JP2000089098A - 多点測距装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】従来の測距装置は、撮影エリア中央のみに測距
エリアを設定して発生する中抜けを防止するために撮影
エリア内に複数の測距エリアを設定し測距を行なうと演
算量が多く、ＣＰＵへ負荷が増加しレリーズタイムラグ
が大きくなる。 【解決手段】本発明は、測距センサ３の撮影エリア内に
設定された複数の測距エリアにおける測距データを得る
ためのシフト演算をマイクロコンピュータ１により実行
する際に、撮影エリアの中央以外の測距エリアに対する
シフト演算のシフト数を撮影エリア中央に設定された測
距エリアに対するシフト演算のシフト数よりも少なくし
て、測距演算に必要な時間を短かくする多点測距装置で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、三角測距の原理に
もとづき撮影エリア内の複数の測距エリアに対して焦点
調整が可能な位相差方式のカメラに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＴＴＬ方式のカメラに用いる測距
装置においては、例えば、特開昭６２−１３３４０９号
公報に記載されるような、撮影レンズによって決まるデ
フォーカス量の最大（ＭＡＸ）値に応じて必要なシフト
演算を行なうことで演算時間の短縮化を実現した技術が
知られている。

【０００３】しかし、測距装置の構成がＴＴＬ方式であ
っても非ＴＴＬ方式であっても位相差方式においては、
一対のセパレータレンズが形成する２つの被写体像をイ
メージセンサで受光する方式である。

【０００４】このイメージセンサ上に結像された２つの
像の間隔は、シフト演算を繰り返すことで求めて、デフ
ォーカス量あるいは被写体までの距離を算出している。
このシフト演算は、ＣＰＵへの負荷を大きくしているた
め、演算時間の短縮化を図るためには、少ない演算量に
軽減する必要がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、演算の短時間
化を図る方法として、単に測距ポイント（測距エリア）
を撮影エリア中央の１点にのみに設定した場合、撮影の
際にその中央位置に主要被写体が存在しない場合には、
所謂、中抜けが発生して、主要被写体にピントが合った
写真が撮れない。

【０００６】その対策として撮影エリア内に複数の測距
エリアを設定して、測距動作を行ない、主要被写体がか
ならずしも中央に存在しなくてもピントの合った写真が
撮れるシステムが種々提案され、実現されている。

【０００７】しかし、元々位相差方式は演算量が多く、
測距エリア１点での測距データを算出するとしてもＣＰ
Ｕへの負荷は少なくない。そのため、他の方式に比べて
レリーズタイムラグが大きい。

【０００８】さらに複数の測距エリアを設定して、それ
らから測距データを得ようとすれば、タイムラグはさら
に増大することとなる。そこで本発明は、複数の測距エ
リアに対して測距動作可能なパッシブ位相差方式のカメ
ラシステムにおいて、測距動作の時間短縮のために、シ
フト演算方式を改善した多点測距装置を提供することを
目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、測距対象領域の中央部と周辺部とにそれぞ
れ配された複数の測距エリアを有し、対の結像レンズに
より結像された対の被写体像相互の間隔を検出して、上
記測距エリア内の被写体までの距離をそれぞれ求める多
点測距装置であって、上記対の被写体像相互の間隔を検
出するための相関演算におけるずらし演算範囲が、上記
中央部と周辺部とで異なる多点測距装置を提供する。ま
た、上記相関演算におけるずらし演算範囲は、上記周辺
部の方が中央部よりも狭く設定されている。

【００１０】以上のような多点測距装置は、撮影エリア
内に設定された複数の測距エリアの測距データを得るた
めにシフト演算を実行する際に、撮影エリアの中央以外
に設定された測距エリアに対するシフト演算のシフト数
を撮影エリア中央に設定された測距エリアに対するシフ
ト演算のシフト数よりも少なくして、ずらし演算範囲が
狭くなり演算量が軽減され、測距演算に必要な時間が短
かくなる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態について詳細に説明する。図１には本発明による
多点測距装置に係る実施形態の構成例を示し説明する。
本実施形態は 測距装置全体の制御を行なうマイクロコ
ンピュータ１と、被写体２までの距離測定を行う測距セ
ンサ３と、この測距センサ３を制御するインターフェイ
ス回路４と、距離算出に必要なパラメータを記憶するＥ
ＥＰＲＯＭ５と、撮影レンズ６を駆動するレンズモータ
７及びモータ駆動回路８と、撮影レンズ６の位置を検出
する位置エンコーダ９とで構成される。

