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JP2000171246A - 測距装置 - Google Patents

測距装置

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Publication number
JP2000171246A
JP2000171246A JP11160845A JP16084599A JP2000171246A JP 2000171246 A JP2000171246 A JP 2000171246A JP 11160845 A JP11160845 A JP 11160845A JP 16084599 A JP16084599 A JP 16084599A JP 2000171246 A JP2000171246 A JP 2000171246A
Authority
JP
Japan
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passive
distance measuring
active
light
sensor
Prior art date
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Pending
Application number
JP11160845A
Other languages
English (en)
Inventor
Fuminori Tono
文宣 東野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pentax Corp
Original Assignee
Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd filed Critical Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Priority to JP11160845A priority Critical patent/JP2000171246A/ja
Priority to US09/404,180 priority patent/US6350976B1/en
Priority to FR9912063A priority patent/FR2783930B1/fr
Priority to GB9922967A priority patent/GB2343072B/en
Priority to DE19946448A priority patent/DE19946448B4/de
Publication of JP2000171246A publication Critical patent/JP2000171246A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C3/00Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders
    • G01C3/02Details
    • G01C3/06Use of electric means to obtain final indication
    • G01C3/08Use of electric radiation detectors
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/28Systems for automatic generation of focusing signals
    • G02B7/30Systems for automatic generation of focusing signals using parallactic triangle with a base line
    • G02B7/32Systems for automatic generation of focusing signals using parallactic triangle with a base line using active means, e.g. light emitter

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  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
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  • Optics & Photonics (AREA)
