レンズを用いて投光する多点測
距方式において、従来例における至近距離の判別方法に
よれば、カメラの撮影可能な距離を測定する為の投受光
素子の組合せによる出力から判別する方法では、製品の
小型化に伴い受光素子も小型化され、素子長(受光面の
基線長方向の長さ)が短くなってきていることから、至
近距離においては図9(a)の様に受光スポット像80
4がカメラの撮影可能な距離を測定する為の投受光素子
の組合せに対応した受光素子802からはみ出し、測距
能力が低下する。
【0006】 また、現在のアクティブ方式の測距装
置では、カメラの撮影常用距離が3m以遠であり、該距
離での測距能力を充分確保する為に測距装置の投光手段
及び受光手段のピントを3m或は3m以遠に設定してい
る。この為、受光スポット像804は、被写体距離が近
くなる程ピントがボケて像が大きくなり、該像の重心が
遠側に移動する。この結果、受光素子802の積分出力
〔例えば両端出力をA,Bとした場合、A/(A+
B)〕は、本来被写体距離が近くなる程小さくなるもの
が、至近距離のある位置に達すると、図(b)の様に
該出力が大きくなり、ある至近距離点Pでの受光素子8
02の出力がある距離点Qでの出力と等しくなる為に誤
測距してしまっていた。
【0007】また、カメラの撮影可能な距離を測定する
為の投受光素子の組合せとは異なる組合せの投受光素子
により判別する方法では、図10(a)において、被写
体が至近距離にある時の受光スポット像905に対する
受光素子903の出力は、前述の図9(b)と同様であ
るが、更に分割投光を行う多点測距の場合は、一つの赤
外発光素子が点灯されると受光手段には複数の赤外信号
が同時に入射する。この結果、被写体距離が至近距離の
ある位置に達すると、受光素子903は受光スポット像
904,905を同時に受光することから、該受光素子
903の出力が図10(b)の様になり、ある至近距離
点Pでの受光素子903の出力がある至近距離点Qでの
出力と等しくなる為に誤測距してしまっていた。
【0008】なお、図8〜図10において、1001,
1003は投光素子、1007は投光レンズ、1008
は受光レンズ、1004,801,803,901、9
02は受光素子である。
【0009】(発明の目的)本発明の目的は、至近距離
側での誤測距を防止することのできる多点測距装置を提
供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】 上記の目的を達成する
ために、請求項1〜5記載の本発明は、測距対象物へ向
けて光を投射する投光手段と、該投光手段より投射され
た光を複数に分割する分割投光レンズと、前記投光手段
と基線長方向に離れて配置され、前記分割投光レンズに
より分割された各投射光の前記測距対象物による反射光
それぞれ受光し、それぞれ受光スポット像が形成され
る複数の第1の受光手段と、該第1の受光手段の側面の
上部又は下部に配置され、前記測距対象が至近距離に位
置する場合にのみ、前記受光スポット像のうちの一つの
受光スポット像であって像がボケて大きくなり、前記第
1の受光手段からはみ出した像を受光する第2の受光手
段とを備えた多点測距装置とするものである。
【0011】
【実施例】以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細
に説明する。
【0012】図2は本発明の一実施例における測距装置
の概略を示した構成図であり、該図において、201は
後述する駆動回路にタイミングパルスを出力し、後述の
測距回路208の出力により測距演算を行う制御回路、
202は前記制御回路201から出力されるタイミング
パルスを入力し、後述の投光手段を駆動する駆動回路、
203は赤外発光ダイオードなどの投光手段、204は
前記投光手段203からの赤外光を2分割する分割投光
レンズ、205は被写体、206は前記赤外信号の被写
体205での反射光を集光する為の受光レンズ、10
1,104は前記赤外信号を各々受光する為の受光素子
であり、208は受光素子の出力により信号の増幅及び
積分を行う測距回路である。
【0013】前記受光素子101,104は半導***置
検出素子(PSD;Position Sensitive Device )や、
シリコンフォトダイオード(SPD;Silicon Photo Di
ode)であり(本実施例では、PSDの場合を説明す
る)、該出力を基に不図示の演算回路にて被写体までの