【００１２】前記測距センサ３は、一対のセパレータレ
ンズ１１ａ，１１ｂと、それに対向して配置される一対
のＬセンサ１２ａ及びＲセンサ１２ｂからなるラインセ
ンサ１２とで構成される。ラインセンサ１２は、例え
ば、ＣＣＤ等の光電変換素子からなる。

【００１３】セパレータレンズ１１ａ，１１ｂにより
Ｌ，Ｒセンサ１２ａ，１２ｂの検出面となる受光面上に
被写体の像がそれぞれ結像される。これらのＬセンサ１
２ａとＲセンサ１２ｂは、受光面に形成された２つの像
の間隔を示す検出信号を出力する。この検出信号を蓄積
したセンサデータに基づき、マイクロコンピュータ１
は、被写体２までの距離を算出する。

【００１４】まず、マイクロコンピュータ１は、ライン
センサ１２により検出された検出信号の積分開始をイン
ターフェイス回路４へ指示し、インターフェイス回路４
では、検出信号の積分が開始される。そしてインターフ
ェイス回路４は、その蓄積レベルが所定値に達すると、
マイクロコンピュータ１へ積分終了信号を出力する。

【００１５】次にマイクロコンピュータ１からインター
フェイス回路４への出力指示により、ラインセンサ１２
ａ，１２ｂの蓄積された信号（センサデータ）がインタ
ーフェイス回路４を経て、マイクロコンピュータ１にそ
れぞれ出力される。

【００１６】マイクロコンピュータ１に入力されたセン
サデータは、内部に設けられたＡ／Ｄ変換器１３でデジ
タルデータに変換され、同様に内部に設けられたＲＡＭ
１４に記憶される。

【００１７】マイクロコンピュータ１は、測距センサ３
から得られたデータから後述する演算処理方法により被
写体距離を算出し、その被写体距離を撮影レンズ６の移
動量へ変換する。

【００１８】この移動量に基づいて、撮影レンズ６は、
モータ駆動回路８に制御されたレンズモータ７によって
駆動される。撮影レンズ６の位置は、位置エンコーダ９
によって検出され、マイクロコンピュータ１へ出力され
る。マイクロコンピュータ１は、位置エンコーダ９の出
力に基づいて、モータ駆動回路をフィードバック制御
し、被写体像がフィルム上に合焦状態で結像される。

【００１９】次に、本実施形態における測距センサ３に
よる測距方法について説明する。図２は、測距センサ３
における測距エリア２１とラインセンサ上の結像位置の
関係を示している。本実施形態では、例えば、撮影エリ
ア２１上に、Ｌエリア２１Ｌ、Ｃエリア２１Ｃ、Ｒエリ
ア２１Ｒの３つの測距エリアが存在し、Ｌセンサ１２ｂ
上に基準エリアＡ、Ｒセンサ１２ａ上に参照エリアＢが
存在する。

【００２０】Ｃエリア２１Ｃは、撮影エリア２１の中央
に位置し、Ｃエリア２１Ｃの被写体は、セパレータレン
ズ１１ｂによってＬセンサ１２ｂの基準エリアＡ１に結
像し、セパレータレンズ１２ｂによりＲセンサ１２ａの
参照エリアＢ１上に結像する。参照エリアＢはシフト演
算によってラインセンサ上を移動可能である。

【００２１】そして参照エリアＢのシフト量（移動量）
させるごとに基準エリアＡのＬセンサ１２ｂのデータと
参照エリアＢのＲセンサ１２ａのデータの相関度を算出
する。この相関度が高いシフト量を求めることで、Ｌセ
ンサ１２ｂとＲセンサ１２ａ上に形成された２つの被写
体像の間隔が検出できる。

【００２２】同様にＲエリア２１Ｒに対しては、基準エ
リアＡ２と参照エリアＢ２が、Ｌエリアに対しては、基
準エリアＡ３と参照エリアＢ３がそれぞれ対応してい
る。図３に示すフローチャートを参照して、被写体まで
の距離の算出について説明する。

【００２３】まず、レリーズＳＷのオン・オフ状態の検
出を行ない（ステップＳ１）、レリーズＳＷがオンする
と（ＹＥＳ）、マイクロコンピュータ１は、インターフ
ェイス回路４に対して積分開始を命令する（ステップＳ
２）。

【００２４】インターフェイス回路４は、ラインセンサ
１２から出力される検出信号の積分動作を実行する。そ
して検出信号の蓄積レベルが所定値に達すると、積分動
作の終了を示す終了信号をマイクロコンピュータ１へ対
して送信する（ステップＳ３）。