  • Measurement Of Optical Distance (AREA)
  • Focusing (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 受光センサとしてCCDを用いてパッシブ測
距とアクティブ測距を可能とし、かつ小型カメラへの適
用を可能にした測距装置を提供する。 【解決手段】 CCD素子で構成される3つの受光セン
サ(パッシブセンサPSA,PSBとアクティブセンサ
AS)と、前記各受光センサに対してそれぞれ被写体像
を結像するための光学系(バッシブレンズPLA,PL
BとアクティブレンズAL)と、被写体に対して光を照
射する発光素子(LED)40とを備え、2つのパッシ
ブセンサPSA,PSBと2つのパッシブレンズPL
A,PLBとでパッシブ測距装置を構成し、残りの1つ
のアクティブセンサASとアクティブレンズALと発光
素子40とでアクティブ測距装置を構成する。各センサ
をCCD素子で構成し、かつラインセンサ30として一
体的に構成することで、測距装置の小型化、低価格化が
実現でき、小型カメラへの適用が可能となる。

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、ビデオカメ
ラ等に用いられて被写体距離を測距するための測距装置
に関し、特にCCDセンサを用いた測距装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来からカメラ等の測距方式として、パ
ッシブ測距方式とアクティブ測距方式が用いられる。パ
ッシブ測距方式は、同じ光学系をもつ2つの受光センサ
で被写体のコントラストを検知し、各受光センサ上に投
影される被写体の視差から生じる位置のずれをもとに距
離を求める方式である。このパッシブ測距装置では、外
部の光源を利用するため、受光センサで検出できる被写
体の明るさがあれば測距可能であるが、被写体にコント
ラストがなかったり、暗い場合には測距精度が低下して
しまう。一方、アクティブ測距方式は、投光素子から光
を被写体に向けて照射し、被写体で反射した光を受光素
子で検知して被写体からの反射光の重心位置を求め、こ
の重心位置を利用した三角測量法によって距離を求める
方式である。このアクティブ測距装置では、被写体が光
を反射しさえすれば被写体が暗くても、コントラストが
なくても、繰り返しパターンであっても測距が可能であ
るが、遠距離の被写体では光源からの光の光量低下によ
って高精度の測距が難しくなる。
【0003】このように、パッシプ測距方式とアクティ
ブ測距方式には一長一短が存在するため、カメラにおい
て種々の撮影状況に対応して高精度の測距を実現するた
めに、パッシブ測距方式とアクティブ測距方式の両方を
備えた測距装置を実現することが好ましい。しかしなが
ら、アクティブ測距方式は、光源からの反射光を検知し
て測距を行う方式であるため、受光素子において光源か
らの光と外光とを区別するために光源光に赤外光を用い
ており、外光である可視光との区別を行っている。この
ため、アクティブ測距方式では、赤外光に感度のある受
光素子を用いる必要があり、従来からライン状をした光
センサで構成されるPSD(ポジションセンサ)が用い
られる。一方、パッシブ測距方式は、被写体のコントラ
ストを利用して測距を行うために、受光センサにはCC
Dのように被写体の明暗コントラストを電流値或いは電
圧値として出力可能な受光センサが用いられる。このた
め、アクティブ測距方式とパッシブ測距方式の両方を備
える場合には、PSDとCCDの各受光素子が必要であ
り、しかも各方式での光学系を加えると、測距装置全体
の構成が複雑化、かつ大型化することになり、小型で軽
量なカメラにこのような測距装置を実現することは困難
である。なお、PSD或いはCCDのいずれかを用いて
アクティブ測距とパッシブ測距を構成することが考えら
れるが、PSDでは被写体のコントラストを検出するこ
とが難しいため、パッシブ測距を行うことは困難であ
る。一方、CCDは赤外光に対する感度が低いため、光
源から照射した赤外光の反射光をCCDにおいて検知す
ることは難しい。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
測距方式では、アクティブ測距方式とパッシブ測距方式
の各長所を利用した測距装置を実現しようとした場合
に、それぞれの方式の測距装置を独立して構成せざるを
得ず、そのために測距装置の構成を簡略化することが困
難であり、小型化、軽量化、低価格化を実現することが
できず、小型カメラへの適用が難しいという問題があ
る。特に、AF(オートフォーカス)装置を備えるカメ
ラでは、AF機構がカメラ内に占める容積、重量の割合
