JP2000171687A - 測距装置 - Google Patents
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- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
- G01S17/06—Systems determining position data of a target
- G01S17/46—Indirect determination of position data
- G01S17/48—Active triangulation systems, i.e. using the transmission and reflection of electromagnetic waves other than radio waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C3/00—Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders
- G01C3/02—Details
- G01C3/06—Use of electric means to obtain final indication
- G01C3/08—Use of electric radiation detectors
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
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- G—PHYSICS
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/28—Systems for automatic generation of focusing signals
- G02B7/30—Systems for automatic generation of focusing signals using parallactic triangle with a base line
- G02B7/32—Systems for automatic generation of focusing signals using parallactic triangle with a base line using active means, e.g. light emitter
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- Measurement Of Optical Distance (AREA)
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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、かつパッシブ測距とア
クティブ測距の短所を改善して高精度の測距を実現可能
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、被写体に対して光を照射する発光素子（ＬＥＤ）４
０とを備える。発光素子４０にはパターンマスク４１が
配置され、所要の光強度パターンの光を被写体に照射
し、その反射光をパッシブセンサＰＳＡ，ＰＳＢとアク
ティブセンサＡＳで受光可能とする。所要の光強度パタ
ーンをアクティブセンサＡＳで受光して被写体像の重心
位置を求めてアクティブ測距を行い、かつ所要の光強度
パターンを補助光としてパッシブセンサＰＳＡ，ＰＳＢ
で受光してパッシブ測距を行う。
距とアクティブ測距を可能とし、かつパッシブ測距とア
クティブ測距の短所を改善して高精度の測距を実現可能
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、被写体に対して光を照射する発光素子（ＬＥＤ）４
０とを備える。発光素子４０にはパターンマスク４１が
配置され、所要の光強度パターンの光を被写体に照射
し、その反射光をパッシブセンサＰＳＡ，ＰＳＢとアク
ティブセンサＡＳで受光可能とする。所要の光強度パタ
ーンをアクティブセンサＡＳで受光して被写体像の重心
位置を求めてアクティブ測距を行い、かつ所要の光強度
パターンを補助光としてパッシブセンサＰＳＡ，ＰＳＢ
で受光してパッシブ測距を行う。
Description
【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。
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。
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。そこで、本
願発明者はＣＣＤ素子を受光素子としたパッシブ測距装
置とアクティブ測距装置の両方を一体化した測距装置を
開発し、前記した各測距方式の利点を活かすことで、高
精度の測距を実現可能とした。その一例として、１つの
ＣＣＤラインセンサと１つのＬＥＤとで測距装置を構成
し、かつ前記ラインセンサを３つの領域に区画し、その
うちの１つの領域とＬＥＤとでアクティブ測距装置を構
成し、他の２つの領域でパッシブ測距装置を構成するも
のである。
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。そこで、本
