JP2000019386A - カメラ - Google Patents

カメラ

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JP2000019386A
JP2000019386A JP10188369A JP18836998A JP2000019386A JP 2000019386 A JP2000019386 A JP 2000019386A JP 10188369 A JP10188369 A JP 10188369A JP 18836998 A JP18836998 A JP 18836998A JP 2000019386 A JP2000019386 A JP 2000019386A
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JP
Japan
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subject
area
calculation
posture
camera
Prior art date
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Pending
Application number
JP10188369A
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English (en)
Inventor
Shinichi Maehama
新一 前濱
Kenji Nakamura
研史 中村
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Minolta Co Ltd
Original Assignee
Minolta Co Ltd
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Publication date
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    • 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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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)
  • Measurement Of Optical Distance (AREA)
  • Focusing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、ローコンや遠近競合が起こりにく
く、高い測距精度を有する測距装置を備えたカメラを提
供することを目的とする。 【解決手段】 被写体方向からの光を複数の光電変換素
子で検出し画像信号に変換する少なくともの一対のエリ
アセンサを備え、前記一対のエリアセンサ内に対応する
複数の演算領域を設定し、前記対応する演算領域の画像
信号を用いて相関演算を行うことにより被写体までの距
離を算出する方式の測距装置を有するカメラにおいて、
前記測距装置は、測距時のカメラ姿勢が、撮影画面の短
辺方向と被写体の鉛直方向とが略一致する第1の姿勢と
撮影画面の長辺方向と被写体の鉛直方向とが略一致する
第2の姿勢とを少なくとも含む複数の姿勢の内いずれで
あるかを検出する姿勢検出手段を備え、該姿勢検出手段
の検出結果に応じて、設定する前記各演算領域の大きさ
を決める構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、パッシブ形相関方
式を用いる測距装置を備えたカメラに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】測距装置は、3角測量の原理などを応用
して距離を計測するもので、例えばカメラのオートフォ
ーカス(automatic focusing,AF)機構に用いられ
る。測距装置における測距方式の一つとしてパッシブ形
相関方式が知られている。これは、測距用の光を照射す
ることなく、入力画像をそのまま用いるものである。こ
の測距方式の原理について説明する。
【0003】図6の(a)にパッシブ形相関方式を採用
した測距装置の一例を、(b)にこの装置のCCD(ch
arge-coupled device)よりなるイメージセンサから得
られる画像信号を示す。左右に設けたレンズ20からの
入射光をミラー21とプリズム22を用いて、1次元C
CD23の受光面に一直線状に並べて結像させる。CC
D23の画像信号は、例えば図中の(b)に示すように
なる。縦軸はCCD23上の位置に対応し、横軸は画像
