(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１チップ上に、複数の対を成す測距用センサと、該対を成す測距用センサの間に配置されて該対を成す測距用センサにそれぞれ対応する複数の測光用センサとを有し、
測距用受光レンズの光軸上に位置する前記測距用センサに対応する前記測光用センサを、測光用受光レンズの光軸上に位置させ、
前記測距用受光レンズの光軸から前記複数の対を成す測距用センサのうちの周辺部の測距用センサまでの距離と前記測距用受光レンズの主点から前記測距用受光レンズの光軸上に位置する前記測距用センサまでの距離との比と、前記測光用受光レンズの光軸から前記周辺部の測距用センサに対応する測光用センサまでの距離と前記測光用受光レンズの主点から前記測光用受光レンズの光軸上に位置する測光用センサまでの距離との比とが等しくなるように構成したことを特徴とする測距及び測光装置。
【請求項２】
前記測距用センサと前記測光用センサは、基線長方向の直線上に配置されることを特徴とする請求項１に記載の測距及び測光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カメラ等に好適な測光及び測距装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、外測式の測距装置と測光装置を備えるカメラ等の撮影装置においては、測距装置を一つのユニットとして構成して測距精度が調整され、一方測光装置も一つの独立したユニットとして構成して明るさを所定の精度で測定できるよう調整され、撮影装置上に各々組み付けられているものである。
【０００３】
測距装置による測距範囲（領域）はファインダ内に示される測距エリア内であり、測光装置による明るさの測光範囲（領域）の中心はファインダの中心と概略一致させるものである。一般の撮影では被写体が中央に位置することが多いので、このような構成であっても適切な露光量を得ることが出来るものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、被写体が必ずしも中央に位置することがない場合に備えて、測距装置においては多点測距、即ち中央部と周辺部の複数の領域にて測距可能なものが考案され、広く採用されている。同様に測光装置においても、複数の測光センサを備えてファインダ視野領域を複数に分割し、その各領域の明るさを測定する分割測光装置が既に実用に供されている。
【０００５】
しかしながら、前述したように測光領域、測距領域は何れもファインダ視野を基に決定しているので、所謂パララックスの影響により、特に近距離の被写体に対して、測光領域と測距領域がずれてくることは避けられない。特に測距装置と測光装置が離れて配置された場合にパララックスは大きくなってしまい、測距している対象と測光している対象が異なってしまうことが起こり得るものである。
【０００７】
（発明の目的）
本発明の目的は、測定対象物が何れの距離に位置していても、該測定対象物を捉えた測距領域と該測距領域に対応付けられた測光領域とがずれてしまうといったことを無くすことのできる測距及び測光装置を提供しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、１チップ上に、複数の対を成す測距用センサと、該対を成す測距用センサの間に配置されて該対を成す測距用センサにそれぞれ対応する複数の測光用センサとを有し、測距用受光レンズの光軸上に位置する前記測距用センサに対応する前記測光用センサを、測光用受光レンズの光軸上に位置させ、前記測距用受光レンズの光軸から前記複数の対を成す測距用センサのうちの周辺部の測距用センサまでの距離と前記測距用受光レンズの主点から前記測距用受光レンズの光軸上に位置する前記測距用センサまでの距離との比と、前記測光用受光レンズの光軸から前記周辺部の測距用センサに対応する測光用センサまでの距離と前記測光用受光レンズの主点から前記測光用受光レンズの光軸上に位置する測光用センサまでの距離との比とが等しくなるように構成した測距及び測光装置とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
図１は本発明の実施の一形態に係る測距及び測光装置のセンサ類を一体化した半導体素子を示す図である。