願発明者はＣＣＤ素子を受光素子としたパッシブ測距装
置とアクティブ測距装置の両方を一体化した測距装置を
開発し、前記した各測距方式の利点を活かすことで、高
精度の測距を実現可能とした。その一例として、１つの
ＣＣＤラインセンサと１つのＬＥＤとで測距装置を構成
し、かつ前記ラインセンサを３つの領域に区画し、その
うちの１つの領域とＬＥＤとでアクティブ測距装置を構
成し、他の２つの領域でパッシブ測距装置を構成するも
のである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなパッシブ測距装置とアクティブ測距装置を一体化し
た測距装置では、各測距方式の特性を活かして高精度の
測距を行うことは可能であるが、各測距方式に存在して
いる前記した短所はそのまま残されているために、これ
らの短所が測距精度に影響を与えることまでは解消する
ことは困難である。例えば、外光が明るくて被写体が均
一な輝度や繰り返しパターンの壁のような場合には、パ
ッシブ測距方式を実行しても前記した視差を検出するこ
とができず、かつ一方で外光が明るいために有効なアク
ティブ測距が難しく、高精度の測距を行うことは困難に
なる。また、外光が暗くて被写体が小さい場合には、パ
ッシブ測距は困難であり、またアクティブ測距を行った
場合でもＬＥＤからの光が被写体に有効に照射されず、
その反射光から被写体の重心位置を適切に検出すること
ができず、結果として高精度の測距を行うことは困難に
なる。
うなパッシブ測距装置とアクティブ測距装置を一体化し
た測距装置では、各測距方式の特性を活かして高精度の
測距を行うことは可能であるが、各測距方式に存在して
いる前記した短所はそのまま残されているために、これ
らの短所が測距精度に影響を与えることまでは解消する
ことは困難である。例えば、外光が明るくて被写体が均
一な輝度や繰り返しパターンの壁のような場合には、パ
ッシブ測距方式を実行しても前記した視差を検出するこ
とができず、かつ一方で外光が明るいために有効なアク
ティブ測距が難しく、高精度の測距を行うことは困難に
なる。また、外光が暗くて被写体が小さい場合には、パ
ッシブ測距は困難であり、またアクティブ測距を行った
場合でもＬＥＤからの光が被写体に有効に照射されず、
その反射光から被写体の重心位置を適切に検出すること
ができず、結果として高精度の測距を行うことは困難に
なる。
【０００５】本発明の目的は、パッシブ測距方式とアク
ティブ測距方式を一体化した測距装置において、それぞ
れの測距方式の短所を互いに補償して、いずれの撮影条
件の場合においても高精度の測距を実現可能とした測距
装置を提供するものである。
ティブ測距方式を一体化した測距装置において、それぞ
れの測距方式の短所を互いに補償して、いずれの撮影条
件の場合においても高精度の測距を実現可能とした測距
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、Ｃ
ＣＤ素子で構成される複数のパッシブセンサを備えるパ
ッシブ測距装置と、発光手段及びＣＣＤ素子で構成され
るアクティブセンサを備えるアクティブ測距装置とを備
えており、前記発光手段は被写体に対して所要の光強度
パターンで光照射を行う発光特性を有し、前記発光手段
で発光されかつ被写体で反射した光を前記パッシブセン
サ及びアクティブセンサのそれぞれで受光可能としたこ
とを特徴とする。前記発光手段は単一のＬＥＤと、前記
ＬＥＤの発光面位置に配置されて所要の光透過特性を有
するパターンマスクとで構成され、前記ＬＥＤで発光し
た光が前記パターンマスクを透過して前記所要の光強度
パターンの発光特性となるように構成する。あるいは、
前記発光手段は複数のＬＥＤで構成され、それぞれ発光
面積が同一又は異なるＬＥＤが配列され、前記各ＬＥＤ
からの発光光が一体となって前記所要の光強度パターン
の発光特性となるように構成する。また、この場合、前
記発光手段の所要の光強度パターンの発光特性は、前記
発光手段の光軸に対して前記アクティブセンサの長さ方
向に非対称なパターンでされる。また、前記発光手段
は、パッシブ測距時に、補助光として発光可能な構成と
される。
ＣＤ素子で構成される複数のパッシブセンサを備えるパ
ッシブ測距装置と、発光手段及びＣＣＤ素子で構成され
るアクティブセンサを備えるアクティブ測距装置とを備
えており、前記発光手段は被写体に対して所要の光強度
パターンで光照射を行う発光特性を有し、前記発光手段
で発光されかつ被写体で反射した光を前記パッシブセン
サ及びアクティブセンサのそれぞれで受光可能としたこ
とを特徴とする。前記発光手段は単一のＬＥＤと、前記
ＬＥＤの発光面位置に配置されて所要の光透過特性を有
するパターンマスクとで構成され、前記ＬＥＤで発光し
た光が前記パターンマスクを透過して前記所要の光強度
パターンの発光特性となるように構成する。あるいは、
前記発光手段は複数のＬＥＤで構成され、それぞれ発光
面積が同一又は異なるＬＥＤが配列され、前記各ＬＥＤ
からの発光光が一体となって前記所要の光強度パターン
の発光特性となるように構成する。また、この場合、前
記発光手段の所要の光強度パターンの発光特性は、前記
発光手段の光軸に対して前記アクティブセンサの長さ方
向に非対称なパターンでされる。また、前記発光手段
は、パッシブ測距時に、補助光として発光可能な構成と
される。
【０００７】本発明では、被写体が小さくあるいは特異