【００２５】マイクロコンピュータ１は、終了信号を受
信するまで待機し、終了信号を受信すると、インターフ
ェイス回路４が出力するラインセンサ１２ａ，１２ｂの
それぞれの出力レベルをＡ／Ｄ変換器１３でデジタル変
換し、ＲＡＭ１４へ格納する（ステップＳ４）。

【００２６】また本実施形態では、ラインセンサ１２
が、例えば１６０エレメントであるものとすると、格納
したデータ数が１６０に達するまで、繰り返しラインセ
ンサ１２ａ，１２ｂに出力をＲＡＭ１４に格納する（ス
テップＳ５）。

【００２７】そして格納したデータ数に達した場合（Ｙ
ＥＳ）、測距エリアの１つであるＬエリア１２ｂに対し
て距離算出を行なうに先だって必要な演算パラメータを
設定する（ステップＳ６）。これらのパラメータは、Ｅ
ＥＰＲＯＭ５に記憶されている。

【００２８】従って、測距エリアの大きさや、撮影エリ
ア上の位置を変更したい時は、これらのパラメータを修
正するだけで容易に変更することができる。図４（ａ）
を参照して、各パラメータとラインセンサの位置関係に
ついて説明する。

【００２９】パラメータｅｌは、基準エリアＡと参照エ
リアＢに含まれるラインセンサ１２ａ，１２ｂの検出信
号をＡ／Ｄ変換したデータ数を示す。パラメータＳmax
は、参照エリアＢの移動量の最大値、すなわちシフト演
算の回数である。このパラメータＳmax が大きな数値で
あるほど測距レンジが広がる。シフト数が”０”の時、
基準エリアＡと参照エリアＢの相関度が最大ならば、被
写体が∞（無限大）位置に存在することを示す。従っ
て、シフト数が増えるほど被写体が近距離側に存在する
ことを意味し、すなわちパラメータＳmax を大きくする
ことは近距離側に測距レンジが広がることを意味する。

【００３０】パラメータａｄｄｌは、基準エリアＡの先
頭のデータの位置を示す。具体的には、ＲＡＭ１４に格
納されているＡ／Ｄ変換されたデータのアドレスの１つ
と対応している。

【００３１】同様に、パラメータａｄｄｒは、参照エリ
アＢの先頭データの位置を示す。つまり、図４（ａ）に
示すように、パラメータａｄｄｌは、ラインセンサ１２
ｂ上のＬ２１に対応するデータの格納されたアドレスで
あり、パラメータａｄｄｒはラインセンサ１２ａ上のＲ
１１に対応するデータの格納されたアドレスである。

【００３２】これらのパラメータの設定終了の後、サブ
ルーチン”距離算出”が実行される（ステップＳ７）。
ここで、図５に示すフローチャートを参照して、サブル
ーチン”距離算出”について説明する。まず、シフト数
（ｓ）をクリア（＝０）して初期化する（ステップＳ２
１）。次に基準エリアＡと参照エリアＢの相関度を算出
するため、次の公知な相関式

【００３３】

【数１】 により相関度を計算する（ステップＳ２２）。この相関
式は、２つの測距エリアの対応するラインセンサ１２の
データを差分の絶対値の総和で示す。この総和が小さい
ほど相関度は高くなる。シフト数（ｓ）＝０における相
関式の算出が終了すると、シフト数（ｓ）は、インクリ
メント（＋１）される（ステップＳ２３）。

【００３４】そして演算を繰り返し行い、シフト数がパ
ラメータＳmax の”１０”に達したか否か判定する（ス
テップＳ２４）。この判定で、シフト数（ｓ）は、まだ
達していない、つまり１０以下の場合（ＮＯ）、参照エ
リアＢをシフトさせて、再度ステップＳ２２に戻り、前
記相関式により相関度を算出する。しかし、シフト数
（ｓ）が１０に達したならば（ＹＥＳ）、その中から相
関度が最大となるシフト数、すなわち相関式が最小とな
るシフト数が選択される（ステップＳ２５）。

【００３５】図６には、その一例として、シフト数
（ｓ）が”５”の時に相関式が最小となった時の様子を
示す。シフト数（ｓ）のみでは、分解能がたりないた
め、Ｆ（４）、Ｆ（５）、Ｆ（６）、Ｆ（７）の相関式
の算出結果より補間演算して、相関が最大となるシフト
数Ｓｘを求める（ステップＳ２５）。