が大きいため、この種カメラに前記したような両方式の
測距装置を組み込むことは、カメラの小型化、軽量化を
図る上で極めて不利なものとなる。
【0005】本発明の目的は、受光センサとしてCCD
を用い、パッシブ測距はもとよりアクティブ測距を可能
とし、しかも小型カメラへの適用を可能にした測距装置
を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の測距装置は、そ
れぞれがCCD素子で構成される少なくとも3つの受光
センサと、前記各受光センサに対してそれぞれ被写体像
を結像するための光学系と、前記被写体に対して光を照
射する発光素子とを備え、前記受光センサのうちパッシ
ブセンサとしての2つの受光センサと前記光学系とを用
いて構成されるパッシブ測距装置と、アクティブセンサ
として構成される残りの1つの受光センサと前記光学系
及び発光素子とを用いて構成されるアクティブ測距装置
とを備えることを特徴とする。特に、本願発明では、前
記3つの受光センサの受光面側には赤外カットフィルタ
が配設され、さらに前記アクティブセンサの受光面側に
は可視カットフィルタが配設され、前記発光素子は可視
領域と赤外領域との間の波長領域の光を発光する構成と
する。
【0007】ここで、前記パッシブ及びアクティブの各
センサは、多数のCCD素子をライン状に配列した1つ
のラインセンサに構築され、また、前記ラインセンサの
ライン長方向の中央が前記アクティブセンサとして構成
され、前記ラインセンサのライン長方向の両端がそれぞ
れ前記パッシブセンサとして構成されることが好まし
い。あるいは、前記各センサはそれぞれ独立したCCD
素子で構成され、独立して或いは同期して駆動制御され
る構成としてもよい。また、前記光学系は、前記パッシ
ブセンサに対して被写体像を結像するパッシブレンズ
と、前記アクティブセンサに対して被写体像を結像する
アクティブレンズと、前記発光素子で発光する光を被写
体に向けて集光する集光レンズとを有しており、前記各
レンズが一体に形成されることが好ましい。
【0008】本発明では、各センサでの受光波長を相違
させるとともに発光素子の発光波長を適切に設定するこ
とで、CCD素子でセンサを構成しながらも撮影状況に
応じてパッシブ測距とアクティブ測距のいずれかでの測
距が可能となる。このため、PSDとCCDの両センサ
を必要とすることがなく、測距装置の構成を簡略化し
て、測距装置ないしカメラの小型化、軽量化、低価格化
が実現できる。また、通常ではパッシブ測距を優先して
測距データを得るとともに、パッシブ測距によって信頼
性のある測距データが得られない場合には、外光が所定
レベルの明るさ以下のときにアクティブ測距を実行して
測距データを得ることができる。このため、様々な撮影
条件においても信頼性のある測距データを得ることが可
能となる。
【0009】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図1は本発明の測距装置を備えた小
型カメラの外観図であり、カメラボディ10の上面に各
種スイッチ11、LCD表示部12、レリーズボタン1
3が配設されており、かつ前面には撮影レンズ14が配
設されるとともに、前記撮影レンズ14の上側領域には
ファインダ窓15、ストロボ16が配設され、さらに前
記ファインダ窓15と並んで測距装置17が配設され
る。前記測距装置17は、複数のレンズが一体に形成さ
れた複合レンズ20と、前記レンズ20によって結像か
つ投影される像を検出するCCDからなるラインセンサ
30と、測距対象となる被写体に向けて光を照射するL
ED(発光ダイオード)40とを備えている。図2は前
記複合レンズ20、ラインセンサ30、LED40の構
成を説明するための平面配置図である。前記ラインセン
サ30は、周知のように多数個の光素子を含むCCD素
子が直線状に配置された受光部31を有しており、前記
受光部31において受光した光を光素子(フォトダイオ
ード)で光電変換して電荷を蓄積し、この蓄積した電荷
をラインに沿って転送し、その端部に設けられた出力部
32から電圧信号として出力することで、前記受光部3
1において受光した光の光強度を検出することが可能と
されるものである。そして、ここでは、前記ラインセン
サ30の受光部31を互いに重なることがない領域で3
つの領域に区画し、両側の領域をパッシブセンサPS
A,PSBとして構成し、中央の領域をアクティブセン
サASとして構成する。さらに、前記ラインセンサ30
の受光面には前記3つのセンサにわたって赤外光を遮光
する赤外カットフィルタ33を配設し、さらに前記アク
ティブセンサASの受光面には可視光を遮光する可視カ
ットフィルタ34を重ねて配設している。