な形状をして、発光手段で発光された所要の光強度パタ
ーンの光が被写体において反射されかつアクティブセン
サにおいて全て受光されない場合でも、前記光強度パタ
ーンの一部から被写体像の重心位置を検出し、高精度な
アクティブ測距が実現される。また、被写体が均一輝度
の壁のような場合でも、発光手段から発光される所要の
光強度パターンをパッシブ測距の補助光として利用する
ことで、そのパターンを利用してパッシブ測距が実現で
きる。
な形状をして、発光手段で発光された所要の光強度パタ
ーンの光が被写体において反射されかつアクティブセン
サにおいて全て受光されない場合でも、前記光強度パタ
ーンの一部から被写体像の重心位置を検出し、高精度な
アクティブ測距が実現される。また、被写体が均一輝度
の壁のような場合でも、発光手段から発光される所要の
光強度パターンをパッシブ測距の補助光として利用する
ことで、そのパターンを利用してパッシブ測距が実現で
きる。
【０００８】
【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。
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。
【０００９】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。そして、前記ＬＥＤ４０の発光面の前側に
は、詳細を後述する特異パターン形状のパターンマスク
４１が配設されており、ＬＥＤ４０から出射される光を
前記パターンマスク４１のパターンに従った輝度パター
ンにより被写体を照明するように構成されている。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ＰＳＡ，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。
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。そして、前記ＬＥＤ４０の発光面の前側に
は、詳細を後述する特異パターン形状のパターンマスク
４１が配設されており、ＬＥＤ４０から出射される光を
前記パターンマスク４１のパターンに従った輝度パター
ンにより被写体を照明するように構成されている。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ＰＳＡ，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。
【００１０】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。
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。
【００１１】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。
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。
【００１２】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。
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。
【００１３】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。
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。
【００１４】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。
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。
【００１５】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。
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。
【００１６】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。
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。
【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。
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】ここで、前記被写体像の重心位置を検出す
る動作を説明する。図８（ａ）は前記ＬＥＤ４０と、そ
の発光面側の前面に配置したパターンマスク４１の構成
を示す図であり、図８（ｂ）は前記パターンマスク４１
のパターン形状を示す図であり、ここではパターンマス
ク４１を図２の左右方向（以下、水平方向と称する）に
沿って９つの領域ａ１〜ａ９に区分し、そのうち、領域
ａ４，ａ６，ａ７を光不透過とし、他の領域を光透過性
とする。このため、ＬＥＤ４０で発光された光は、パタ
ーンマスク４１を透過し、集光レンズＣＬにより集光さ
れた状態で被写体に照射されたときには、図８（ｂ）に
示す水平方向の光強度パターンとなる。したがって、被
写体からの反射光を全てアクティブセンサＡＳが受光し