信号のレベルを示す。二つの像の距離は、被写体距離に
対応して変化する。そこで画像信号の相関演算によって
二つの像の距離を求め、この値から被写体距離を知るこ
とができる。以上が、パッシブ形相関方式の原理であ
る。
【0004】パッシブ形相関方式を用いたカメラの測距
装置において、従来は、画面の横方向のみに画素列を持
つイメージセンサーでしか検知していないものが多かっ
た。よって、例えば人物撮影においては、撮影者はファ
インダー内の測距エリアに撮影したい人物を合わせてフ
ォーカスロックをし、構図を決めてからレリーズをして
いた。
【0005】このフォーカスロックを不要とするため
に、縦方向にも画素列を持つエリアセンサーを用いて、
撮影画角の一部、または全部をエリアで検知する測距装
置が提案されている。この装置においては、一対のエリ
アセンサーの対応する特定領域(演算領域)の信号を用
いて測距演算を行う。このような測距装置における、エ
リアセンサーと演算領域の関係の一例を図7、図8に示
す。
【0006】図7は、撮影画面の短辺方向と被写体の鉛
直方向が一致するようにカメラが構えられている(以
下、このようなカメラ姿勢を横位置姿勢ということにす
る)場合の関係を、図8は、撮影画面の長辺方向と被写
体の鉛直方向が一致するようにカメラが構えられている
(以下、このようなカメラ姿勢を縦位置姿勢ということ
にする)場合の関係を表している。
【0007】センサー手段10は、左右のエリアセンサ
ー11L´、11R´とこれを制御するセンサー制御部
12とからなる。エリアセンサ11L´、11R´内の
小さいエリアL´(n)、R´(n)(nは1〜9の自
然数)はセンサー制御部12により設定された演算領域
を示す。尚、nが同一の演算領域は互いに対応し、対応
する演算領域の画像信号を用いて測距データが算出され
る。
【0008】このようなエリアセンサーで検知する測距
装置を備えたカメラによると、さまざまな領域で測距を
行うことが可能となるので撮影者はフォーカスロックを
せずにレリーズをすることができる。オートフォーカス
において、どの演算領域の測距データに基づいてピント
合わせを行うかを選択する方法はカメラによってさまざ
まであるが、例えば演算領域に優先順位を設けておき、
測距データの得られた演算領域の中で最も優先順位の高
い演算領域のデータを選択するようにする方法がある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
エリアセンサーを用いたパッシブ形相関方式の測距装置
においては、演算領域の大きさはどの位置でも一定で、
被写体によっては、演算領域に対する大きさが適切でな
い場合があり、測距精度の低下を招く大きな要因となっ
ていた。このことを図9〜図11を用いて説明する。こ
こでは、距離を測定したい被写体(主被写体)が人物で
ある場合を具体例に挙げる。13は撮影画面の範囲を、
14は演算領域、15は主被写体を示す。
【0010】図9は、演算領域14に対して主被写体1
5の大きさが小さ過ぎる場合を示す。このような場合
は、主被写体(人物)15と背景の被写体(木)が同時
に演算領域14内に存在し主被写体15の距離が正確に
測定できない。このような状況を遠近競合という。
【0011】図10は、演算領域14に対して主被写体
15の大きさが大き過ぎる場合を示す。このような場合
は、演算領域14内での主被写体15のコントラストが
小さくなり、測距演算に信頼性がなくなる。このような
状況をローコンという。
【0012】図11は、演算領域14に対して主被写体
15の大きさが適切である場合を示す。このような場合
は、演算領域14内の背景の影響も小さく、また、主被
写体15の適正レベル以上のコントラストが得られるの
で、適切な測距を行うことができる。
【0013】尚、図9〜図11では、演算領域14と被
写体15の大きさの関係が変わる様子を撮影画面13内
で被写体15の大きさは変えずに演算領域14の大きさ
を変えて例示したが、同一被写体と同一カメラであれ
ば、実際は演算領域14の大きさは一定で、被写体の距
離によって被写体の大きさが変わることにより演算領域
と被写体の大きさの関係が変わることになる。同じ被写
体でも、遠ければ撮影画面において小さくなるし、近け
れば大きくなるからである。
【0014】上記のように、従来は、演算領域の大きさ
に対して被写体の大きさが不適切であるがために、遠近
競合やローコンが生じてしまうことがあり、そのため測
距精度の低下を招いたり、オートフォーカスにおいて適
切な演算領域の選択がなされなかったりすることがあっ
た。
【0015】本発明は、上記問題点を鑑みて、ローコン
や遠近競合が起こりにくく、高い測距精度を有する測距
装置を備えたカメラを提供することを目的とする。
【0016】