【００３６】求められたシフト数Ｓｘと図２に示したセ
パレータレンズ１１ａ，１１ｂの焦点距離（ｆ）、セパ
レータレンズ１１ａ，１１ｂの間隔である基線長（ｂ）
に基づいて、被写体距離（Ｌ）を求める（ステップＳ２
６）。ここで、メインルーチンのステップＳ８に戻り、
求めた距離データは、Ｌエリア２１Ｌの測距データとし
てＲＡＭ１４に格納される（ステップＳ８）。

【００３７】次に、Ｃエリア２１Ｃに対して距離算出を
行なう前に演算パラメータの設定を行なう（ステップＳ
９）。このＣエリア２１Ｃの測距エリアの大きさは、前
述したＬエリア２１Ｌと同等である。従って、パラメー
タｅｌの値も同じとなる。この測距エリアは撮影エリア
２１の中央部に位置するため、基準エリアＡと参照エリ
アＢの位置は、移動しなければならない。

【００３８】そこで、パラメータａｄｄｌ、ａｄｄｒが
変更される。まずＣエリア２１Ｃは、周辺の測距エリア
（Ｌエリア２１Ｌ、Ｒエリア２１Ｒ）に対して測距レン
ジを広げる必要がある。撮影エリア２１の中央部は、ユ
ーザが撮影を意図する被写体が存在する確率が高い。従
って、測距レンジも周辺部の測距エリアに対して広いこ
とが望ましい。

【００３９】そこで、パラメータＳmax は、設定した値
の２倍が設定される。これは、図４（ｂ）を参照するこ
とで設定されたパラメータとラインセンサの位置の関係
が明確となる。

【００４０】このようなパラメータ設定が終了したなら
ば、サブルーチン”距離算出”に移行する（ステップＳ
１０）。このサブルーチンは、図５に示した距離算出と
同様であり、ここでの説明は省略する。

【００４１】そして算出された距離データをＣエリア２
１Ｃの距離データとしてＲＡＭ１４に格納される（ステ
ップＳ１１）。次に、Ｒエリア２１Ｒに対する距離算出
の前に演算に必要なパラメータの設定を行なう（ステッ
プＳ１２）。Ｒエリア２１Ｒのパラメータは、ステップ
Ｓ６で設定されたＬエリア２１Ｌのパラメータとほぼ同
等である。Ｒエリア２１Ｒの位置に対応して、パラメー
タａｄｄｌとパラメータａｄｄｒが、Ｌエリア２１Ｌと
は異なる値が設定される。図４（ｃ）を参照することで
設定されたパラメータとラインセンサの位置の関係が明
確となる。

【００４２】このようなパラメータ設定が終了したなら
ば、サブルーチン”距離算出”に移行する（ステップＳ
１３）。このサブルーチンは、図５に示した距離算出と
同様であり、ここでの説明は省略する。

【００４３】そして算出された距離データは、Ｒエリア
２１Ｒの距離データとしてＲＡＭ１４に格納される（ス
テップＳ１４）。次に、ＲＡＭ１４に記憶された３つの
測距エリアの距離データより最適なものを選び出す（ス
テップＳ１５）。

【００４４】この選択の方法としては、様々なものがす
でに提案されており、これらの公知なもののうちいずれ
かを利用すればよく、本発明の要旨とは異なるためここ
での具体的な説明は省略する。

【００４５】そして選択された距離データに基づき、撮
影レンズ６の移動量を算出し、レンズモータを駆動し
（ステップＳ１６）、以降の通常動作、例えば、測光動
作を経て露光動作に移行する。

【００４６】以上説明したように本実施形態は、ライン
センサ上で測距エリアのサンプリング範囲をずらしなが
ら相関演算を行い、それぞれの測距エリアに対する被写
体距離を求める。その際、通常の撮影では、被写体が撮
影エリアの中心に位置する場合が多い。従って、撮影エ
リアの中央以外（周辺部）に設定された測距エリアのサ
ンプリング範囲のシフト量は、撮影エリア中央に設定さ
れた測距エリアのシフト量よりも少なく設定する。

【００４７】これにより、撮影エリアの中央以外の測距
エリアにおける演算回数を減らすことができ、演算時間
の短縮化を図ることができる。本実施形態では、３つの
測距エリアを設定し、いずれかの測距エリアに存在する
被写体がフィルム上にピントが合って結像される。尚、
本実施形態では、撮影エリア上に３つの測距エリアを設
定した説明したが、これに限定されず、測距エリアが増
加した場合でも対応することができる。