【００１５】
同図において、１は光電変換素子より成る複数の対を成す測距用センサと光電変換素子より成る複数の測光用センサを備えた１チップの半導体素子であり、前記複数の対を成す測距用センサの各センサからの出力電流を測距演算に用いるための被写体像信号として外部回路に出力するための測距信号処理回路と、前記複数の測光用センサの各センサの出力電流を被写体の明るさに応じた測光値として外部回路に出力するための輝度信号処理回路をも内蔵するものである。
【００１６】
２，３，４は対を成す測距用センサを構成する一方のセンサであり、そのうち、３がファインダ視野の中央部を測距するためのものであり、２，４が各々左右の領域を測距するためのものである。１１，１２，１３は対を成す測距用センサを構成する他方のセンサであり、同様に、１２がファインダ視野の中央部を測距するためのものであり、１１，１３が左右の領域を測距するためのものである。各測距用センサの信号出力を用いて測距演算を行う場合、中央部の測距では、センサ３の出力信号とセンサ１２の出力信号を用いる。同様に左右の領域の測距演算時には、センサ２と１１、センサ４と１３の各センサからの出力信号を比較して被写体までの距離を求めるものである。測距演算の詳細についてはここでは割愛する。測距用の各センサの出力電流は不図示の測距信号処理回路へ導かれる。
【００１７】
５，６，７，８，９，１０は光電変換素子より成る測光用センサであり、この６個の各センサでファインダ視野領域を測光するものである。なお、各センサの出力電流は不図示の輝度信号処理回路へ導かれるものである。
【００１８】
上記複数の対を成す測距用センサ（２，３，４，１１，１２，１３）と複数の測光用センサ（５，６，７）は、図１に示すように、基線長方向の一直線上に配置されているものである。
【００１９】
前記複数の対を成す測距用センサと前記複数の測光用センサを組み込んで構成した測距及び測光装置の外観を図３に、又図３のＡ方向からの断面図を図４に示す。
【００２０】
これらの図において、２０は半導体素子１を保持する基板であり、この基板２０と半導体素子１は接着されている。また、半導体素子１とボンディング等の方法で該半導体素子１を駆動する電源や信号線が基板２０のパターンに接続される。２１は不図示の外部回路と電源や信号線の接続するためのフレキシブル基板であり、基板２０とは半田付けで接続される。２２は測距／測光ブロックであり、基板２０を接着によって保持し、内部には各測距用センサや測光用センサ群の入射光路を制限するための壁２２ａ，２２ｂが設けられている。
【００２１】
２３は一体で構成された受光レンズであり、複数の対を成す測距用センサに対応した測距用受光レンズ２３ａ，２３ｃと複数の測光用センサに対応した測光用受光レンズ２３ｂからなるものである。これらの受光レンズは何れも凸レンズであり、２３ａと２３ｃの焦点距離は同一で、図２に示すように、これをＦａｆと表す。そして、それらのレンズの光軸上に、複数の対を成す測距用センサのうちの測距用センサ３と１２が位置するように調整されているものである。更にそれらのレンズの主点から半導体素子１（複数の対を成す測距用センサ）までの光軸方向の距離も、図２に示すように、Ｆａｆとなるよう固定される。一方、測光用受光レンズ２３ｂの焦点距離はＦａｅと表し、その光軸と複数の測光用センサのうちの測光用センサ６の中心が一致するものである。更にそのレンズの主点と半導体素子１（複数の測光センサ）の光軸方向の距離もＦａｅに等しくなるように固定されるものである。
【００２２】
また、図２に示すように、対を成す測距用センサの一方及び他方の中心（センサ３の中心及びセンサ１２の中心）より左右の測距用センサ（２，１１と４，１３）の中心までの基線長方向の距離をＬａｆ、測光用センサ６の中心から測光用センサ５及び７の中心までの基線長方向距離をＬａｅとすると、次の式が成立するように配置している。
【００２３】
Ｆａｆ／Ｌａｆ＝Ｆａｅ／Ｌａｅ
上記式を満足することにより、左右方向の測距領域の中心部と、左右方向の測光領域の中心部が同じ角度となる。即ち、中央部のみならず左右の周辺部の領域にあっても、つまり対を成す測距用センサ２，１１の測距領域と測光用センサ５の測光領域、及び、対を成す測距用センサ４，１３の測距領域と測光用センサ７の測光領域についても、ファインダ視野内において、概略同一の位置とする（概略等しくする）ことが出来ることができる。