【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、被写体方向からの光を複数の光電変換素
子で検出し画像信号に変換する少なくともの一対のエリ
アセンサを備え、前記一対のエリアセンサ内に対応する
複数の演算領域を設定し、前記対応する演算領域の画像
信号を用いて相関演算を行うことにより被写体までの距
離を算出する方式の測距装置を有するカメラにおいて、
前記測距装置は、測距時のカメラ姿勢が、撮影画面の短
辺方向と被写体の鉛直方向とが略一致する第1の姿勢と
撮影画面の長辺方向と被写体の鉛直方向とが略一致する
第2の姿勢とを少なくとも含む複数の姿勢の内いずれで
あるかを検出する姿勢検出手段を備え、該姿勢検出手段
の検出結果に応じて、設定する前記各演算領域の大きさ
を決めるような構成とする。
【0017】また、前記測距装置は、被写体の鉛直方向
下側に対応する前記演算領域の大きさを他の演算領域よ
り大きくするような構成とする。鉛直方向下側において
は、近距離の地面や机など大きい被写体を捕らえる可能
性が高いので、演算領域を大きくすることにより、演算
領域と被写体の大きさの関係が適切となる。よって、ロ
ーコンが起こりにくくなる。
【0018】
【発明の実施の形態】図1に、本発明の実施形態のカメ
ラのブロック図を示す。まず、測距装置16の構成要素
から説明する。2は、被写体からの光束Aを二つに分割
しそれぞれ異なる領域に結像させる二つのレンズからな
る測距用光学系である。10は、測距用光学系により結
像される光束を受光する左右のエリアセンサー11L、
11Rとこれを制御するセンサー制御部12とからなる
センサー手段である。8は、センサー制御部12を介し
て左右のエリアセンサー11L、11Rから対応する演
算領域の画像信号を読み出す読み出し手段、9は、カメ
ラ姿勢を検出する姿勢検出手段である。
【0019】ここでいうカメラ姿勢とは、撮影者の構え
方によって変わる撮影画面と被写体の鉛直方向との関係
のことであり、レリーズボタンの位置と言い換えること
もできる。レリーズボタンが上にくるように構えると横
長の撮影画面となり、横にくるように構えると縦長の撮
影画面となる。前者が先述したところでいう横位置姿勢
で、後者が縦位置姿勢である。横位置姿勢は、撮影画面
の短辺方向と被写体の鉛直方向とが略一致する第1の姿
勢のことであり、縦位置姿勢とは、撮影画面の長辺方向
と被写体の鉛直方向とが略一致する第2の姿勢のことで
ある。
【0020】姿勢検出手段9の検出結果は読み出し手段
8を介してセンサー制御部12に与えられ、センサー制
御部12はこのデータに基づいてエリアセンサー11
L、11Rの演算領域を設定する。演算領域については
後述する。4は、読み出し手段8による読み出しデータ
に基づき、パッシブ形相関方式により被写体までの距離
を算出した後、適切な演算領域を選択し、この測距デー
タを測距装置16外部に与えるマイクロコンピュータよ
りなる制御手段である。以上が、測距装置16の構成要
素である。
【0021】5は被写体からの光束Bを撮像手段に導く
撮影レンズ、7は撮影画面内に入射した光束を撮像する
撮像手段である。6は、制御部4より与えられる測距デ
ータに基づいて撮影レンズ5を矢印17方向に駆動し焦
点位置を調節する駆動手段である。
【0022】図2に、撮影画面、測距領域、演算領域の
関係を示す。撮影画面13とは、撮像手段7により撮影
される被写体の範囲を示す。測距領域18とは、左右の
エリアセンサー11L、11Rで検出される被写体の範
囲を示すものである。演算領域14は、測距領域18内
に測距演算用に設定された領域であり、左右のエリアセ
ンサー11L、11Rで検出されたデータの内、演算領
域14に対応する画像データを用いて測距演算がなされ
ることになる。演算領域14は、測距領域18内に複数
設定される。エリアセンサー11L、11R内の演算領
域14に対応する画像データを生成する領域も同じく演
算領域という。
【0023】図3に、本実施形態における横位置姿勢時
の撮影画面13、測距領域18、複数の演算領域14の
関係を示す。一般的に撮影画面13下側では、地面、机
等の大きい被写体が検出されることが多い。従って、本
実施形態においては、複数の演算領域14の内撮影画面
13下側の演算領域14は、他の演算領域14より大き
くなるように設定されている。また、撮影画面13上側
では、遠方の小さい被写体を捕らえる可能性が高いので
他の部分より小さくなるように設定されている。
【0024】図4に、図3に示した演算領域に対応する
エリアセンサー11L、11Rにおける複数の演算領域
L(n)、R(n)(nは1〜14の自然数)を示す。
左右のエリアセンサー11L、11Rにおいて、図3に
示したように撮影画面13下側に対応する紙面下側ほど
演算領域が大きくなるように設定されている。また、上
側ほど小さくなるように設定されている。