【0010】また、前記LED40は、前記ラインセン
サ30を構成するCCD素子の分光感度領域でかつ可視
光領域よりも赤外光領域に近い光波長の光を発光するも
のが選択される。すなわち、図3にCCD素子の分光感
度特性例と前記各カットフィルタの遮断特性例を示すよ
うに、前記可視カットフィルタ34の遮断波長(〜70
0nm)よりも長波長側で、前記赤外カットフィルタ3
3の遮断波長(800〜nm)よりも短波長側の、例え
ば750nm程度の波長の光を発光可能なものとして構
成される。さらに、前記複合レンズ20は前記ラインセ
ンサ30の3つのセンサのうち、前記パッシブセンサP
SA,PSBに対しては2つのパッシブレンズPLA,
PLBと、前記アクティブセンサASに対応して1つの
アクティブレンズALが配置され、また前記LED40
の光軸位置に集光レンズCLが配置され、これらパッシ
ブ及びアクティブの各レンズPLA,PLB,ALと集
光レンズCLとが水平方向に所要の間隔で配置されかつ
一体に成形されている。この複合レンズ20は例えば透
明樹脂を一体成形して形成することが可能である。
【0011】なお、図2に示したように、前記ラインセ
ンサ30はCCD駆動回路51を介してCPU50に接
続されるとともに、ラインセンサ30の出力部32から
の出力信号が前記CPU50に入力される。また、前記
LED40はLED駆動回路52を介して前記CPU5
0に接続される。そして、前記CPU50は、後述する
ようにカメラにおける測距動作時に、パッシブ測距とア
クティブ測距を選択し、アクティブ測距時には前記LE
D40を所要のタイミングで発光させ、またパッシブ測
距時には特殊な場合を除いては前記LED40を発光す
ることなく、それぞれ前記ラインセンサ30からの出力
を取り込んで被写体距離の演算を行なって測距を実現す
るように機能する。また、前記CPU50にはRAM5
3が接続されており、測距演算に必要とされる各種デー
タを記憶する。
【0012】以上の構成の測距装置による測距動作を説
明する。図4は測距動作のフローチャートである。先
ず、カメラ側からCPU50に測距指令が入力される
と、CPU50はパッシブ測距を実行する(S10
1)。このパッシプ測距では、CPU50はCCD駆動
回路51に積分開始命令を出力し、これを受けてライン
センサ30は積分を開始し、電荷蓄積終了命令とともに
積分を終了する。そして、ラインセンサ30内では受光
部31において蓄積した電荷がクロックに同期して転送
され出力部32からA/D変換された電流又は電圧のデ
ータとして出力される。このデータは前記RAM53に
格納される。そして、CPU50はRAM53に格納さ
れたデータに基づいて被写体の測距を演算する。
【0013】この測距演算は従来のパッシブ測距方式と
同様であるが、ここで簡単に説明すると、図5に模式図
を示すように、測距対象となる被写体を2つのパッシブ
レンズPLA,PLBによって前記ラインセンサ30の
両側のパッシブセンサPSA,PSBに結像する。2つ
のパッシブレンズPLA,PLBの光軸間間隔をDと
し、また両パッシブレンズPLA,PLBから各パッシ
ブセンサPSA,PSBまでの光軸距離をdとする。そ
して、各パッシブセンサPSA,PSBにそれぞれ結像
された各被写体像の特定箇所、例えば水平方向の中心と
なるポイント位置からそれぞれのパッシブレンズPL
A,PLBの光軸までの距離をx1,x2とする。そし
て、カメラの測距基準から被写体までの距離をLとする
と、三角法により次の関係式が成立する。 (L+d)/L=(D+x1+x2)/D …(1) これから、 L=(D・d)/(x1+x2) …(2) が求められる。
【0014】ここで、前記パッシブ測距を行う場合に
は、前記2つのパッシブセンサPSA,PSBでの同一
の被写体像の同一箇所の出力センサ位置の違いから、視
差(位相差)を検出することが必要となる。そのため、
この実施形態では、図6(a)に示すように、各パッシ
ブセンサPSA,PSBをラインセンサ30の長さ方向
に右領域、中央領域、左領域と定義する3つの領域を区
画する。なお、各領域の境界では幾分隣接領域が重なっ
た状態に区画する。その上で、図6(b)のように、各
領域を構成するCCD素子の数の1/2以上の数のCC
D素子に渡る領域をそれぞれ演算領域RA,RBとして
設定し、この演算領域RA,RBをCCD素子の1素子
単位でシフトしながら取り込んだデータに対して演算を
行う。例えば、この例では各パッシブセンサPSA,P
SBの前記右領域、中央領域、左領域はそれぞれ54素
子で構成されているとし、そのうち40素子を演算領域
RA,RBとする。そして、この演算領域RA,RB
を、両パッシブセンサPSA,PSBの対応する領域に
