(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
視差を有する複数のレンズと、これら複数のレンズのそれぞれの焦点位置に置かれた同一基板上に設けられた複数の受光素子列と、を有し、それぞれの受光素子列に入射する光量分布に基づいて被写体までの距離を測距する測距装置であって、
前記複数のレンズと前記複数の受光素子列との間に、前記複数のレンズのそれぞれによって入射した光線を、共に同一の方向に分割する光路分割手段を配置し、この光路分割手段によって得られる複数の光路を、測距のために前記受光素子列に受光させる光路以外の用途の光路と兼用することを特徴とする測距装置。
【請求項２】
前記測距のために前記受光素子列に受光させる光路以外の用途の光路は少なくとも、
ファインダ視野のためのファインダ光路か、
測光のための測光センサの受光光路か、
被写体へ発光するための発光手段の投光光路、または、
遠隔制御装置からの遠隔制御光線の受光光路であることを特徴とする請求項１に記載の測距装置。
【請求項３】
視差を有する複数のレンズと、これら複数のレンズのそれぞれの焦点位置に置かれた同一基板上に設けられた複数の受光素子列と、を備え、それぞれの受光素子列に入射する光量分布に基づいて被写体までの距離を測距する第１測距手段と、
前記第１測距手段の複数のレンズと前記複数の受光素子列との間に配され、前記複数のレンズのそれぞれによって入射した光線を、共に同一方向に分割する光路分割手段と、
前記光路分割手段によって得られる光路を介して、該被写体に向けて測距用の光束を投射する投射手段と、この投射による該被写体からの反射光を受光する受光手段と、を備え、受光した反射光の光路長に基づき該被写体までの距離を測距する第２測距手段と、
所定の測距条件に応じて、前記第１測距手段または前記第２測距手段のいずれか一方を選択的に作動させる制御手段と、
を具備することを特徴とする測距装置。
【請求項４】
被写体からの光を異なる位置に設けた第１と第２のレンズにて受光し、それぞれの透過光の光分布を検出する同一基板上に設けられた受光素子列を具備し、
前記第１、第２のレンズを介して前記受光素子列で検出したそれぞれの透過光の光分布の相対位置に基づいて、前記被写体までの距離を検出する測距装置において、
前記第１のレンズは前記第１のレンズと前記受光素子列との間の光路を分割し、前記第２のレンズは前記第２のレンズと前記受光素子列との間の光路を前記第１のレンズと同一方向に分割することを特徴とする測距装置。
【請求項５】
前記第１、第２のレンズの一方を通過した光の一部が、カメラのファインダ光学系に入射し、他方のレンズを透過した光の一部が、カメラの露出制御用の測光センサに入射することを特徴とする請求項４に記載の測距装置。
【請求項６】
前記被写体に対して測距用の光束を投射する投光手段をさらに具備し、前記第１、第２のレンズの一方を通過した光の一部が、前記受光素子列とは別体に設けられた、前記測距用の光束による前記被写体からの反射光を受光するためのセンサに入射することを特徴とする請求項４に記載の測距装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オートフォーカス（自動測距：ＡＦと略称す）などに用いられる測距装置の技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般の測距技術としては「三角測距」が知られており、測距のための方式には、投光素子から測距用光を投射して行う「アクティブ方式」と、二つのレンズ位置から見た対象物の輝度分布の相関を利用する「パッシブ方式」の二方式が知られ、多くのカメラに採用されている。
【０００３】
図１１（Ａ）に示す「アクティブ方式」で三角測距を説明すると、光源２０からの測距用光はレンズ２１で集光投光され被写体Ｏ1 に反射し、その反射信号光は受光レンズ２１を介し光位置検出素子（ＰＳＤ）２３に入射すると光位置に依存した信号電流を出力する。この出力には信号光以外の光成分も含まれるので、これを定常光除去回路２３ａで除去し、取り出された信号成分から信号位置検出回路２３ｂで反射信号光位置を求めるように構成されている。この反射信号光の入射位置ｘは、両レンズの主点間距離（基線長）Ｓと、受光レンズ２の焦点距離ｆが一定の時、「三角測距の原理」に従い、被写体距離Ｌが大きい程小さく、距離が近い程、大きな値となる。前述のように、信号位置検出回路２３ｂによってこのｘを検出すれば、被写体距離が算出され、ｘは大きく変化するほど測距精度は向上するので、Ｓまたはｆが大きい程、高精度の測距が可能となる。
【０００４】