【００２４】
この構成より成る測距及び測光装置においては、複数の対を成す測距用センサの一方と他方の間に複数の測光用センサを配置し、これらは基線長方向の一直線上に配置されているので、互いのパララックスは殆ど無視できるものとなる。従って、被写体までの距離に依らず、ファインダ視野での測距領域と測光領域は常に図５に示すような範囲（各領域の中心が一致した範囲）となる。
【００２５】
図５において、３０はファインダ視野であり、撮影者はこの視野を基に構図を決定し、撮影するものである。３１は測距用センサ２と１１との組み合わせでの左方向の測距領域であり、各センサは概略この領域の画像を電流に変換して出力する。３２は測距用センサ３と１２との組み合わせでの中央方向の測距領域である。３３は測距用センサ４と１３との組み合わせでの右方向の測距領域である。３４は測光用センサ５が明るさを測定する左方向の測光領域、３５は測光用センサ６が明るさを測定する中央の測光領域、３６は測距用センサ７が明るさを測定する右方向の測光領域である。３７は主要被写体である。
【００２６】
ここで述べた測距及び測光装置をカメラに組み込むと、該カメラに内蔵された不図示の外部回路によって測距演算が行われて各方向の測距領域に存在するものの距離を算出し、例えば最も近い距離を示した領域に主要被写体があるものと判定する。その場合、測光領域もその被写体とその周囲に設定することにより、コントラストが強い状況にあっても被写体には適切な露光量を決定することが可能である。図５では、外部回路は測光用センサ５と８の信号出力を採用してフィルム等への露光量を決定するにより、被写体に適切な露光量を与えることが可能となる。
【００２７】
また、図５において、逆光検知に際しては、被写体の明るさを測定する測光用センサ５の出力信号と周辺部の明るさを測定する測光用センサ８，９，１０の出力信号を比較して、周辺部が所定値以上明るければ逆光と判定し、不図示の外部回路はフラッシュ等の補助光の発光等により露光量の補正手段を作用させることになる。
【００２８】
以上の実施の形態によれば、ファインダ視野内の複数の測距領域それぞれにて距離情報を得る為の複数の対を成す測距用センサ（２と１１，３と１２，４と１３）と、前記複数の測距領域に対応して具備される複数の測光領域それぞれにて測光情報を得る為の複数の測光用センサ５〜１０と、前記複数の対を成す測距用測光センサ上に被写体像を形成する為の対を成す複数の測距用受光レンズ２３ａ，２３ｃと、前記複数の測光用測光センサ上に被写体像を形成する為の測光用受光レンズ２３ｂとを有し、前記複数の測光用センサを、前記複数の対を成す測距用センサの一方（２〜４）と他方（１１〜１３）の間で、これらが基線長方向に直線的に並ぶように配置すると共に、前記複数の対を成す測距用センサ、前記測距用受光レンズ、前記複数の測光用センサ及び前記測光用受光レンズのそれぞれの関係を、被写体の距離に依らず、ファインダ視野内における前記複数の測距領域と前記複数の測光領域の位置が概略等しくなるように（撮影画面上に占める測距領域と測光領域が略等しい範囲となるように）構成しているので、対応する測距領域と測光領域がずれてしまう、所謂パララックスの問題を解消することができ、被写体の明るさを正確に測定することが可能であり、フィルムやＣＣＤ等の受光素子に対して適切な露光量を与えることが出来る。更に詳しくは、近距離の被写体に対しても、正確な距離に関する情報及び適正な測光情報を与えることが可能となる。つまり、測距結果より主要被写体を認識すると、そこが適正な露光量となるような制御をすることが可能となる。
【００２９】
特に、複数の測光用センサと複数の対を成す測距用センサとが図２の位置関係に隣接して配置されていることから、所謂パララックスは極めて少なく、遠距離から近距離までの被写体に対しても測光領域と測距領域を一致させることが出来る。
【００３０】
ここで、上記の「前記複数の対を成す測距用センサ、前記測距用受光レンズ、前記複数の測光用センサ及び前記測光用受光レンズのそれぞれの関係」とは、具体的には、以下の構成を意味する。
【００３１】