おいて、線対称の位置に配置した上で、各パッシブセン
サ間で各演算領域を1素子ずつ交互にシフトして両パッ
シブセンサ間の素子毎の出力差を求め、かつこの出力差
を演算領域RA,RBにわたって加算している。この結
果、前記実施形態では、各演算領域RA,RBが14素
子だけシフトされるため、シフトしない状態を加えて2
9個の出力差を加算したデータを得ることができる。そ
して、このデータは、図6(c)のように、あるシフト
位置で最小値が得られることになり、これから前記視差
(位相差)が求まる。したがって、前記した式(1),
(2)のx1,x2が位相差(x1+x2)として得ら
れ、被写体距離Lを演算することが可能となる。なお、
前記演算は、各パッシブセンサの3つに分けた領域のそ
れぞれについて行なう。
【0015】次に、再び図4において、以上のように求
められたパッシブ測距の測距データについて、その信頼
性を判定し、信頼できる測距データが存在していると判
定したときには(S102)、最も信頼できる測距デー
タを選択し(S106)、得られた測距データを測距値
とし(S107)、測距を終了する(S108)。この
信頼性の判定では、例えば、前記した演算を前記区画し
た各パッシブセンサPSA,PSBの各3つの領域につ
いてそれぞれ行い、さらには各領域についてそれぞれ複
数回の演算を行い、得られた複数の測距データから各測
距データの平均、偏差を計算することにより、その平均
値や偏差値に対して予め設定した誤差範囲の測距データ
を信頼性のある測距データとする。そして、信頼性のあ
る測距データから最も信頼性のある測距データを1つを
選択し、この選択した測距データから測距値を得る。
【0016】一方、信頼性のある測距データが得られな
いと判定された場合には、CPU50はアクティブ測距
(S104)を実行する。このアクティブ測距を行う前
に、図外の測光装置から得られた外光の明るさ(Lv
値)があるレベル以上であるかを判定し(S103)、
この判定結果から外光があるレベル以下の場合にのみア
クティブ測距を行うようにする。Lv値があるレベル以
上であると、アクティブ測距に際してLED40から発
光された光が被写体で反射され、これをラインセンサ3
0で受光したときに、外光と明確に区別することが難し
くなり、アクティブ測距の精度が低下され、信頼性のあ
る測距データが得られなくなる。このため、Lv値があ
るレベル以上の場合には、測距値を予め設定してあるデ
フォルト値に設定する(S109)。このデフォルト値
は、通常2〜3mに設定しておく。すなわち、カメラで
撮影する場合の被写体の距離は2〜3m程度の場合が多
いため、測距データに信頼性が得られない場合には、こ
のデフォルト値を測距値とすれば、撮影レンズによる被
写界深度とあいまって、ある程度焦点のあった写真を撮
影する確率が高くなることに基づいている。
【0017】図7は前記アクティブ測距を説明するため
の模式図であり、LED40を発光して被写体に照射す
る。そして、被写体において拡散反射した光をアクティ
ブレンズALによりアクティブセンサASに結像し、ア
クティブセンサASでは結像された被写体像の重心を検
出する。この重心は、被写体像が結像されたアクティブ
センサASを構成する複数のCCD素子のうち、最も光
強度の高いCCD素子の位置として検出すれば、被写体
からの拡散反射光の光軸中心が検出でき、この光軸中心
を被写体像の重心位置とする。そして、被写体距離をL
とし、LED40からアクティブレンズALの光軸まで
の距離をD1、アクティブレンズALとアクティブセン
サASとの距離をd、検出した被写体像の重心位置から
前記光軸までの距離をx3とすると、 (L+d)/L=(D1+x3)/D1 …(3) これから、 L=(D1・d)/x3 …(4) が求められる。
【0018】なお、前記被写体像の重心位置を求める際
には、前工程でのパッシブ測距時に得られるアクティブ
センサASでの受光出力と、被写体で反射されたLED
40の発光光の受光出力との差を取ることにより、LE
D40での発光光のみの受光出力を抽出することがで
き、被写体像の重心位置の検出精度を高めることができ
る。ただし、アクティブセンサASの前面に配設した可
視カットフィルタ34の波長特性が急峻であり、アクテ
ィブセンサASではパッシブ測距時に用いる可視光を受
光することがない場合には、前記した受光出力の差をと
る必要はない。
【0019】そして、このアクティブ測距(S104)
を行なう場合においても、例えばLEDを複数回発光し
てそれぞれの発光毎に測距データを演算して複数の測距
データを得る。そして、図4に示すように、得られた複
数の測距データについてパッシブ測距時と同様な信頼性