一方、図１１（Ｂ）に示す「パッシブ方式」は、投光素子と光位置検出素子を有さず、代わりに、被写体上の照明状態をパターンで検出する為の一対のセンサ４ａ，４ｂを受光レンズ１，２の後ろにそれぞれ配置することで、レンズの視差により両センサ上に生ずる光パターンのずれ具合が変化するので、前述同様の三角測距の原理に従って測距が可能である。このパッシブ方式の場合も、基線長や、焦点距離が大きい程、ずれ具合が明瞭になる故に、より高精度な測距が行える。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のいずれの方式を採用したＡＦの場合でも、高精度化の為に基線長を大きくすると、カメラ本体の大型化につながる。さらに「パッシブ方式」ではセンサ４ａ，４ｂを一つのチップでセンサアレイとして形成する事が困難になる。一方、カメラの小型化をめざせば本体の奥行き制限が厳しく、測距装置のｆ値も制限を受けやすい。また、光路を光学的に何度も折り曲げ、小型のセンサアレイで測距する従来の光学系は複雑化するほど部品点数が増え、かつ光学系の取付け誤差や、温度特性がＡＦに悪影響を及ぼす等の理由で、環境変化に弱いカメラになっていた。
【０００６】
また、これら二方式のＡＦは、それらに特有の苦手とする被写体があり、アクティブ方式では信号が届き難い遠距離の被写体に弱く、パッシブ方式では明瞭な像が得られない低コントラスト被写体や、暗いシーンでの測距が苦手である。さらに、これら二方式でも、測距しようとする部分に被写体が存在しない場合は正しいピント合わせができなかった。
【０００７】
以上の問題の対策のため特公昭５３−３２６９９号公報には、ハーフミラー等を用いてＡＦ光学系を折り曲げたついでに、透過光を観察してファインダに兼用して測距するようにした提案もある。しかし、この様にして三角測距用の一方の光だけを分割すると二つのセンサ上に生じる像が（例えば光量等が）アンバランスとなるので正確な測距は難しかった。また、特公平３−７８６０３号公報には両方式を組み合わせたものもあった。
【０００８】
本発明は、測距用光の反射強度によらず、近距離から遠距離まで同じ精度で測距可能な「パッシブ方式」のＡＦを基本とした改良により、部品点数をできるだけ削減し、ピント合わせにおいて失敗のない測距装置の提供を目的としたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明は、「パッシブ方式」のＡＦの２つの受光レンズに入射する光を各々一回だけ折り曲げて光学系の取付け誤差や温度特性の誤差を最小限に押さえると共に、両センサ上の光量アンバランスにも対策し、その光学系を透過する光をも有効に利用して、苦手とする被写体の無い測距装置を提供する。
【００１０】
また、いわゆる「アクティブＡＦ」をも効果的に併用し、さらに正確なピント合わせが可能な測距装置を提供する。
具体的には、
［１］  視差を有する複数のレンズと、これら複数のレンズのそれぞれの焦点位置に置かれた同一基板上に設けられた複数の受光素子列と、を有し、それぞれの受光素子列に入射する光量分布に基づいて被写体までの距離を測距する測距装置であって、
前記複数のレンズと前記複数の受光素子列との間に、前記複数のレンズのそれぞれによって入射した光線を、共に同一の方向に分割する光路分割手段を配置し、この光路分割手段によって得られる複数の光路を、測距のために前記受光素子列に受光させる光路以外の用途の光路と兼用することを特徴とする測距装置を提供する。
【００１１】
［２］  この測距のために前記受光素子列に受光させる光路以外の用途の光路は少なくとも、ファインダ視野のためのファインダ光路か、測光のための測光センサの受光光路か、被写体へ発光するための発光手段の投光光路、または、遠隔制御装置からの遠隔制御光線の受光光路であることを特徴とする［１］に記載の測距装置を提供する。
【００１２】
［３］  視差を有する複数のレンズと、これら複数のレンズのそれぞれの焦点位置に置かれた同一基板上に設けられた複数の受光素子列と、を備え、それぞれの受光素子列に入射する光量分布に基づいて被写体までの距離を測距する第１測距手段と、前記第１測距手段の複数のレンズと前記複数の受光素子列との間に配され、前記複数のレンズのそれぞれによって入射した光線を、共に同一方向に分割する光路分割手段と、前記光路分割手段によって得られる光路を介して、該被写体に向けて測距用の光束を投射する投射手段と、この投射による該被写体からの反射光を受光する受光手段と、を備え、受光した反射光の光路長に基づき該被写体までの距離を測距する第２測距手段と、所定の測距条件に応じて、前記第１測距手段または前記第２測距手段のいずれか一方を選択的に作動させる制御手段とを具備することを特徴とする測距装置を提供する。
［４］  被写体からの光を異なる位置に設けた第１と第２のレンズにて受光し、それぞれの透過光の光分布を検出する同一基板上に設けられた受光素子列を具備し、
前記第１、第２のレンズを介して前記受光素子列で検出したそれぞれの透過光の光分布の相対位置に基づいて、前記被写体までの距離を検出する測距装置において、
前記第１のレンズは前記第１のレンズと前記受光素子列との間の光路を分割し、前記第２のレンズは前記第２のレンズと前記受光素子列との間の光路を前記第１のレンズと同一方向に分割することを特徴とする測距装置を提供する。
［５］  前記第１、第２のレンズの一方を通過した光の一部が、カメラのファインダ光学系に入射し、他方のレンズを透過した光の一部が、カメラの露出制御用の測光センサに入射することを特徴とする［４］に記載の測距装置を提供する。