たときには、アクティブセンサＡＳの受光特性は図８
（ｃ）に示した通りである。したがって、受光した光強
度を水平方向に検出すれば、前記受光特性に追従した光
強度特性が得られることになり、水平方向の中心に位置
する高光強度の領域ａ５をアクティブ測距における重心
位置として検出することが可能となる。
る動作を説明する。図８（ａ）は前記ＬＥＤ４０と、そ
の発光面側の前面に配置したパターンマスク４１の構成
を示す図であり、図８（ｂ）は前記パターンマスク４１
のパターン形状を示す図であり、ここではパターンマス
ク４１を図２の左右方向（以下、水平方向と称する）に
沿って９つの領域ａ１〜ａ９に区分し、そのうち、領域
ａ４，ａ６，ａ７を光不透過とし、他の領域を光透過性
とする。このため、ＬＥＤ４０で発光された光は、パタ
ーンマスク４１を透過し、集光レンズＣＬにより集光さ
れた状態で被写体に照射されたときには、図８（ｂ）に
示す水平方向の光強度パターンとなる。したがって、被
写体からの反射光を全てアクティブセンサＡＳが受光し
たときには、アクティブセンサＡＳの受光特性は図８
（ｃ）に示した通りである。したがって、受光した光強
度を水平方向に検出すれば、前記受光特性に追従した光
強度特性が得られることになり、水平方向の中心に位置
する高光強度の領域ａ５をアクティブ測距における重心
位置として検出することが可能となる。
【００１９】一方、被写体が小さく、あるいは壁のコー
ナ部のように、パターンマスク４１を透過した光の全て
が被写体に照射しない場合には、アクティブセンサＡＳ
において図８（ｃ）の光強度特性を得ることができず、
前記した手法での重心位置の検出は困難となる。図９は
そのような被写体の例を示す図であり、ここでは（ａ）
〜（ｈ）の８種類の形態について考慮している。なお、
各図において、斜線部がアクティブセンサＡＳにおいて
受光できず、光強度特性が欠落した領域を示している。
そして、このような光強度特性の欠落が生じた場合に
は、図１０のフローチャートに示す動作により重心位置
を検出する。
ナ部のように、パターンマスク４１を透過した光の全て
が被写体に照射しない場合には、アクティブセンサＡＳ
において図８（ｃ）の光強度特性を得ることができず、
前記した手法での重心位置の検出は困難となる。図９は
そのような被写体の例を示す図であり、ここでは（ａ）
〜（ｈ）の８種類の形態について考慮している。なお、
各図において、斜線部がアクティブセンサＡＳにおいて
受光できず、光強度特性が欠落した領域を示している。
そして、このような光強度特性の欠落が生じた場合に
は、図１０のフローチャートに示す動作により重心位置
を検出する。
【００２０】先ず、アクティブセンサＡＳで受光した光
強度特性に対し、一番左の出力幅を検出し、３領域分存
在するか否かを判定する（Ｓ２０１）。例えば、図９
（ａ）のように３領域分の存在が確認できれば、この領
域がａ１〜ａ３であることが検出でき、その右端から２
つ目の領域がａ５領域であることから、直ちに重心位置
が検出できる（Ｓ２０２）。３領域分存在しない場合に
は、受光した特性の全体についていずれかに高光強度が
２つ以上存在するかを判定し（Ｓ２０３）、２つ以上存
在しない場合には、図９（ｇ）または（ｈ）の状態であ
ると判定でき、この場合には重心位置を検出することは
不可能であり、デフォルト処理を行う（Ｓ２０４）。こ
のデフォルト処理は前記した通りである。次いで、一番
右の出力幅を検出し、２領域分存在するか否かを判定す
る（Ｓ２０５）。例えば、図９（ｂ）のように２領域分
の存在が確認できれば、この領域がａ８，ａ９であるこ
とが検出でき、その左端から３つ目の領域がａ５である
ことから、直ちに重心位置が検出できる（Ｓ２０６）。
強度特性に対し、一番左の出力幅を検出し、３領域分存
在するか否かを判定する（Ｓ２０１）。例えば、図９
（ａ）のように３領域分の存在が確認できれば、この領
域がａ１〜ａ３であることが検出でき、その右端から２
つ目の領域がａ５領域であることから、直ちに重心位置
が検出できる（Ｓ２０２）。３領域分存在しない場合に
は、受光した特性の全体についていずれかに高光強度が
２つ以上存在するかを判定し（Ｓ２０３）、２つ以上存
在しない場合には、図９（ｇ）または（ｈ）の状態であ
ると判定でき、この場合には重心位置を検出することは
不可能であり、デフォルト処理を行う（Ｓ２０４）。こ
のデフォルト処理は前記した通りである。次いで、一番
右の出力幅を検出し、２領域分存在するか否かを判定す
る（Ｓ２０５）。例えば、図９（ｂ）のように２領域分
の存在が確認できれば、この領域がａ８，ａ９であるこ
とが検出でき、その左端から３つ目の領域がａ５である
ことから、直ちに重心位置が検出できる（Ｓ２０６）。
【００２１】続いて、前記ステップＳ２０５において２
領域分存在しない場合には、受光した特性の全体につい
て高光強度領域が３つあるか否かを判定し（Ｓ２０
７）、３つの高光強度領域があれば図９（ｃ）の場合で
あり、これはａ３〜ａ８の領域であることが検出でき、
これから中央の領域がａ５領域であると判定でき重心位
置が検出できる（Ｓ２０８）。また、前記ステップＳ２
０７において、検出された２つの高光強度の領域間が４
領域以上であるかを判定し（Ｓ２０９）、その場合に
は、図９（ｄ）の場合であるから、２つの領域のうち右
側は領域ａ９であると判定でき、これから左に４番目の
領域をａ５として重心位置が検出できる（Ｓ２１０）。