のある測距データが存在するかを判定し(S105)、
信頼性のある測距データが存在していると判定されたと
きには、測距データを選択し(S106)、その選択し
た測距データを測距値とする(S107)。一方、信頼
性のある測距データが存在していない場合、例えば、L
ED40の出力が小さく、あるいは被写体が遠方にあっ
て前記重心位置を正確に特定できないような場合には、
前記したデフォルト値を測距値とする(S109)。
【0020】ここで、前記パッシブ測距時には、外光、
すなわち可視光を用いてパッシブセンサPSA,PSB
での検出を行っているが、本実施形態では、ラインセン
サ30の前面に赤外カットフィルタ33を配設している
ため、ラインセンサ30が自然光に含まれる赤外光をほ
とんど検出せず、パッシブ測距の精度を高めることが可
能となる。
【0021】このように、本実施形態の測距装置では、
パッシブ測距とアクティブ測距のそれぞれにおける測距
が可能であり、パッシブ測距を優先して測距データを得
る一方で、信頼性のある測距データが得られない場合に
は、外光が所定レベルの明るさ以下のときにアクティブ
測距を実行して測距データを得るので、様々な撮影条件
において信頼性のある測距データを得る確率が高められ
る。また、測距装置としてはCCD素子を用いたライン
センサを用いており、このラインセンサをパッシブ測距
とアクティブ測距のそれぞれにおける受光センサとして
用いているため、PSDとCCDの両センサを必要とす
ることがなく、測距装置の構成を簡略化して、測距装置
の小型化、軽量化が実現できる。
【0022】なお、前記実施形態では、パッシブセンサ
とアクティブセンサをCCD素子からなる1つのライン
センサで構成しているが、それぞれ独立したCCDアレ
イ素子、あるいはCCDラインセンサで構成してもよ
い。このように独立したセンサを用いた場合には、特に
パッシブ測距装置とアクティブ測距装置の各センサを前
記実施形態のように一列に配置する必要はなく、二列配
置の構成としてもよい。また、このように、各センサを
独立構成としたときには、各センサを同期して或いは独
立して駆動制御することも可能である。さらに、パッシ
ブレンズ、アクティブレンズ及び集光レンズについても
それぞれ独立した構成としてもよく、かつその配置も各
センサの配置に対応して適切な配置構成としてもよい。
【0023】また、本発明の測距装置は、銀塩フィルム
を用いるカメラの測距装置としての適用はもとより、デ
ジタルカメラ、ビデオカメラ等の種々のカメラへの適用
が可能である。また、本発明の測距装置をAF装置と組
み合わせることにより、極めて高精度のAF撮影が実現
できる。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、CCD素
子で構成される受光センサを用いてパッシブ測距装置と
アクティブ測距装置を構成しているので、これら方式の
異なる測距装置を備える従来の測距装置のように、アク
ティブ測距装置の受光センサとしてのPSDと、パッシ
ブ測距装置の受光センサとしてのCCDの両センサを必
要とすることがなく、測距装置の構成を簡略化して小型
化、軽量化、低価格化が可能となり、ひいては測距装置
を組み込むカメラの小型化、軽量化が実現できる。ま
た、本発明では、通常ではパッシブ測距を優先して測距
データを得ることができ、しかもパッシブ測距によって
信頼性のある測距データが得られない場合には、外光が
所定レベルの明るさ以下の条件の下でアクティブ測距を
実行して測距データを得ることができるので、様々な撮
影条件においても信頼性のある測距データを得ることが
可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の測距装置をカメラに適用した実施形態
の斜視図である。
【図2】図1の測距装置の平面構成を示す図である。
【図3】CCDの分光感度特性を示す図である。
【図4】本発明の測距装置の測距動作を示すフローチャ
ートである。
【図5】パッシブ測距による測距データの演算を説明す
るための模式図である。
【図6】パッシブ測距における位相差を検出する手法を
説明するための図である。
【図7】アクティブ測距による測距データの演算を説明
するための模式図である。
【符号の説明】
10 カメラボディ 11 各種スイッチ 12 LCD表示部 13 レリーズボタン 14 撮影レンズ 15 ファインダ窓 16 ストロボ 17 測距装置 20 複合レンズ 30 ラインセンサ 31 受光部 32 出力部 33 赤外カットフィルタ 34 可視カットフィルタ 40 LED 50 CPU PSA,PSB パッシブセンサ PLA,PLB パッシブレンズ AS アクティブセンサ AL アクティブレンズ CL 集光レンズ