［６］  前記被写体に対して測距用の光束を投射する投光手段をさらに具備し、前記第１、第２のレンズの一方を通過した光の一部が、前記受光素子列とは別体に設けられた、前記測距用の光束による前記被写体からの反射光を受光するためのセンサに入射することを特徴とする［４］に記載の測距装置を提供する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明について複数の実施形態を例示して詳しく説明する。
（第１実施形態）
図１には本発明のカメラの第１実施形態に係わる測距装置の基本構造を示す。
【００１４】
パッシブ方式の装置は、カメラに入射する被写体からの反射光を集光するレンズ１，２と、これらのレンズが集束した光をセンサアレイ４上に配された２つのセンサ４ａ，４ｂに導くためのハーフミラー３とを有している。このセンサアレイ４は、センサデータ読出し回路（不図示）を内蔵したＩＣのクリアモールドパッケージである。このパッケージはこのＩＣを実装する基板５上に登載されていると共に、これらのセンサ４ａ，４ｂの出力データから、２つのレンズ１，２の基線長や焦点距離に基づいて、「パッシブ方式の三角測距の原理」（参照：図１１（Ｂ））に従って、被写体までの距離（被写体距離と略称する）を演算する演算手段（ＣＰＵ）１０が実装されている。
【００１５】
この演算手段１０はワンチップマイコン等によって構成され、一連の測距動作によって求められた被写体距離に対して撮影レンズ（不図示）を適宜に制御して「ピント合わせ」を行なう。二つのレンズ１，２からハーフミラー３を透過した光は、各々ファインダ用のプリズム光学系７と、カメラの露出制御用の測光素子６に導かれる。このファインダ用プリズム等のファインダ光学系７は、図１中では円柱状に表現されているが、形状にに限らず所定のミラー等を用いて光路が折り返され、カメラの厚み方向に長くならないように設定されている。
【００１６】
（作用効果１）
基本的に、これらレンズ１，２は同一の光学特性を有し、ハーフミラー３は両レンズに対して同一なものを共用しているので、二つのセンサ４ａ，４ｂ上の被写体像がアンバランスになることはなく、また、カメラの厚み方向を増加する事なくレンズ１，２の焦点距離を長くでき、高精度の測距装置が提供可能となる。
【００１７】
また、撮影者９は、接眼レンズ８を介して被写体を観察できるので、撮影者の狙った対象に対して正しくピント合わせができ、測距装置と測光手段の間の視差も無くなるので正しい被写体に対し正確な露出制御が可能となる。
【００１８】
（第２実施形態）
前述した第１実施形態の構成の一変形例として、図２に示すような構成も可能である。すなわち、本第２実施形態に係わるカメラの測距装置では、レンズ１，２を「プリズム状」のレンズで構成し、これに保持部材１１を介してセンサ４ａ，４ｂへの結像機能と共に、ファインダ光学系７や測光センサ６へも光をそれぞれ導く作用を併せ持った構造にしている。
【００１９】
図３（Ａ）はレンズ１側の光軸に沿った断面を示し、ハーフミラー面１ａを有するプリズムレンズ１が、保持部材１１の上に配置され、センサＩＣのパッケージ４が、保持部材１１の下に取り付けられている。ハーフミラー面は反射と透過の機能を有し、前方から入射してミラー面１ａで鉛直下方に反射された光は上記センサＩＣに導かれて、得られた信号は露光制御に利用される。
【００２０】
一方、直進した透過光はハーフミラー後方のファインダ光学系７に導かれ、接眼レンズ８を介して撮影者の目９に被写体像を提供する。
図３（Ｂ）はレンズ２側の光軸に沿った断面を示し、ハーフミラー面２ａで反射した光は測距用センサ４ｂに導かれ、透過光は測光センサ６に導かれる。レンズ２とＩＣパッケージのアレイ４の間も保持部材１１で固定されている。
【００２１】
図示の測光センサ６の受光面を二分割し、図４のブロック図のようにこの一方を露出制御用センサ６ａ、他方を、カメラ本体を離れた所から操作するためのリモコン用の信号受光用センサ６ｂとして併設し、図示するような回路構成によってカメラシステムを構成する。
【００２２】
すなわち、図４によれば、前述の測距用センサ４ａ，４ｂからなるセンサアレイ４はセンサデータ読出回路１４ａ，１４ｂにそれぞれ接続され、これらの回路は、被写体像の明暗に応じて出力する光電流を積分するコンデンサや、その積分電圧をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器等から構成されている。また、こうして得られたデータを基にして、二つのセンサ上の被写体像の「レンズ視差」に基づくずれ量が相関演算回路１３によって計算される。これらは、図２に示すＩＣパッケージ４の中の同一半導体チップ上に構成されている。
【００２３】
一方、前述の露出用測光素子６ａは被写体の輝度に応じた光電流を出力し、これに接続するＡＥ回路１２は、その光電流をＡ／Ｄ変換して続くＣＰＵ１０にデジタルデータとして入力する。また、リモコン用受光素子６ｂの出力は、リモコン回路１５に入力されるが、この回路１５はリモコン送信機（不図示）の発する所定の周波数の信号のみを増幅して、この信号パターンをＣＰＵ１０に入力してＣＰＵ１０にリモコン信号が入射したことを認識させる。
【００２４】
なお、撮影者は、リモコン操作以外にも、レリーズボタン（不図示）に連動するレリーズＳＷ１７の操作によっても撮影指示を行うことができる。
