JPH02212808A - カメラの測距装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の利用分野） 改良するものである。

（発明の背景） 従来のアクティブタイプの測距装置は、例えば投光素子
より一定の光出力を被写体に向けて投射し、この被写体
での反射光を三角測量の原理に基づいて受光素子上に結
像し、その結像した位置を検出することにより、被写体
迄の距離を算出する方式が一般的であり、その為前記受
光素子としては被写体からの反射光が入射した位置に応
じて出力が変化する享受光素子やＰＳＤなどが用いられ
ている。

しかしながら、従来の三角測量の原理を用いたアクティ
ブタイプの測距装置では、例えば遠近被写体にまたがっ
て投光像が入射した場合やコントラストの大きな白黒パ
ターンをもつ被写体に投光像が入射した様な場合、被写
体からの受光素子面上の反射像は明暗の輝度ムラを生じ
、その結果像の重心位置が変わってくる為に誤測距を生
じてしまうという致命的な欠点があった。

（発明の目的） 本発明の目的は、上述した問題点を解決し、適正な測距
結果が得られないような場合にはその事を撮影者に知ら
せ、ピントの合わない撮影を事前に防止させることので
きるカメラの測距装置を提供することである。

（発明の特徴） 上記目的を達成するために、本発明は、縦横比が異なり
、中心軸が基線長方向と平行、垂直いずれの方向とも異
なる向きになるような形状の投光像を被写体へ向けて投
射する投光手段と、前記被写体での投光反射像の入射位
置を２次元的に検出する受光手段と、該受光手段の基線
長方向と平行方向の出力より被写体距離情報を算出する
被写体情報算出手段と、受光手段の基線長方向と垂直方
向の出力より投光反射像の基線長方向と垂直方向の重心
の変位量を算出する変位量算出手段と、該変位量算出手
段の出力よりこの時の被写体が誤測距を招く測距対象で
あるか否かの判別を行う判別手段とを備え、また、判別
手段によりこの時の被写体が誤測距を招く測距対象であ
る事が判別された場合に、その警告を行う警告手段と、
判別手段により誤測距を招く測距対象でない事が判別さ
れた場合に、情報算出手段よりの情報を被写体距離情報
として出力する被写体距離情報出力手段とを備え、以て
、受光手段の基線長方向と垂直方向の出力を得、該出力
からこの時の被写体が誤測距を招く測距対象であるか否
かの判別を行い、警告を行うようにしたことを特徴とす
る。

（発明の実施例） 以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する
。

第１図は本発明の一実施例を示すものであり、２次元の
半導体装置検出器であるところの受光素子１の各出力は
演算回路３．４でそれぞれ演算が行われる。第２図（ａ
）〜（ｃｉ）は受光素子ｌ上に結像された各種コントラ
ストパターンをもつ反射像２を示したものであり、第３
図は本実施例における制御及び演算を司る測距装置の電
気システムで、第４図はそのタイミングチャートを示し
たものであり、第５図は受光素子１からのそれぞれの情
報に基づいてレンズ位置を制御する方法を示したフロー
チャートである。

以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する
。

第１図の受光素子１はカメラの基線長方向に平行な方向
の結像位置、及び垂直な方向の結像位置を検出するため
の２次元の半導体装置検出器であり、カメラ本体に配置
された投光素子から投射された赤外光の被写体上での反
射像２が第１図に示した様に受光素子１上のある位置に
結像する様、これら投受光素子は配置されている。不図
示の一般的三角測量の原理に依れば、ある所定の基線長
距離を隔て投光素子と受光素子が配置されている場合、
被写体距離が変化すると、投光素子から発せられた信号
光の被写体面上での反射像２は第１図受光素子１上を左
右に移動した位置に結像する為、位置検出器としての受
光素子１の基線長方向に対して平行な方向の受光出力Ａ
Ｉ、Ｂｌの値は被写体距離に応じて変化する。

今、第１図に示すように受光素子１の基線長方向の長さ
をρ、結像した像（反射像）２の重心位置から出力Ｂを
出す端子までの距離をＸとすれば、Ａ　１／　（Ａ　１
　＋Ｂ　１　）　＝Ｘ／Ｑ（Ｄ関係が成り立つので、Ａ
Ｉ／（Ａ１十Ｂ１）の比を演算回路３６４にて検出すれ
ば、受光素子１への結像位置、即ち被写体距離を算出す
ることができる。

次に、第３図及び第４図に基づいて測距演算等について
説明していく、受光素子１の基線長方”向に対して平行
な方向の受光出力と、垂直な方向の受光出力の演算は基
本的に全く同一であり、第３図の様な演算系を別々に持
っていても、又】つの演算系で時系列的に切換えて行う
構成であってもどちらでもよい。