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 CCD素子で構成される少なくとも3つ
    の受光センサと、前記各受光センサに対してそれぞれ測
    距対象となる被写体の被写体像を結像するための光学系
    と、前記被写体に対して光を照射する発光素子とを備
    え、前記受光センサのうちパッシブセンサとしての2つ
    の受光センサと前記光学系とを用いて構成されるパッシ
    ブ測距装置と、アクティブセンサとして構成される残り
    の1つの受光センサと前記光学系及び発光素子とを用い
    て構成されるアクティブ測距装置とを備えることを特徴
    とする測距装置。
  2. 【請求項2】 前記3つの受光センサの受光面側には赤
    外カットフィルタが配設され、さらに前記アクティブセ
    ンサの受光面側には可視カットフィルタが配設され、前
    記発光素子は可視領域と赤外領域との間の波長領域の光
    を発光する請求項1に記載の測距装置。
  3. 【請求項3】 前記パッシブ及びアクティブの各センサ
    は、多数のCCD素子をライン状に配列した1つのライ
    ンセンサに構築される請求項1又は2に記載の測距装
    置。
  4. 【請求項4】 前記パッシブ及びアクティブの各センサ
    は、それぞれ独立して、或いは同期して駆動制御される
    CCD素子群で構成される請求項1又は2に記載の測距
    装置。
  5. 【請求項5】 前記ラインセンサのライン長方向の中央
    が前記アクティブセンサとして構成され、前記ラインセ
    ンサのライン長方向の両端がそれぞれ前記パッシブセン
    サとして構成される請求項3に記載の測距装置。
  6. 【請求項6】 前記光学系は、前記パッシブセンサに対
    して被写体像を結像するパッシブレンズと、前記アクテ
    ィブセンサに対して被写体像を結像するアクティブレン
    ズと、前記発光素子で発光する光を被写体に向けて集光
    する集光レンズとを有し、前記各レンズが一体に形成さ
    れている請求項1ないし5のいずれかに記載の測距装
    置。
  7. 【請求項7】 前記パッシブ測距装置は、前記パッシブ
    センサでそれぞれ受光した被写体像の光強度を前記パッ
    シブセンサを構成する複数のCCD素子単位で相互に比
    較し、前記比較結果から得られる光強度の差から前記2
    つのパッシブセンサのそれぞれの被写体像のある特定の
    ポイント位置を検出し、前記各パッシブセンサにおける
    前記特定のポイント位置の相違に基づいて被写体距離を
    演算する構成である請求項2ないし6のいずれかに記載
    の測距装置。
  8. 【請求項8】 前記アクティブ測距装置は、前記発光素
    子で発光されかつ被写体において反射された光を前記ア
    クティブセンサにおいて受光し、前記アクティブセンサ
    を構成するCCD素子間での前記受光により得られる光
    強度の比較により受光した被写体像の重心位置を検出す
    るCCD素子を検出し、かつこの検出したCCD素子か
    ら前記アクティブセンサにおける被写体像の重心位置を
    検出し、当該重心位置に基づいて被写体距離を演算する
    構成である請求項2ないし6のいずれかに記載の測距装
    置。
  9. 【請求項9】 前記アクティブ測距装置は、前記パッシ
    ブ測距時に得られる前記アクティブセンサでの受光出力
    と、前記アクティブ測距時に得られる前記アクティブセ
    ンサでの受光出力との差をとり、その差を前記発光素子
    で発光し被写体において反射された光として前記重心位
    置を検出する構成である請求項8に記載の測距装置。
  10. 【請求項10】 前記パッシブ測距装置とアクティブ測
    距装置の各測距動作を制御する制御回路を備え、前記制
    御回路は、前記パッシブ測距装置での測距を優先し、前
    記パッシブ測距において信頼性のある測距データが得ら
    れない場合に前記アクティブ測距装置での測距を実行す
    るように動作プログラムが設定されている請求項1ない
    し9のいずれかに記載の測距装置。
  11. 【請求項11】 前記制御回路は、外光の明るさレベル
    を検出し、検出したレベルが所定レベル以下のときに前
    記アクティブ測距を実行するように動作プログラムが設
    定されている請求項10に記載の測距装置。
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