このような構成によって得られた測距結果や測光結果、及びリモコン信号受信の結果に基づいて、このＣＰＵ１０は、撮影レンズのピント合わせ位置や露出制御を所定の演算処理によって決定し、カメラの各部に適切な撮影動作を行わせる。例えば、ピント合わせ時には、モータなどのレンズ駆動するアクチュエータや、メカ機構から成るピント合わせ手段１８を制御し、その後、シャッタ手段１９を制御して適切な露出制御を行う。この際、測光素子自体の特性のばらつきやセンサアレイ４ａ，４ｂの感度ばらつき、および、光学系の完成度および取付け誤差に基づくＡＦ手段（ピント合わせ手段１８を含む手段）の測距特性の誤差は、あらかじめカメラ製造時に検査を行ったうえでその誤差に対する補正データを電気的に書込み可能なメモリ（例えば、ＥＥＰＲＯＭ）１６に記憶させておくので、撮影時にＣＰＵ１０はこのメモリ中の補正データを参照しながら最適な測距制御を行うこともできる。
【００２５】
続いて、上述のような構成のカメラの各部を制御するＣＰＵ１０の働きを、図５に示すフローチャートに従って説明する。
まず最初に、カメラのレリーズＳＷまたはリモコン送信機が操作されたか否かを検知する（Ｓ１，Ｓ２）。これらの何れかが操作されると、上述のＥＥＰＲＯＭ１６のデータ読出しを行い（Ｓ３）、センサ６ａに入射した光量に従って測光を行う（Ｓ４）。センサアレイ４ａ，４ｂの各センサの光電流を積分する動作を行なわせるが（Ｓ５）、それをデータ読出し手段を介して読み出し（Ｓ６）、相関演算手段１３がこの結果に基づき像のずれ量を検出する（Ｓ７）。なお、このずれ量検出機能は、ＣＰＵ１０が所定のルーチンに有してもよい。
【００２６】
上記ステップによって得られたずれ量に基づいて、ＣＰＵ１０はピント合わせ用の所定の距離算出演算を行い（Ｓ８）、ピント合わせ手段１８を用いて撮影レンズの合焦点制御を行う（Ｓ９）。また、測光結果に基づき露出制御を行う（Ｓ１０）。
【００２７】
（作用効果２）
このように、本実施形態は、測距装置とファインダに「視差」が無いので、狙った被写体に対して正しくピントが合わせられると共に、光学系を共用しているので部品点数の削減ができ、よって、更に小型なカメラが提供できる。
【００２８】
（第３実施形態）
図６は本発明の第３実施形態に係わるカメラの測距装置であり、図２に例示したと同様に一対のプリズムレンズ１，２を採用している。ただし、そのハーフミラー面で透過する光はファインダや測光素子に導かずに、図１１（Ａ）に示した「アクティブ方式」のＡＦ用に利用する。本実施形態は、「パッシブＡＦ」と共に「アクティブＡＦ」を効果的に組み合わせてピント合わせの苦手な被写体パターンを減らしている。図１１（Ａ）でのアクティブ方式のＡＦは、被写体の明るさに関係なく、反射信号光位置を求める必要があることから、光位置検出素子に入射する定常的な光による光電流成分は除去する機能を有している。したがって、パッシブ方式の苦手とする高輝度かつコントラストが低い被写体パターンに対しても良好な測距が可能である。
【００２９】
図６中のＣＰＵ１０が制御するドライバ手段２１により電流を供給された赤外発光ダイオード（ＩＲＥＤ）２０が発光すると、この測距用光はレンズ１の集光作用で被写体方向に投射される。そして、被写体からの反射信号光は、レンズ２によって光位置検出素子（ＰＳＤ）２２に導かれる。この素子に接続してその出力信号電流を演算するアクティブＡＦＩＣ２３は、入射信号光位置信号をＣＰＵ１０に供給してくるので、ＣＰＵ１０はこの位置信号から前述の「三角測距の原理」で被写体までの距離算出ができる。一方、受光レンズ反射面で反射した光は、パッシブ方式の測距用センサに入射する。
【００３０】
よって、本第３実施形態によればパッシブ方式とアクティブ方式の測距装置の双方の利点を活かした設計が可能となる。
このような構成において、ＣＰＵ１０は図７に示すようなフローチャートに基づく制御手順に従って、ピント合わせのための距離を決定する。
【００３１】
ステップＳ２０ではまず、ＩＣ４の「パッシブＡＦ」を作動させ、各センサの上に生じた像相対位置差から、図１１（Ａ）に示した「三角測距の原理」に基づいて距離Ｌp を求める。これと同時に、像のコントラストを検出し、例えばその時各センサアレイに入射する最大光量と最低光量の差に基づくコントラスト値Ｃp を算出する（Ｓ２０）。
【００３２】
この値Ｃp が小さいと明瞭な像の比較ができず、その時の測距結果は信頼性が低いと考えられる。したがってこのコントラスト値Ｃp を所定の値Ｃp0（閾値）と比較し（Ｓ２１）、もしＣp がこの閾値より小さい場合はステップＳ２３に分岐し、ドライバ２１を作動させてＩＲＥＤ２０を発光させ、ＰＳＤ２２に入射した反射信号光位置に従って、アクティブＡＦ動作を行う（Ｓ２３）。その得られた結果をＬA とし、この距離に対してピント合わせを行い（Ｓ２４）、撮影シーケンスを行う（Ｓ２５）。
【００３３】
一方、上記ステップＳ２１においてコントラストが閾値より高いと判定された場合には、「パッシブＡＦ」の測距結果Ｌp に従ってピント合わせ制御を行い（Ｓ２２）、同様に撮影シーケンスを行う（Ｓ２５）。
【００３４】
（作用効果３）