また、２つの高光強度の領域間が４領域以上でないとき
には、２つの高光強度の領域間が２領域以上であるかを
判定し（Ｓ２１１）、その場合には、図９（ｅ）の場合
であるから、２つの領域はａ５，ａ８であると判定で
き、これから左側の領域をａ５として重心位置が検出で
きる（Ｓ２１２）。また、ステップＳ２１１において、
２つの高光強度の領域間が１領域の場合には、図９
（ｆ）の場合であるから、２つの領域はａ３，ａ５であ
ると判定でき、これから右側の領域をａ５として重心位
置が検出できる（Ｓ２１３）。
領域分存在しない場合には、受光した特性の全体につい
て高光強度領域が３つあるか否かを判定し（Ｓ２０
７）、３つの高光強度領域があれば図９（ｃ）の場合で
あり、これはａ３〜ａ８の領域であることが検出でき、
これから中央の領域がａ５領域であると判定でき重心位
置が検出できる（Ｓ２０８）。また、前記ステップＳ２
０７において、検出された２つの高光強度の領域間が４
領域以上であるかを判定し（Ｓ２０９）、その場合に
は、図９（ｄ）の場合であるから、２つの領域のうち右
側は領域ａ９であると判定でき、これから左に４番目の
領域をａ５として重心位置が検出できる（Ｓ２１０）。
また、２つの高光強度の領域間が４領域以上でないとき
には、２つの高光強度の領域間が２領域以上であるかを
判定し（Ｓ２１１）、その場合には、図９（ｅ）の場合
であるから、２つの領域はａ５，ａ８であると判定で
き、これから左側の領域をａ５として重心位置が検出で
きる（Ｓ２１２）。また、ステップＳ２１１において、
２つの高光強度の領域間が１領域の場合には、図９
（ｆ）の場合であるから、２つの領域はａ３，ａ５であ
ると判定でき、これから右側の領域をａ５として重心位
置が検出できる（Ｓ２１３）。
【００２２】このように、被写体に対してＬＥＤ４０で
発光され、パターンマスク４１を透過した光の全てが被
写体に照射されず、アクティブセンサＡＳにおいてパタ
ーンマスク４１のパターンの全てが受光できない場合に
おいても、前記パターンに基づいて重心位置を検出する
ことができ、被写体が小さく、或いは壁のコーナ部のよ
うな多彩な撮影状態にかかわらず、高精度なアクティブ
測距を行うことが可能となる。
発光され、パターンマスク４１を透過した光の全てが被
写体に照射されず、アクティブセンサＡＳにおいてパタ
ーンマスク４１のパターンの全てが受光できない場合に
おいても、前記パターンに基づいて重心位置を検出する
ことができ、被写体が小さく、或いは壁のコーナ部のよ
うな多彩な撮影状態にかかわらず、高精度なアクティブ
測距を行うことが可能となる。
【００２３】なお、前記した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、アクティブ測距時に被写体で反射
されたＬＥＤ４０の発光光の受光出力との差を取ること
により、ＬＥＤ４０での発光光のみの受光出力を抽出す
ることができ、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。
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、アクティブ測距時に被写体で反射
されたＬＥＤ４０の発光光の受光出力との差を取ること
により、ＬＥＤ４０での発光光のみの受光出力を抽出す
ることができ、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。
【００２４】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）。
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）。
【００２５】また、前記アクティブ測距時に用いられる
ＬＥＤ４０は、前記したパッシブ測距時における補助光
として用いることが可能である。すなわち、被写体が均
一な輝度或いは繰り返しパターンの壁のような場合に
は、パッシブセンサＰＳＡ，ＰＳＢに均一又は繰り返し
パターンの光強度が生じるため、前記した演算領域Ｒ
Ａ，ＲＢのシフトによる位相差の検出を行った場合で
も、位相差を検出することが困難になる。そこで、この
ような被写体の場合にＬＥＤ４０を発光し、パターンマ
スク４１を透過した光を被写体に照射し、その反射光を
パッシブセンサＰＳＡ，ＰＳＢで受光し、その受光特性
に基づいて位相差の検出を実行する。このため、パッシ
ブセンサＰＳＡ，ＰＳＢではパターンマスク４１のパタ
ーンに対応した光強度のパターンを受光でき、この光強
度パターンを利用して前記したパッシブ測距を実行する
ことで高精度の測距が可能となる。この場合、外光が明
るくてもＬＥＤ４０の光は外光に重畳されるため、パッ
シブ測距は可能である。
ＬＥＤ４０は、前記したパッシブ測距時における補助光
として用いることが可能である。すなわち、被写体が均
一な輝度或いは繰り返しパターンの壁のような場合に
は、パッシブセンサＰＳＡ，ＰＳＢに均一又は繰り返し
パターンの光強度が生じるため、前記した演算領域Ｒ
Ａ，ＲＢのシフトによる位相差の検出を行った場合で
も、位相差を検出することが困難になる。そこで、この
ような被写体の場合にＬＥＤ４０を発光し、パターンマ
スク４１を透過した光を被写体に照射し、その反射光を
パッシブセンサＰＳＡ，ＰＳＢで受光し、その受光特性
に基づいて位相差の検出を実行する。このため、パッシ
ブセンサＰＳＡ，ＰＳＢではパターンマスク４１のパタ