距離情報が算出される。
【0014】次に、上記の各受光素子の配置と至近距離
でのこれら受光素子と受光スポット像との位置関係を説
明する為の図である。
【0015】図1において、101,104は、カメラ
の撮影可能な距離に位置する被写体にて反射された2つ
の赤外信号を各々受光する為の受光素子であり、107
はカメラの撮影不可能な至近距離付近にある被写体にて
反射された赤外信号だけを受光することのできる受光素
子である。110,111は被写体に当って受光レンズ
で受光素子101,104上の各々集光された受光スポ
ット像である。また、102,103,105,10
6,108,109は各々の受光素子101,104,
107の出力端子であり、これら各端子よりの各出力は
受光スポット像が当る位置によって変化し、該各出力を
基に被写体までの距離情報が得られる。
【0016】図1によれば、受光スポット像110(1
11)を受光素子101(104)の左寄りの位置で受
光すればする程、被写体距離は遠く、右寄りの位置で受
光すればする程近いことになる。
【0017】ところで、現在のアクティブ方式の測距装
置では、カメラの撮影常用距離が3m以遠であり、該距
離での測距能力を充分確保するために、測距装置の投光
手段及び受光手段のピントを3m付近、又は、それ以遠
に設定している。また、遠距離における受光スポット像
のはみ出しによる測距能力の低下を回避する為に、測距
装置の投光手段と受光手段の合致距離(受光スポット像
が受光素子の中央に有る時の被写体までの距離)を3m
付近に設定している。この時の受光スポット像110,
111は、図3の様に各々の受光素子101,104の
中に収まるような大きさであるが、被写体までの距離が
近くなるにしたがって受光スポット像の焦点がボケて大
きくなる。該状態を図4に示す。
【0018】図4は各距離における受光スポット像を示
したもので、501は受光素子、502は被写体が遠距
離、503は中距離、504は近距離、505は至近距
離に位置するときの受光スポット像であり、図4から、
被写体までの距離が近くなるにしたがって受光スポット
像がボケることで大きくなり、至近距離においては受光
素子501からはみ出してしまうことが判る。
【0019】そこで、図1の該ボケて大きくなった受光
スポット像110が受光素子101からはみ出す至近距
離付近の時だけ、該受光スポット像110を受光するこ
とのできる位置に設けた第2の受光素子107で受光す
ることにより、至近距離の判別を行うのが本実施例であ
る。
【0020】図5のフローチャートを使って説明する
と、まず受光素子107で測距(ステップ301)した
結果が所定置を越えた時は、図1のスポット像110と
受光素子107のような位置関係となるので、測距結果
が至近となり、ユーザーに撮影不可能であることを警告
する(ステップ302→307→308)。
【0021】一方、受光素子107は測距結果が所定置
以下のときはスポット像110が受光素子107上に無
いので通常測距を行い(各受光素子の両端出力を公知の
二重積分を行う等により)、測距結果Dを得る(ステッ
プ302→303→304→305→306)。
【0022】この様に、受光素子107を受光スポット
像111は常に受光されない位置で且つ、受光スポット
像110は被写体が至近距離付近にある時だけ受光でき
るような位置に配置し、該受光スポット像110を受光
したときの受光素子107の出力のレベルによって被写
体までの距離が至近距離であるか否かを判別している。
【0023】尚、本実施例では、図1の様に至近距離を
判別する為のの第2の受光素子107が、カメラの撮影
可能な距離を測定する為の第1の受光素子101,10
4の下部に配置した例で説明してきたが、該第2の受光
素子の位置についてはこれに限らず、一対の受光スポッ
ト像のうち一方は常に受光されず、もう一方の受光スポ
ット像は被写体が至近距離付近のある時のみ受光するこ
とのできる位置であれば、図6の601、及び、図7の
701の様に、第1の受光素子101,104の上部や
近側の側面に配置してもよい。
【0024】本実施例によれば、分割投光レンズを用い
た多点測距装置の至近距離判別においては、カメラの撮
影可能な距離に位置する被写体により反射した赤外信号
を受光する第1の受光素子101,104は用いず、投
光手段に対して基線長方向で、複数の赤外信号のうち一
つの赤外信号だけが被写体が撮影不可能な距離付近に位