このように本第３実施形態では、「コントラストの低いものは測距できない」という「パッシブＡＦ」の弱点を克服した測距装置の提供が可能となる。また、この実施形態では、パッシブＡＦの受光レンズの一方を利用して「アクティブＡＦ」の投光を行なったので、測距ポイントに「視差」などに基づく誤差を生じる事はなくなった。
【００３５】
また、低コントラスト以外は「パッシブＡＦ」なので、遠距離の被写体など反射信号光量の低下により測距誤差を生じる「アクティブＡＦ」の欠点も克服している。また、前述の第２実施形態と同様、レンズ１，２は同一な光学特性を有するので、二つのセンサ４ａ，４ｂが配されたセンサアレイ４上の被写体像がアンバランスになることはなく、これらセンサ４ａ，４ｂを二つのパッシブ／アクティブ方式に共用しているので、カメラの部品数の削減ができる。また、カメラの厚み方向を増やす事なくレンズ１，２からセンサアレイ４までの距離を長くすることができ、よって、高精度の測距装置が提供可能となる。
【００３６】
（第３’実施形態）
次に、前述した図６が示す構成であり、カメラが内蔵するいわゆる「露出補助用」として使われるストロボ装置を測距に有効利用した実施形態を説明する。発光源としてのキセノン管３１は、ＣＰＵ１０が制御する発光手段３３に接続している。この発光手段３３に高電圧のトリガ電圧を印加すると、このキセノン管３１は充電回路３２が蓄えたエネルギーを瞬時に放電してストロボ発光する。
【００３７】
図８のフローチャートには、このストロボの補助光の発光タイミングについて示されている。すなわち、測距処理において、まず、被写体の輝度ＢV を測定し所定の輝度Ｂv0（閾値）と比較する（Ｓ３０）。比較の結果、所定の輝度ＢV0より小さい場合はステップＳ３１に分岐し、測距の為にこのキセノン管３１を発光させる（Ｓ３１）。キセノン管の光は、反射傘３０で広い範囲に投射され、暗いシーンの被写体にも陰影を加える故に、このようにして得られたコントラストによれば「パッシブ方式」の測距が容易となる。しかし、これでも明瞭なコントラスト値Ｃp が得られない場合もあり、このことを判定するためにＣp と閾値Ｃp0とを比較する（Ｓ３２）。やはり所定以上のコントラストが得られない場合は、ステップＳ３５に分岐し、ＩＲＥＤ２０を発光させてＰＳＤ２２でその反射信号を受光し、「アクティブ方式」の測距を行う（Ｓ３５）。そしてこの得られた距離をＬA としてそこにピントを合わせ（Ｓ３６）、撮影シーケンスを行う（Ｓ３８）。
【００３８】
一方、上記ステップＳ３０において、輝度Ｂv が所定値Ｂv0より明るい場合は、補助照明なしにセンサアレイ４の上の相対像位置差から「パッシブ方式」の測距を行う（Ｓ３３）。この際、所定以上のコントラストがあれば、この得られた距離をＬP としてそこにピントを合わせ（Ｓ３７）、撮影シーケンスを行う（Ｓ３８）。
【００３９】
しかし、被写体に所定のコントラストがなければ正しい測距ができ難いので、ステップＳ３５へ分岐して前述同様の測距を行う。
（作用効果３’）
このように、本実施形態によれば、被写体の明暗、コントラストの有無に関わらず、正しいピント合わせが可能となる。つまり、遠い被写体はアクティブＡＦを苦手とするが、遠くて明るい所にいる人物なら輪郭や影によってパッシブ方式による測距が可能である。例えば、被写体が風景の場合は、アクティブ測距時の反射光が著しく少ないので、その程度により適宜、無限遠にピント合わせをすればよい。このように本実施形態によれば、ほとんどの被写体にピント合わせが可能となる。
【００４０】
（第３”実施形態）
さらに、カメラのピント合わせが難しい被写体の例としては、例えば図１２のようなシーンがある。特にアクティブＡＦでは、図１２のようなシーンにおいて画面中心以外に存在（オフセンター）する被写体Ｏ2 に対して正しくピント合わせしようとすれば、その方向にも測距用光を投射する必要がある。一般にＩＲＥＤ等を動かして所望の投光方向切替えを行うと、位置の誤差等により正確な測距ができなくなるので、多数の発光素子を備えて順次光らせる技術もあるが、発光素子を増加させれることでドライバの数も増加し、その結果、コスト、スペース上の問題を生じてしまう。
【００４１】
そこで図１１（Ｂ）が示すようなパッシブ方式を採用するセンサでは、レンズ１の光軸上の被写体Ｏ1 ではなく、横にずれた位置の被写体Ｏ2 に対して測距を行なおうとする場合、光軸から離れた位置にまでセンサを配列（アレイ）するだけでよい。センサ数は多少増加するが、比較的容易にいわゆる「多点測距」が可能となる。つまり、レンズ１の光軸上のセンサ上の像ではなく、ずれた位置のセンサ上の被写体像と一致する被写体像位置をセンサ４ｂ上で検出できれば、その相対位置ずれ量から三角測距の原理により被写体Ｏ2 の測距が可能となる。このような特性も加味し、なおかつパッシブＡＦの更なる弱点である暗い所や、高輝度下の低コントラスト被写体まで正しく測距できるように動作手順を改良したものが、図９に示すフローチャートである。
【００４２】
また、この実施形態の装置としての基本構成は図６に示したと同様であり、センサアレイ４の感度を「赤外」領域まで持たせ、ＩＲＥＤ２０をパッシブ測距時の「補助光」としても利用できるように改良している。