ーンに対応した光強度のパターンを受光でき、この光強
度パターンを利用して前記したパッシブ測距を実行する
ことで高精度の測距が可能となる。この場合、外光が明
るくてもＬＥＤ４０の光は外光に重畳されるため、パッ
シブ測距は可能である。
【００２６】なお、前記実施形態では、１つのＬＥＤ４
０の前面に水平方向に非対称なパターンのパターンマス
ク４１を用いてパターン光を被写体に照射しているが、
図１１に示すように複数のＬＥＤを水平方向に配置した
構成としてもよい。ここでは図８（ｃ）に示した光強度
のパターン光を得るために発光幅が異なる３つのＬＥＤ
４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃを水平方向に配置しており、こ
れらのＬＥＤ４０Ａ〜４０Ｃで図８（ｂ）と等価な高光
強度のパターンを形成している。この構成においても、
前記したと全く同様に重心を検出できることは言うまで
もない。なお、この構成はＬＥＤの数が増加するものの
パターンマスクが不要であり、かつＬＥＤとして発光面
の大きなＬＥＤを使用する必要がない点で前記実施形態
の構成よりも有利となる。
０の前面に水平方向に非対称なパターンのパターンマス
ク４１を用いてパターン光を被写体に照射しているが、
図１１に示すように複数のＬＥＤを水平方向に配置した
構成としてもよい。ここでは図８（ｃ）に示した光強度
のパターン光を得るために発光幅が異なる３つのＬＥＤ
４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃを水平方向に配置しており、こ
れらのＬＥＤ４０Ａ〜４０Ｃで図８（ｂ）と等価な高光
強度のパターンを形成している。この構成においても、
前記したと全く同様に重心を検出できることは言うまで
もない。なお、この構成はＬＥＤの数が増加するものの
パターンマスクが不要であり、かつＬＥＤとして発光面
の大きなＬＥＤを使用する必要がない点で前記実施形態
の構成よりも有利となる。
【００２７】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
が可能であるととにも、パッシブ測距における短所と、
アクティブ測距における短所をそれぞれ改善し、あらゆ
る撮影状況においても高精度の測距が実現できる。
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
が可能であるととにも、パッシブ測距における短所と、
アクティブ測距における短所をそれぞれ改善し、あらゆ
る撮影状況においても高精度の測距が実現できる。
【００２８】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。
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。
【００２９】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。
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。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、アクティ
ブ測距装置を構成する発光手段から所要の光強度パター
ンの光を被写体に照射し、その反射光をパッシブセンサ
とアクティブセンサで受光できるように構成しているの
で、パッシブ測距方式とアクティブ測距方式の両方の測
距が実現できることはもとより、被写体が特異な形状の
場合でのアクティブ測距を実現するとともに、被写体が
均一輝度の場合でのパッシブ測距が実現でき、これによ
りパッシブとアクティブの各測距方式がもつ短所を改善
し、あらゆる撮影状況での高精度な測距が実現できる。
ブ測距装置を構成する発光手段から所要の光強度パター
ンの光を被写体に照射し、その反射光をパッシブセンサ
とアクティブセンサで受光できるように構成しているの
で、パッシブ測距方式とアクティブ測距方式の両方の測
距が実現できることはもとより、被写体が特異な形状の
場合でのアクティブ測距を実現するとともに、被写体が
均一輝度の場合でのパッシブ測距が実現でき、これによ
りパッシブとアクティブの各測距方式がもつ短所を改善
し、あらゆる撮影状況での高精度な測距が実現できる。
【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。
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。
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。
るための模式図である。
【図６】パッシブ測距における重心位置を検出する手法
を説明するための図である。
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。
するための模式図である。
【図８】ＬＥＤとパターンマスクの構成と、パターンマ
スクのパターン及びこれを透過したＬＥＤの発光光強度
特性を示す図である。
スクのパターン及びこれを透過したＬＥＤの発光光強度
特性を示す図である。
【図９】被写体の違いによる受光パターンの欠落状態を
示す図である。
示す図である。
【図１０】アクティブ測距における重心を検出する動作
のフローチャートである。
のフローチャートである。