【0025】図5に、縦位置姿勢時のエリアセンサー1
1L、11Rにおける複数の演算領域L(n)、R
(n)(nは1〜12の自然数)を示す。縦位置姿勢時
も、撮影画面13下側に対応する演算領域は他の領域よ
り大きく、上側に対応する演算領域は他の領域より小さ
くなるように設定されている。縦位置姿勢時は、撮影画
面13の長辺方向が鉛直方向となるので、エリアセンサ
ー11L、11Rにおいても長辺方向が鉛直方向とな
る。よって、撮影画面13の下側に対応する紙面右側ほ
ど演算領域が大きく、左側ほど小さくなるように設定さ
れている。
【0026】尚、撮影者の構え方によっては、縦位置姿
勢時の撮影画面13の上側と下側が一般的な場合と反転
してしまう場合がある。つまり、レリーズボタンが右側
に位置するように構えるのが一般的であるが、左側に位
置するように構えてしまうことがある。本実施形態で
は、この状態も姿勢検出手段9により検出できるように
構成されており、この場合は、演算領域の設定方法は図
5に示したものと異なり、紙面右側ほど演算領域が小さ
く、左側ほど大きくなるように設定される。このような
制御により、撮影画面13の下側ほど演算領域が大き
く、上側ほど演算領域が小さくなる。
【0027】図4、図5のエリアセンサー11L、11
Rで検出された画像信号の内、左右のエリアセンサー1
1L、11Rのnが同一番号の演算領域L(n)、R
(n)の画像信号を用いて、各演算領域の測距データの
算出が行われる。
【0028】
【発明の効果】本発明によると、測距データ算出のため
に設定される演算領域の大きさと、ここで検出される被
写体の大きさの関係が適切となるように制御されるの
で、ローコンや遠近競合などが低減することになる。よ
って、測距精度が向上することになる。また、複数の領
域で正確な測距データが算出されるので、オートフォー
カスのための測距データとしてより適切な演算領域の測
距データを選択できることになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本実施形態のカメラのブロック図。
【図2】 撮影画面、測距領域、演算領域の関係を示す
図。
【図3】 横位置姿勢時の撮影画面、測距領域、複数の
演算領域の関係を示す図。
【図4】 横位置姿勢時の左右のエリアセンサーにおけ
る複数の演算領域を示す図。
【図5】 縦位置姿勢時の左右のエリアセンサーにおけ
る複数の演算領域を示す図。
【図6】 パッシブ形相関方式を採用している従来の測
距装置の一例を示す図。
【図7】 従来の測距装置における横位置姿勢時のエリ
アセンサーと演算領域の関係を示す図。
【図8】 従来の測距装置における縦位置姿勢時のエリ
アセンサーと演算領域の関係を示す図。
【図9】 遠近競合を説明するための図。
【図10】 ローコンを説明するための図。
【図11】 演算領域の大きさに対する被写体の大きさ
が適切である場合を示す図。
【符号の説明】
2 測距用光学系 4 制御手段 5 撮影レンズ 6 駆動手段 7 撮像手段 8 読み取り手段 9 姿勢検出手段 10 センサー手段 11L、11R エリアセンサー 12 センサー制御部 13 撮影画面 14 演算領域 15 主被写体 16 測距装置 18 測距領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H011 AA01 BA05 BB02 BB03 DA00 2H051 AA01 BB07 CB22 CE18 DA03 DA04 DA07 EB20

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被写体方向からの光を複数の光電変換素
    子で検出し画像信号に変換する少なくともの一対のエリ
    アセンサを備え、前記一対のエリアセンサ内に対応する
    複数の演算領域を設定し、前記対応する演算領域の画像
    信号を用いて相関演算を行うことにより被写体までの距
    離を算出する方式の測距装置を有するカメラにおいて、 前記測距装置は、測距時のカメラ姿勢が、撮影画面の短
    辺方向と被写体の鉛直方向とが略一致する第1の姿勢と
    撮影画面の長辺方向と被写体の鉛直方向とが略一致する
    第2の姿勢とを少なくとも含む複数の姿勢の内いずれで
    あるかを検出する姿勢検出手段を備え、該姿勢検出手段
    の検出結果に応じて、設定する前記各演算領域の大きさ
    を決めることを特徴とするカメラ。
  2. 【請求項2】 前記測距装置は、被写体の鉛直方向下側
    に対応する前記演算領域の大きさを他の演算領域より大
    きくすることを特徴とする請求項1に記載のカメラ。
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