【００４３】
つまり、暗いシーンでは被写体の輝度分布に明瞭な変化が無いので、光をカメラ側から発光してやりパッシブな測距を可能とした。しかし、それでも明るいシーンの低コントラストの被写体では、補助光の光量が太陽光などに比べると小さいため、正しい測距はできない。そこで、太陽光などの定常的に被写体を照明している定常光成分を除去し、カメラ側から投射した測距用光（ＩＲＥＤ２０の光）の反射信号光のみを抽出するアクティブＡＦの技術を併用して、図１２のようなシーン（即ち、被写体人物がオフセンターの場合）にも対応している。
【００４４】
なお、この信号光抽出技術としては、例えば、定常光電流をサンプルホールドした状態で測距用光を投射し、その時の変化成分を測距信号として利用する方式や、変調した測距信号を投射しバンドパスフィルタなどで特定周波数の信号のみを増幅する方式を採用する。
【００４５】
この図９のフローチャートによれば、まず、パッシブ方式のＡＦが補助光なしに測距が行なえる明るさか否かを判定し（Ｓ４０）、もし、充分明るい場合は図１１（Ｂ）で説明したパッシブ方式の三角測量の方法で、次からのステップで画面内左右および中央に対応する３つの測距ポイント（図１２中のｐ1,ｐ2,ｐ3 ）での測距と、各測距ポイントのコントラスト値を検出する（Ｓ４１〜Ｓ４３）。
【００４６】
もし、このコントラスト値が小さい場合は、そのポイントｐn(n=1,2,3,) の測距結果は信頼性が低いので、次からのステップでは、このようなポイントを除去して主要被写体距離Ｌp を求める。この実施形態では、「主要被写体は最至近にいるはずである」と仮定して、得られた測距結果より最至近選択によりＬp を求めている（Ｓ４４，Ｓ４５）。
【００４７】
また、いずれの測距ポイントもコントラストが低い場合は、ＩＲＥＤ２０を発光させ（Ｓ４６）、ＰＳＤ２２で反射信号光を受光して、「アクティブ方式」の測距を行う。この方式では、前述のように定常光は除去し信号光のみを抽出して測距ができるので、この様な高輝度低コントラストの被写体に対しても正しい測距が可能である。よって、この様なシーンでは、このアクティブＡＦの結果を優先し、その結果得られた距離ＬA にピント合わせを行う（Ｓ４７）。
【００４８】
一方、上記ステップＳ４０における判定の結果、暗いシーンではステップＳ５０に分岐して、ＩＲＥＤ２０を投射してこれを補助光とした上で「パッシブＡＦ」を行う（Ｓ５０）。この場合、ＩＲＥＤ２０はあまり広い範囲の照射はできないので、照射領域のみの測距範囲とする。この際、同時にコントラストをチェックし（Ｓ５１）、この結果が低いコントラストならステップＳ４６にて「アクティブＡＦ」を行う。またコントラストが充分ならば、このとき得られた距離にピント合わせを行い（Ｓ５２）、撮影シーケンスに入る（Ｓ５３）。
【００４９】
（作用効果３”）
よって、この実施形態によっても前述の（作用効果３’）とほぼ同等な効果が得られる。
【００５０】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態に係わるカメラの測距装置は、一度に全センサアレイの出力を記憶したり、ＣＰＵに取り込むことが可能な方式のシステムならば図１０に示すようなフローチャートの処理手順が可能である。
【００５１】
基本構成は、前述の図６に示した構成と実質的に同一なものを想定し、普段は露出補助用として使われるカメラ内蔵のストロボ装置が、図７と同様に、ＡＦ用補助光源として有効活用されている。しかし、本来はアクティブＡＦ用であるＩＲＥＤ２０もパッシブＡＦ用として利用される。これらの使い分けを説明すると、大光量で広範囲を照射できるストロボ光は、画面内を均一に照らすので本来コントラストが有るにも係わらず、低輝度な故に測距できない被写体に有効である。ストロボの広い照射角と、センサアレイの多点測距できる範囲から、被写体は画面内センターにいる必要はない。
【００５２】
しかし、一般に、ストロボ光は充電されたエネルギーの放電によって発光が行われるので一瞬しか光らず、かつ均一なのでコントラストの無い被写体に対してはコントラストを与えることができない。その点、アクティブＡＦ用のＩＲＥＤの光は、集光性もよく狭い範囲ながら長時間の発光が可能である。したがって、低輝度時には、例えば被写体が遠距離にあっても、長時間発光させれば積分効果によって、コントラストの無い被写体に明瞭なコントラストを与えることができる。近距離の被写体ならば更に有効である。また、この様なコントラストを作るのに有効なＩＲＥＤによる補助光も、明るいシーンでは、環境の光にかき消されて効果が期待できないので、この場合にはアクティブＡＦの定常光除去効果が有効である。
【００５３】
よって、上述のような理由を基にして改良した処理手順を、図１０のフローチャートに例示する。
まず、被写体輝度の判定を行ない（Ｓ６０）、各センサ４ａ，４ｂアレイの出力をＣＰＵ１０に入力しＣＰＵ１０がそれを像出力として記憶するが、「低輝度」と判定されていた場合は、像検出時にストロボ補助光を照射して被写体がもつコントラストを強調する（Ｓ７０）。続いて、この低輝度状態である事を記憶するためにＣＰＵ１０は低輝度フラグをＨ(=1)に設定する（Ｓ７１）。