【図１１】ＬＥＤの構成の変形例を示す図である。
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 ４０，４０Ａ〜４０Ｃ ＬＥＤ ４１ パターンマスク 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
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｂ 13/36 Ｇ０２Ｂ 7/11 Ａ // Ｈ０１Ｌ 33/00 Ｇ０３Ｂ 3/00 Ａ
Claims (14)
- 【請求項１】 ＣＣＤ素子で構成される複数のパッシブ
センサを備えるパッシブ測距装置と、発光手段及びＣＣ
Ｄ素子で構成されるアクティブセンサを備えるアクティ
ブ測距装置とを備え、前記発光手段は被写体に対して所
要の光強度パターンで光照射を行う発光特性を有し、前
記発光手段で発光されかつ前記被写体で反射した光を前
記パッシブセンサ及びアクティブセンサのそれぞれで受
光可能としたことを特徴とする測距装置。 - 【請求項２】 前記発光手段は単一のＬＥＤと、前記Ｌ
ＥＤの発光面位置に配置されて所要の光透過特性を有す
るパターンマスクとで構成され、前記ＬＥＤで発光した
光が前記パターンマスクを透過して前記所要の光強度パ
ターンの発光特性となるように構成した請求項１に記載
の測距装置。 - 【請求項３】 前記発光手段は複数のＬＥＤで構成さ
れ、それぞれ発光面積が同一又は異なるＬＥＤが配列さ
れ、前記各ＬＥＤからの発光光が一体となって前記所要
の光強度パターンの発光特性となるように構成した請求
項１に記載の測距装置。 - 【請求項４】 前記発光手段の所要の光強度パターンの
発光特性は、前記発光手段の発光光軸に対して前記アク
ティブセンサの長さ方向に非対称なパターンである請求
項２又は３に記載の測距装置。 - 【請求項５】 前記発光手段は、パッシブ測距時に、補
助光として発光可能である請求項２ないし４のいずれか
に記載の測距装置。 - 【請求項６】 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ないし５のいずれかに記
載の測距装置。 - 【請求項７】 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素子で構成される請求項１ないし５のいずれかに
記載の測距装置。 - 【請求項８】 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からの反射光の光強度
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１ないし７のいずれ
かに記載の測距装置。 - 【請求項９】 前記アクティブ測距装置は、前記発光手
段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１ないし８のいずれかに記載の測距装
置。 - 【請求項１０】 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、その差を前記発光手
段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９に記載の測距装置。 - 【請求項１１】 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１０のいずれかに記載の測距装置。 - 【請求項１２】 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１１に記載の測距装置。 - 【請求項１３】 前記制御回路は、前記発光手段の１回
の発光で複数の重心位置を検出し、複数の距離データの
中から最も近側のデータを採用することを可能とした請
求項１２に記載の測距装置。 - 【請求項１４】 アクティブ測距用受光素子群にバンド
パスフィルタを設け、バンドパスフィルタは赤外光カッ
トフィルタと可視光カットフィルタとする請求項１ない
し１３のいずれかに記載の測距装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11160846A JP2000171687A (ja) | 1998-09-28 | 1999-06-08 | 測距装置 |
| US09/404,181 US6330055B1 (en) | 1998-09-28 | 1999-09-27 | Distance measuring apparatus |
| FR9912064A FR2783931B1 (fr) | 1998-09-28 | 1999-09-28 | Appareil de mesure de distance |
| DE19946449A DE19946449A1 (de) | 1998-09-28 | 1999-09-28 | Entfernungsmeßeinrichtung |
| GB9922964A GB2343804B (en) | 1998-09-28 | 1999-09-28 | Distance measuring apparatus |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10-273772 | 1998-09-28 | ||
| JP27377298 | 1998-09-28 | ||