まず初めに、測距演算動作の開始時点ではＡＰコントロ
ールロジック８１の５ＨＯＲＴ出力はＨレベルとなって
いて、この為アナログスイッチ７３はＯＮ状態となり、
キャパシタ７２の両端を短絡することになり、ＯＰアン
プ７１．抵抗６８．７０、キャパシタ７２で構成される
積分回路が初期化される。キャパシタ７２の電荷が充分
放電される時間を経過した時点で５ＩＩＯＲＴ出力はＨ
レベルからＬレベルとなり、同時にＡＦコントロールロ
ジック８１の１ＲＯＮ出力が第４図に示した様に一定周
期でＨレベル、Ｌレベルを繰り返すようになる。

ここで、１ＲＯＮ出力がＨレベルとなるとインバータ７
７、抵抗７６を介してトランジスタ７５がＯＦＦとなる
為、ＯＰアンプ７４．トランジスタ７８、抵抗８０で構
成される１ＲＥＤドライバが動作状態となり、投光素子
であるところの１ＲＥＤ７９が点灯を開始する。またｆ
ＲＯＭ出力がＬレベルとなると１ＲＥＤ７９は消灯する
ことになる。このように１ＲＥＤ７９はｊＲＯＮ出力に
同期して、一定周期で点滅し、被写体５１へ向かって赤
外光を投射することになる。前述した様に被写体５１へ
投射された赤外光は該被写体５１面で反射され、その一
部が受光素子５２　（１）上に結像される。結像した像
の重心位置は被写体距離に１対１で対応するわけである
が、その結像した位置に応じて受光素子５２の光電流出
力ＩＡ、ｉＢが発生する。この光電流はＯＰアンプ５３
．抵抗５４で構成される電流電圧変換回路、及びＯＰア
ンプ５５．抵抗５６で構成される電流電圧変換回路でそ
れぞれ電圧出力に変換され、更にＡ側の出力電圧はＯＰ
アンプ５７．キャパシタ５８．抵抗５９．６０で構成さ
れる交流反転増幅回路によって、外光による直流分を取
り除いた信号出力ＶＡとして取り出され、又ＯＰアンプ
６１．キャパシタ６２．６４．抵抗６３，６５．６６で
構成される交流加算回路によって信号成分のみ和信号出
力（ＶＡ　＋ＶＢ　）として取り出される。ここで第４
図に示した様に１ＲＯＮ出力に同期して、ＡＰコントロ
ールロジック８１の５ＰＬ１出力が一定周期でＨレベル
、Ｌレベルを繰り返しており、その為アナログスイッチ
６７がその信号によってオン、オフとなる為、ＱＰアン
プ７１、抵抗６８．キャパシタ７２によって積分動作が
開始され、積分回路の出力１ＮＴＯＩＩＴはＧＮＤレベ
ルから上昇していく、積分開始から所定時間Ｔを経過す
ると、今度は５ＰＬＩの代りに５ＰＬ２の出力が１ＲＯ
Ｎに同期して一定周期でＨレベル、Ｌレベルを繰り返す
ようになり、今度はアナログスイッチ６９．抵抗７０を
介して積分動作が開始されるようになるが、５ＰＬ２は
５ＰＬＩに比べて１ＲＯＮ出力に対する位相が１８０°
反転されているので、積分回路の出力ｔＮＴＯυＴは次
第に下降していく、積分動作が進んで１ＮＴＯＵＴの出
力が初めのＧＮＤレベルに達すると、コンパレータ８２
のＡＦＯｔｌＴ出力がＬレベルとなり、ＡＦコントロー
ルロジック８１はこの出力を検出して積分動作を終了す
る。

ここで下降積分の開始からＡＦＯＩＩＴ出力が再びＬレ
ベルになる迄の時間なｔとすると、ＶＡ　ＸＴ＝（ＶＡ
　＋ＶＢ　）ｘｔの関係が成り立つ為、ｔの値によって
ＶＡ　／　（Ｖ＾＋ＶＢ）の値を求めることができる。

あらかじめＡＰコントロールロジック８１内に被写体距
離との換算データを記憶しておけば、ｔの値から被写体
距離情報を算出することができる。

第２図（ａ）〜（ｅ）は、種々のコントラストパターン
をもつ反射像２が受光素子１上に結像された時の様子を
示したもので、第２図（ａ）は通常の均一反射平面で反
射された場合で、この時反射像２の形状はほぼ楕円状、
しかもその中心軸がカメラの基線長と平行、垂直いずれ
とも異なるある一定の角度αを持って結像しており、簡
単の為、該反射像２の輝度は全範囲にわたって均一、形
状は完全な楕円であると考えると、その輝度分布から決
まる重心位置は図示した様に基線長方向に対して垂直方
向の基準線１０（点線で示しである）上に来る。第２図
（ｂ）　、　（ｃ）はカメラの基線長方向に対して垂直
な方向にコントラストがある場合を示したもので、反射
像２の形状からその像の重心位置は基準線１０に対して
、第２図（ｂ）の場合は上側にシフトし、第２図（Ｃ）
の場合は下側にシフトしてくる。又、第２図（ｄ）、（
ｅ）はカメラの基線長方向に平行な方向にコントラスト
がある場合を示したもので、当然のことながら、その像
の重心位置は基準線１０に対して、第２図（ｄ、）の場
合は下側にシフトし、第２図（ｅ）の場合は上側にシフ
トする。