【００５４】
一方、被写体輝度が「高輝度」と判定された場合には、補助光照射は無駄であり、補助光無しで像信号検出を行なう（Ｓ６１）。続いて低輝度フラグをＬ(=0)に設定する（Ｓ６２）。
【００５５】
このようにして、二つのレンズを通して得られた、被写体の像信号のズレから図１１（Ｂ）で示した「三角測距の原理」で被写体距離の検出を行なうが、基準となるセンサ位置を次からのステップ（Ｓ６３〜Ｓ６５）にて切り換えて、測距の方向を切換える。これにより、Ｌ（左）、Ｃ（中央）、Ｒ（右）の画面内３ポイントの測距が可能となる。しかし、コントラストの低い像信号は測距用として不適切なのでこれは除去し（Ｓ６６）、信頼性のあるものから最至近の測距結果を求め（Ｓ８３）、この結果にピント合わせを行ない露出を行なう（Ｓ８４）。
【００５６】
全てのセンサが低コントラストを示すか否かの判定を行い（Ｓ６７）、その場合は何等かの対策が必要となり、例えばこの場合、先に求めた低輝度フラグの判定結果に基づいて（Ｓ８０）、もし低輝度ならは、ストロボ光より集光性が優れ被写体上にコントラストを形成できるＩＲＥＤ２０を照射して補助光源とする（Ｓ８１）。この照射のとき、ＩＲＥＤ２０の光は画面中央部用のセンサにしか入射しないので、画面中央部の像信号をＣＰＵ１０は優先して取り込み、その結果えられた値に基づき所定の測距演算を行なう。
【００５７】
このＩＲＥＤ２０の補助光も高輝度時には周囲の光にかき消されてしまうので、低輝度フラグがＬ(=0)の場合は定常光を除去して測距可能なアクティブ方式の測距を、ＩＲＥＤ２０の発光およびＰＳＤ２２での受光によって行なう。なお、この際の測距原理も、図１１（Ａ）にて説明した方法と同様に行う。
【００５８】
（作用効果４）
このように、本第４実施形態では、暗いシーンで画面中央部に被写体が存在しないシーンでも、広い範囲を照射するストロボ光により正しくピント合わせが可能となる。また、明瞭なコントラストが無い被写体でもＩＲＥＤを用いるので測距が可能であり、従来から、パッシブＡＦが苦手としていた高輝度の低コントラスト被写体も「アクティブＡＦ」で測距が可能となるので、あらゆるシーンで正しいピント合わせが可能となる。
【００５９】
以上、本発明を複数の例に基づき説明したが、本明細書中には以下の発明が含まれる。
［１］  視差を有する複数のレンズと、これら複数のレンズのそれぞれの焦点位置に置かれた複数の受光素子列と、を有し、それぞれの受光素子列に入射する光量分布に基づいて被写体までの距離を測距する測距装置であって、
前記複数のレンズと前記複数の受光素子列との間に、前記複数のレンズの入射光線を分割する光路分割手段を配置し、この光路分割手段によって得られる複数の光路を測距以外の用途の光路と兼用することを特徴とするカメラの測距装置。
【００６０】
［２］  前記測距以外の用途の光路は少なくとも、
ファインダ視野のためのファインダ光路か、測光のための測光センサの受光光路か、被写体へ発光するための発光手段の投光光路または、遠隔制御装置からの遠隔制御光線の受光光路であることを特徴とする［１］に記載のカメラの測距装置。
【００６１】
［３］  視差を有する複数のレンズと、これら複数のレンズのそれぞれの焦点位置に置かれた複数の受光素子列と、を備え、それぞれの受光素子列に入射する光量分布に基づいて被写体までの距離を測距する第１測距手段と、
前記第１測距手段の複数のレンズと前記複数の受光素子列との間に配され、入射した光線を分割する光路分割手段と、
前記光路分割手段によって得られる光路を介して、該被写体に向けて測距用の光束を投射する投射手段と、この投射による該被写体からの反射光を受光する受光手段とを備え、受光した反射光の光路長に基づき該被写体までの距離を測距する第２測距手段と、
所定の測距条件に応じて、前記第１測距手段または前記第２測距手段のいずれか一方を選択的に作動させる制御手段と、
を具備することを特徴とするカメラの測距装置。
【００６２】
そのほかに次のような発明も含まれる。
（１）  被写体からの光を異なる位置に設けた第１と第２のレンズにて受光し、それぞれの透過光の光分布を検出する受光素子列と、
上記第１、第２のレンズによる透過光の光分布の相対位置に基づいて、上記被写体までの距離を検出するカメラの測距装置において、
上記第１、第２のレンズと上記受光素子列との間に、光路を分割する分割光学系を設けたことを特徴とするカメラの測距装置。
【００６３】
（２）  上記第１、第２のレンズの一方を通過した光の一部が、カメラのファインダ光学系に入射し、他方のレンズを通過した光の一部が、カメラの露出制御用の測光用センサに入射することを特徴とする（１）に記載のカメラの測距装置。
【００６４】
（３）  上記被写体に対して測距用の光束を投射する投光手段をさらに具備し、上記第１、第２のレンズの一方を通過した光の一部が、上記受光素子列とは別体に設けられた、上記測距用光束による上記被写体からの反射光を受光するためのセンサに入射することを特徴とする（１）に記載のカメラの測距装置。
【００６５】
（４）  被写体に対して測距用の光束を投射する投光手段と、
この被写体からの反射光を受光し、その反射光の入射位置を検出する光位置検出手段と、