置する時のみ受光することのできる第2の受光素子10
7(601,701)を用いる様にしている為、至近距
離判別による誤測距を防ぐことができる。
【0025】(変形例)本発明は、一眼レフカメラ,レ
ンズシャッタカメラ,ビデオカメラ等のカメラやその他
の光学機器に搭載される測距装置にも適用可能である。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
常用距離測定時に用いられる第1の受光手段とは別に設
けられた、つまり至近距離に位置する測距対象にて反射
され形成される複数の受光スポット像のうちの一つを受
光可能な位置に配置された第2の受光手段の出力に基づ
いて、至近判別を行うようにしている。
【0027】よって、至近距離側での誤測距を防止する
ことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図2に示す各受光素子の配置と至近距離でのこ
れら受光素子と受光スポット像との位置関係を説明する
為の図である。
【図2】本発明の一実施例における測距装置の概略を示
した構成図である。
【図3】図2に示す投光手段と受光手段のピントが合っ
た時の受光スポット像の大きさと受光素子との位置関係
を示す図である。
【図4】各被写体距離における受光スポット像の大きさ
と図2の受光素子との位置関係を示す図である。
【図5】本発明の一実施例における測距装置の動作を示
すフローチャートである。
【図6】至近距離判別を行う図2の第2の受光素子が、
第1の受光素子の上部に配置された受光手段を説明する
為の図である。
【図7】至近距離判別を行う図2の第2の受光素子が、
第1の受光素子の近距離側に配置された受光手段を説明
する為の図である。
【図8】従来の測距装置の概略構成を示す図である。
【図9】至近距離判別の従来例と受光素子802の各被
写体距離における出力について説明する為の図である。
【図10】至近距離判別の従来例と受光素子903の各
被写体距離における出力について説明する為の図であ
る。
【符号の説明】
101,104 撮影可能距離の被写体を測定する受光
素子 107 至近距離判別を行う為の受光素子 203 投光手段 204 分割投光レンズ 601,701 至近距離判別を行う為の受光素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01C 3/06 G02B 7/32

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 測距対象物へ向けて光を投射する投光手
    段と、該投光手段より投射された光を複数に分割する分
    割投光レンズと、前記投光手段と基線長方向に離れて配
    置され、前記分割投光レンズにより分割された各投射光
    の前記測距対象物による反射光をそれぞれ受光し、それ
    ぞれ受光スポット像が形成される複数の第1の受光手段
    と、該第1の受光手段の側面の上部又は下部に配置さ
    れ、前記測距対象が至近距離に位置する場合にのみ、前
    記受光スポット像のうちの一つの受光スポット像であっ
    て像がボケて大きくなり、前記第1の受光手段からはみ
    出した像を受光する第2の受光手段とを備えた多点測距
    装置。
  2. 【請求項2】 前記第1及び第2の受光手段は、半導体
    位置検出素子とシリコンフォトダイオードの何れかであ
    ることを特徴とする請求項1記載の多点測距装置。
  3. 【請求項3】 前記第2の受光手段は、前記第1の受光
    手段の近傍に配置されることを特徴とする請求項1記載
    の多点測距装置。
  4. 【請求項4】 前記分割投光レンズは、少なくとも投射
    光を二分割にするものであることを特徴とする請求項1
    記載の多点測距装置。
  5. 【請求項5】 前記第1の受光手段は、撮影可能な距離
    に位置する被写体よりの反射光を受光するものであり、
    前記第2の受光手段は、被写体が撮影不可能な距離付近
    に位置する時のみその反射光を受光するものであること
    を特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の多点測距装
    置。
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