第５図は、受光素子１のそれぞれの出力の演算結果から
実際のＡＰ副制御行う為のレンズ駆動動作を示すフロー
チャートである。

まず＃１００で基線長方向に平行な方向の受光素子出力
（Ａｌ、Ｂｌ）から、前述した演算動作により被写体距
離情報ｄ１を算出し、続いて＃１０１で基線長方向に対
して垂直な方向の受光素子出力（Ａ２．８２）から、同
様の演算動作によりシフト量ｄ２を算出する０次に、＃
１０２でシフト量ｄ２の値がある基準レベルδ１より大
きいか小さいかの判定をするが、これは第２図のコント
ラストパターンで輝度分布の重心位置が基準線１Ｏより
上側に来ているかどうかを判定しているもので、シフト
量ｄ２がδ１より大きい場合はこの時の被写体は誤測距
を招く測距対象であると判別して＃１０４へ進み、例え
ば第３図のＬＥＤ８３を点灯してこの事の警告を行う、
またシフト量ｄ２が６１より小さい場合は＃１０３へ進
んで該シフトＪｌｄ２の値がもう１つの基準レベルδ２
より大きいか小さいかの判定を行うが、これは第２図の
コントラストパターンで輝度分布の重心位置が基準線１
ｏより下側に来ているかどうかを判定しているもので、
該シフト量ｄ２が基準レベルδ２より小さい場合はこの
時の被写体は誤測距を招く測距対象であると判別して＃
１０４へ進んで前述と同様の警告を行うが、シフト量ｄ
２が基準レベルδ２より大きい場合は、＃１０５へ進ん
で前記被写体距離ｄ１の値を内部メモリＭに記憶する。

更に、＃１ｏ６ではカメラのレリーズスイッチＳＷ２が
オンしているかどうかを判定し、オンしている場合には
内部メモリＭの値に応じてレンズ駆動を開始する。

第６図は本発明の他の実施例を示すものであり、カメラ
の基線長方向と垂直な方向に１次元の位置検出器である
受光素子５．６を並置して前記受光素子１に対応する受
光素子を成しており、後述の投光素子から発せられた信
号光の被写体での反射像７は、受光素子５．６上にまた
がって結像しており、その結像の中心軸は受光素子５と
６の境介線に対しである一定の角度ａを為している。

この場合には被写体距離ｄ１を求めるのに演算回路８を
用い、この時の被写体が誤測距を招く測距対象であるか
否かの判別は演算回路９よりのシフト量ｄ２を用いてい
る。

第７図は第６図実施例を具体化した場合の回路構成を示
したもので、基本的な制御は第３図、第４図を使って説
明したものと同じである。

１ＲＥＤ２４７より投射された信号光は被写体２５３で
反射され受光素子５．６上に結像される。受光素子５の
出力電流ＩＡはＯＰアンプ２００．抵抗２０１で構成さ
れる電流電圧変換回路で、出力電流ＩＢはＯＰアンプ２
０２．抵抗２０３で構成される電流電圧変換回路で、そ
れぞれ電圧出力に変換され、同様に受光素子６の出力電
流ＩＡはＯＰアンプ２０４．抵抗２０５で構成される電
流電圧変換回路で、出力電流ＩＢはＯＰアンプ２０６、
抵抗２０７で構成される電流電圧変換回路で、それぞれ
電圧出力に変換されろ、一方、ＯＰアンプ２０８．キャ
パシタ２０９，２１１．抵抗２１０、．２１２−２１３
で構成される交流加算増幅回路によって受光素子５．６
の各出力電圧ＶＡが加算され、ＯＰアンプ２１４．キャ
パシタ２１５．２１７，２５５，２２０．抵抗２１６，
２１８．２１９，２２１，２２２で構成される交流加算
増幅回路によって受光素子５．６の各出力電圧ＶＡ、Ｖ
Ｂが加算され、ｏｐアンプ２２３゜キャパシタ２２４，
２２６．抵抗２２５，２２７．２２８で構成される交流
加算増幅回路によって受光素子５の出力電圧Ｖ＾、ＶＢ
が加算されている。