上記被写体の像を視差を有する複数の光路を介して検出し、それぞれの被写体像の相対位置差を検出する複数のセンサアレイと、
上記光位置検出手段の出力、または上記複数のセンサアレイ上の被写体像の相対位置差に基づいて、上記被写体までの距離を演算する演算制御手段と、
を具備し、
上記センサアレイによる受光時にも上記投光手段を作動させることを特徴とするカメラも測距装置。
【００６６】
（５）  被写体の輝度が高く、コントラストが低いときには、上記光位置検出素子の出力を優先して用いることを特徴とする（４）に記載のカメラの測距装置。
【００６７】
（６）  ストロボ装置を内蔵するカメラにおいて、
被写体に対し測距用の光束を投射するための発光素子と、撮影画面内の複数の点を測距する第１の測距用受光素子と、画面内の一点を測距する第２の受光素子と、を具備し、
上記第１の受光素子を用いるときは上記ストロボ装置を発光させ、
上記第２の受光素子を用いるときは上記発光素子を作動させるように制御することを特徴とするカメラの測距装置。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、２つのレンズは同一の光学特性を有し、ハーフミラーは両レンズに対して同じものを利用するので、２つのセンサ上の被写体像がアンバランスになることはなく、また測距装置の厚み方向を増やすことなくレンズの焦点距離を長くできＡＦの性能を向上できる。
【００６９】
よって、本発明によれば、「パッシブ方式」のＡＦの２つの受光レンズに入射する光を各々一回だけ折り曲げて光学系の取付け誤差や温度特性の誤差を最小限に押さえると共に、両センサ上の光量アンバランスにも対策し、その光学系を透過する光をも有効に利用して、苦手な被写体の無い測距装置を提供できる。
【００７０】
また、「アクティブＡＦ」と「パッシブＡＦ」との効果的な組合わせにより、ピント合わせも更に正確な測距装置を提供できる。
よって、以上の本発明によれば、測距用光の反射強度によらず、近距離から遠距離まで同じ精度で測距可能な「パッシブ方式」のＡＦを基本とした及びその改良により、部品点数を削減し、ピント合わせの失敗の無い測距装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係わるカメラの測距装置を示す斜視図。
【図２】本発明の第２実施形態に係わるカメラの測距装置を示す斜視図。
【図３】
（Ａ）は、第２実施形態の測距装置の一つの光軸に沿った断面図、
（Ｂ）は、第２実施形態の測距装置の他の光軸に沿った断面図。
【図４】本発明のカメラの測距装置に関わる主要部のブロック構成図。
【図５】本発明の第２実施形態に係わるカメラの測距のシーケンスの手順を示すフローチャート。
【図６】本発明の第３実施形態に係わるカメラの測距装置を示す斜視図。
【図７】第３実施形態の測距の基本的処理手順を示すフローチャート。
【図８】第３’実施形態の測距の詳細な処理手順を示すフローチャート。
【図９】第３”実施形態の測距の詳細な処理手順を示すフローチャート。
【図１０】第４実施形態の測距の詳細な処理手順を示すフローチャート。
【図１１】（Ａ）は、アクティブ方式の三角測距の原理を示す説明図、
（Ｂ）は、パッシブ方式の三角測距の原理を示す説明図。
【図１２】ある撮影シーンの複数の測光ポイントの位置を示す説明図。
【符号の説明】
１，２…レンズ（プリズムレンズ）、
３…ハーフミラー、
４…センサアレイ（ＩＣパッケージ）、
５…基板、６…測光素子（測光センサ）、
７…ファインダ光学系、
８…接眼レンズ、
１０…ＣＰＵ（演算手段）、
１１…保持部材、
１２…ＡＥ回路、
１３…相関演算回路、
１４ａ，１４ｂ…データ読出し回路、
１５…リモコン回路、
１６…ＥＥＰＲＯＭ、
１７…レリーズＳＷ、
１８…ピント合わせ手段、
１９…シャッタ手段、
２０…赤外発光ダイオード（ＩＲＥＤ）、
２１…ドライバ手段、
２２…光位置検出素子（ＰＳＤ）、
２３…アクティブＡＦＩＣ、
３０…反射傘、
３１…キセノン管、
３２…充電回路、
３３…発光手段。
Ｏ1 ，Ｏ2 …被写体、
ｐ1 ，ｐ2 ，ｐ3 …測光ポイント。
Ｓ１〜Ｓ１０…第２実施形態の測距シーケンス、
Ｓ２０〜Ｓ２５…第３実施形態の測距シーケンス、
Ｓ３０〜Ｓ３８…第３’実施形態の測距シーケンス、
Ｓ４０〜Ｓ５３…第３”実施形態の測距シーケンス、
Ｓ６０〜Ｓ８４…第４実施形態の測距シーケンス。
【図１】
0003868035.tif 000002
【図２】
0003868035.tif 000003
【図３】
0003868035.tif 000004
【図４】
0003868035.tif 000005
【図５】
0003868035.tif 000006
【図６】
0003868035.tif 000007
【図７】
0003868035.tif 000008
【図８】
0003868035.tif 000009
【図９】
0003868035.tif 000010
【図１０】
0003868035.tif 000011
【図１１】
0003868035.tif 000012
【図１２】
0003868035.tif 000013