【００４８】通常、設定する測距エリアが多いほど各測
距エリアの相関式の演算回数は増えることになる。従っ
て、撮影エリアの中央以外の測距エリアにおける演算回
数を減らすために、シフト数を減らすことは、演算時間
の短縮のために有効な対策である。

【００４９】以上の実施形態について説明したが、本明
細書には以下のような発明も含まれている。 （１） 中央部と周辺部とを含む複数の測距エリアにつ
いて測距動作が可能な多点測距装置において、一対の受
光レンズを介して形成される一対の被写体像をそれぞれ
受光し、この一対の被写体像に相当する被写体像信号を
出力する一つの光電変換手段と、それぞれの測距エリア
に対応する上記光電変換手段からの被写体像信号を相対
的に移動させながら相関値を求める演算を行い、その結
果に基いて被写体距離を算出する演算手段と、周辺部の
測距エリアに対する上記演算上の移動量を、中央部の測
距エリアのそれよりも少なくするように上記演算手段を
制御する制御手段とを具備することを特徴とする多点測
距装置。 （２） 測距対象領域の中央部と周辺部とにそれぞれ配
された複数の測距エリアを有する位相差検出方式の多点
測距装置において、特定の測距エリアに対するシフト演
算範囲を、他の測距エリアに対するシフト演算範囲より
も大きく設定したことを特徴とする多点測距装置。 （３） 測距対象領域の中央部と周辺部とにそれぞれ配
された複数の測距エリアを有する位相差検出方式の多点
測距装置において、特定の測距エリアに対するデフォー
カス検出範囲を、他の測距エリアに対するデフォーカス
検出範囲よりも大きく設定したことを特徴とする多点測
距装置。

【００５０】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、複
数の測距エリアに対して測距動作可能なパッシブ位相差
方式のカメラシステムにおいて、測距動作の時間短縮の
ために、シフト演算方式を改善した多点測距装置を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による多点測距装置に係る実施形態の構
成例を示す図である。

【図２】測距センサにおける測距エリアとラインセンサ
上の結像位置の関係を示す図である。

【図３】被写体までの距離の算出について説明するため
のメインルーチンのフローチャートである。

【図４】各パラメータによるラインセンサ上の測距エリ
アの位置関係について説明するための図である。

【図５】図３において、距離算出について説明するため
のサブルーチンのフローチャートである。

【図６】相関式におけるシフト数とシフト量の関係の一
例を示す図である。

【符号の説明】

１…マイクロコンピュータ ２…被写体 ３…測距センサ ４…インターフェイス回路 ５…ＥＥＰＲＯＭ ６…撮影レンズ ７…レンズモータ ８…モータ駆動回路 ９…位置エンコーダ １１ａ，１１ｂ…セパレータレンズ １２…ラインセンサ １２ａ…Ｌセンサ １２ｂ…Ｒセンサ １３…Ａ／Ｄ変換器 １４…ＲＡＭ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 測距対象領域の中央部と周辺部とにそれ
   ぞれ配された複数の測距エリアを有し、対の結像レンズ
   により結像された対の被写体像相互の間隔を検出して、
   上記測距エリア内の被写体までの距離をそれぞれ求める
   多点測距装置であって、 上記対の被写体像相互の間隔を検出するための相関演算
   におけるずらし演算範囲が、上記中央部と周辺部とで異
   なることを特徴とする多点測距装置。
2. 【請求項２】 上記相関演算におけるずらし演算範囲
   が、上記周辺部の方が中央部よりも狭く設定されている
   ことを特徴とする請求項１記載の多点測距装置。
3. 【請求項３】 測距対象領域の中央部と周辺部とにそれ
   ぞれ配された複数の測距エリアを有し、少なくとも一対
   の受光レンズを介して形成される複数の被写体像の入射
   位置に基いて、それぞれの測距エリアに対する被写体距
   離を求める多点測距装置であって、 上記形成される複数の被写体像をそれぞれ受光してそれ
   ぞれの被写体像信号を出力する光電変換手段と、 上記複数の被写体像信号のうち、上記複数の測距エリア
   に対応する対の信号について、相互のサンプリング範囲
   をずらしながら相関演算を行い、それぞれの測距エリア
   に対する被写体距離を求める演算手段と、を備え、 上記周辺部の測距エリアに対する上記演算手段における
   相互のサンプリング範囲のずらし量が、上記中央部の測
   距エリアに対するずらし量よりも少なく設定されている
   ことを特徴とする多点測距装置。