ここでＯＰアンプ２０８，２１４の出力は、それぞれア
ナログスイッチ２２９，２３１を介してｏＰアンプ２３
７．抵抗２３０，２３２．キャパシタ２３８で構成され
る積分回路への入力となり、前述したのと同様に１ＲＥ
Ｄの点滅に同期して５ＰＬＬ、５ＰＬ２のタイミングで
二重積分が行われ、結果として（Ａ　Ｉ　＋Ａ２）　／
　（Ａ　１　＋Ａ２＋８１　＋８２）の演算がなされる
ことになる。この値は被写体距離ｄ１に相当する。一方
、ＯＰアンプ２１４，２２３の出力は、それぞれアナロ
グスイッチ２３３，２３５を介して、ｏｐアンプ２４０
、抵抗２３４，２３６．キャパシタ２４１で構成される
積分回路の入力となり、１ＲＥＤに同期してＳＰＬ”、
５ＰＬ２’のタイミング信号により二重積分が行われ、
（ＡＩ＋８１）／（ＡＩ＋Ａ２＋８１　＋８２）の演算
がなされる。これはシフト１ｉｄ２に相当し、この場合
は誤測距を招く測距対象であるか否かの判別は受光素子
５と６へ結像している像の割合から検出している。

本実施例によれば、カメラの基線長方向と垂直な方向の
反射像の重心の変位を検出する様にしているため、誤測
距を招く測距対象であるか否かの判別、つまりは適正な
測距結果が得られたか否かの判別を行い、適正な測距結
果でない場合にはその警告を行うようにしているので、
撮影者にそのことが分かり、その結果誤測距情報に基づ
いた撮影がなされてしまうといった不都合がなくなる６
尚前記警告の他に、ある種の補正を加えて撮影に耐え得
る被写体距離情報として出力できる構成にも発展可能と
なる。

（発明と実施例の対応） 本実施例において、１ＲＥＤ７９．２４７が本発明の投
光手段に、受光素子１又は５．６が受光手段に、演算回
路３又は８が情報算出手段に、演算回路４又は９が変位
量算出手段に、ＡＦコントロールロジック８１又は２４
５内の第５図＃１０２゜＃１０３．＃１０４の動作を行
う部分が判別手段に、ＬＥＤ８３又は２５４が警告手段
に、ＡＦコントロールロジック８１又は２４５内の第５
図＃１０５の動作を行う部分が被写体情報出力手段に、
それぞれ相当する。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、受光手段の基線
長方向と垂直方向の出力を得、該出力からこの時の被写
体が誤測距を招く測距対象であるか否かの判別を行い、
警告を行うようにしたから、適正な測距結果が得られな
いような場合にはその事を撮影者に知らせることができ
、ピントの合わない撮影を事前に防止させることが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図（
ａ）〜（ｅ）は第１図の受光素子上に結像された各種コ
ントラストパターンを持つ反射像を示した図、第３図は
第１図の受光素子を用いて測距演算及びその制御を行う
ための構成例を示す回路図、第４図はそのタイミングチ
ャート、第５図は第１図の受光素子からの距離情報に基
づいてレンズ位置を制御する場合の動作を示したフロー
チャート、第６図は本発明の他の実施例を示すブロック
図、第７図はその具体的な構成を示す回路図である。 ｌ・・・・・・受光素子、３，４・・・・・・演算回路
、５゜６・・・・・・受光素子、８．９・・・・・・演
算回路、５２・・・・・・受光素子、７９・・・・・・
１ＲＥＤ、　８１・・・・・−ＡＦコントロールロジッ
ク、８２・・・・・・ＬＥＤ、２４５・・・・・・ＡＦ
コントロールロジック、２４７・・・・・・１ＲＥＤ、
２５４・・・・・・ＬＥＤ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）縦横比が異なり、中心軸が基線長方向と平行、垂
   直いずれの方向とも異なる向きになるような形状の投光
   像を被写体へ向けて投射する投光手段と、前記被写体で
   の投光反射像の入射位置を２次元的に検出する受光手段
   と、該受光手段の基線長方向と平行方向の出力より被写
   体距離に対応する情報を算出する情報算出手段と、受光
   手段の基線長方向と垂直方向の出力より投光反射像の基
   線長方向と垂直方向の重心の変位量を算出する変位量算
   出手段と、該変位量算出手段の出力よりこの時の被写体
   が誤測距を招く測距対象であるか否かの判別を行う判別
   手段とを備えたカメラの測距装置。
2. （２）判別手段によりこの時の被写体が誤測距を招く測
   距対象である事が判別された場合に、その警告を行う警
   告手段と、判別手段により誤測距を招く測距対象でない
   事が判別された場合に、情報算出手段よりの情報を被写
   体距離情報として出力する被写体距離情報出力手段とを
   備えた請求項１記載のカメラの測距装置。