つまり、前記複数の測距用受光レンズ２３ａ，２３ｃは同一の開口面積、焦点距離を有し、該複数の測距用受光レンズ２３ａ，２３ｃの光軸が前記複数の対を成す測距用センサのうちの中央部の対を成す測距用センサ３，１２上で交わり、かつ該測距用受光レンズ２３ａ，２３ｃの主点と前記対を成す測距用センサ３，１２（＝２，１１と４，１３）までの光軸方向の距離Ｆａｆを、前記測距用受光レンズ２３ａ，２３ｃの焦点距離と等しく（もしくは、若干遠い位置に）設定し、一方、前記測光用受光レンズ２３ｂの光軸と前記複数の測光用センサ５〜１０のうちの中央部の測光用センサ６とが交わり、かつ該測光用受光レンズ２３ｂの主点と前記測光用センサ６（＝５，７）との光軸方向の距離Ｆａｅを、該測光用受光レンズ２３ｂの焦点距離と同等（もしくは若干遠い位置）に設定すると共に、前記複数の対を成す測距用センサのうちの周辺部の対を成す測距用センサ２，１１（４，１３）と前記複数の測距用受光レンズ２３ａ，２３ｂの光軸までの基線長方向の距離Ｌａｆと前記距離Ｆａｆとの関係「Ｌａｆ／Ｆａｆ」が、前記複数の測光用センサ５〜１０のうちの周辺部の測光用センサ５，７と前記測光用受光レンズ２３ｂの光軸までの基線長方向の距離に相当する中央部の測光用センサ５の中心までの距離Ｌａｅと前記複数の測距用受光レンズ２３ａ，２３ｂの主点と中央部の測光用センサ５の中心までの距離Ｆａｅとの関係「Ｌａｅ／Ｆａｅ」とほぼ等しくなるような、それぞれの関係にしている。
【００３２】
また、上記の様な構成とすることにより、主要被写体の明るさとその周辺の明るさを比較することにより、主要被写体が中央部以外に存在する場合であっても、逆光状態であるか否かを判定することが出来るようになる。
【００３３】
（変形例）
上記実施の形態では、測距用センサ及び測距用受光レンズを具備し、これにより被写体の距離情報を測定する場合を例にしているが、被写体の距離に関する情報を測定する場合、つまり焦点検出情報を測定する場合も含むものである。
【００３４】
また、撮影装置に適用した例を述べているが、測距（焦点検出）機能と測光機能を具備した光学装置であれば、同様に本発明を適用できるものである。
【００３５】
また、上記実施の形態では、基線長方向に複数の、測距センサと測光センサを具備した、つまり複数の、測距領域と測光領域を具備した例を述べているが、これに限定されるものではなく、基線長方向と垂直な方向に複数の、測距領域と測光領域を具備した装置や、これらの組み合わせの装置等であっても良く、さらには領域の数も実施の形態に示した数に限定されるものではない。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、測定対象物が何れの距離に位置していても、該測定対象物を捉えた測距領域と該測距領域に対応付けられた測光領域とがずれてしまうといったことを無くすことができる測距及び測光装置を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係る測距及び測光装置のセンサ類を一体化した半導体素子を示す図である。
【図２】図１のセンサ間距離と受光レンズの寸法関係を示す図である。
【図３】図１の測距及び測光装置の外観を示す斜視図である。
【図４】図３のＡ方向より見た断面図である。
【図５】本発明の実施の一形態においてファインダ視野に対する測距範囲と測光範囲を示す図である。
【符号の説明】
１      半導体素子
２      測距用センサ
３      測距用センサ
４      測距用センサ
５      測光用センサ
６      測光用センサ
７      測光用センサ
８      測光用センサ
９      測光用センサ
１０    測光用センサ
１１    測距用センサ
１２    測距用センサ
１３    測距用センサ
２０    基板
２１    フレキシブル基板
２３ａ  測距用受光レンズ
２３ｂ  測光用受光レンズ
２３ｃ  測距用受光レンズ
３０    ファインダ視野
３１    左方向の測距領域
３２    中央の測距領域
３３    右方向の測距領域
３４    左方向の測光範囲
３５    中央の測光範囲
３６    右方向の測光範囲
３７    主要被写体
【図１】
0003958055.tif 000002
【図２】
0003958055.tif 000003
【図３】
0003958055.tif 000004
【図４】
0003958055.tif 000005
【図５】
0003958055.tif 000006