| JP11160846A JP2000171687A (ja) | 1998-09-28 | 1999-06-08 | 測距装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000171687A true JP2000171687A (ja) | 2000-06-23 |
Family
ID=26487208
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11160846A Withdrawn JP2000171687A (ja) | 1998-09-28 | 1999-06-08 | 測距装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6330055B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000171687A (ja) |
| DE (1) | DE19946449A1 (ja) |
| FR (1) | FR2783931B1 (ja) |
| GB (1) | GB2343804B (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005022083A1 (ja) * | 2003-08-28 | 2005-03-10 | Olympus Corporation | 物体認識装置 |
| JP2009122105A (ja) * | 2007-11-14 | 2009-06-04 | Mitsutoyo Corp | クロマティックポイントセンサの動作方法、及び、クロマティックポイントセンサ |
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| JP3603715B2 (ja) * | 2000-01-14 | 2004-12-22 | ミノルタ株式会社 | 測距装置および該測距装置を備えたカメラ |
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| US6614509B2 (en) * | 2000-12-15 | 2003-09-02 | Olympus Optical Co., Ltd. | Distance measuring apparatus |
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| US8482663B2 (en) * | 2004-06-30 | 2013-07-09 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Light-emitting diode arrangement, optical recording device and method for the pulsed operation of at least one light-emitting diode |
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| CN103592651B (zh) * | 2013-11-21 | 2016-04-27 | 北京理工大学 | 一种猫眼目标探测的主被动成像系统 |
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| CN115616679B (zh) * | 2022-09-26 | 2024-04-12 | 广州晨日电子技术有限公司 | 漫反射式探测光幕以及物体检测方法 |
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-
1999
- 1999-06-08 JP JP11160846A patent/JP2000171687A/ja not_active Withdrawn
- 1999-09-27 US US09/404,181 patent/US6330055B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-09-28 GB GB9922964A patent/GB2343804B/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-09-28 DE DE19946449A patent/DE19946449A1/de not_active Withdrawn
- 1999-09-28 FR FR9912064A patent/FR2783931B1/fr not_active Expired - Fee Related
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| FR2783931B1 (fr) | 2007-02-02 |
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| GB2343804B (en) | 2003-08-13 |
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| FR2783931A1 (fr) | 2000-03-31 |
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