JP2002311327A - 多点測距装置 - Google Patents

多点測距装置

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JP2002311327A JP2001117660A JP2001117660A JP2002311327A JP 2002311327 A JP2002311327 A JP 2002311327A JP 2001117660 A JP2001117660 A JP 2001117660A JP 2001117660 A JP2001117660 A JP 2001117660A JP 2002311327 A JP2002311327 A JP 2002311327A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 特定の測距エリアの測距可能な距離範囲を制
限する事無く、複数の測距エリアそれぞれに対するシフ
ト演算を行いながら、測距結果を得るまでの時間を短縮
する。 【解決手段】 観察面内に複数の測距エリアを有し、対
のレンズにより結像された測距対象物像を相対的にシフ
トさせながら相関演算を行い、各測距エリアが捉える測
距対象物までの距離を順次求める多点測距装置におい
て、前記複数の測距エリアのうち、先に行う測距エリア
の相関演算結果に基づいて、後に行う測距エリアの相関
演算のシフト範囲を制限する(S31)。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、観察面内又は撮影
画面内に複数の測距エリアを有し、いわゆる位相差方式
により測距情報を算出する多点測距装置の改良に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】従来、位相差方式の測距装置は、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、一対の受光レンズが形成する二つの像をイメージセ
ンサで受光する方式である。
【0003】このイメージセンサ上に結像された二つの
像の間隔を、相関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
の相関演算は、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。
【0004】一方、測距エリアに関しては、単に測距エ
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。
【0005】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。
【0006】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。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。
【0007】そこで、特開平7−110435号では、
各測距エリアのコントラストを測定し、最もコントラス
トが大きな測距エリアが主要被写体のある領域だと推定
し、主要被写体のある測距エリアについてのみ位相差方
式による測距演算を行っている。従って、 位相差方式
による測距演算は一つの測距エリアのみで行うのでレリ
ーズタイムラグは増大しない。
【0008】また、特開2000−89098号では、
各測距エリアに対して位相差方式による相関演算を行
い、それぞれの測距エリアに対する被写体距離を求める
が、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として、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相関演算を行うシ
フト範囲を、撮影エリア中央に設定された測距エリアの
範囲よりも少なく設定している。具体的には、撮影エリ
アの中央以外に設定された測距エリアでの測距可能な距
離範囲を遠距離だけに制限することにより、撮影エリア
の中央以外の測距エリアにおける相関演算の回数を減ら
し、演算時間の短縮化を図っている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平7−110435号においては、各測距エリアのコ
ントラストを測定し、最もコントラストが大きな測距エ
リアが主要被写体のある領域だと推定するので、撮影シ
ーンのコントラストの分布によっては、本来の主要被写
体とは異なる背景などを主要被写体であると推定し、主
要被写体にピントの合っていない撮影をもたらす場合が
あった。
【0010】また、上記特開2000−89098号で
は、被写体が撮影エリアの中心に位置する場合が多いと
して、撮影エリアの中央以外(周辺部)に設定された測
距エリアの相関演算を行うシフト範囲を、撮影エリア中
央に設定された測距エリアの範囲よりも少なく設定して
いるので、比較的近距離に左右に並んだ人を撮影するよ
うな場合には、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という、多点測距
装置本来の目的を達成することが出来なかった。
【0011】(発明の目的)本発明の第1の目的は、特
定の測距エリアの測距可能な距離範囲を制限する事無
く、複数の測距エリアそれぞれに対するシフト演算を行
いながら、測距結果を得るまでの時間を短縮することの
できる多点測距装置を提供しようとするものである。
【0012】本発明の第2の目的は、最も近距離に存在
する測距対象物もしくは被写体に対して測距を行うこと
のできる多点測距装置を提供しようとするものである。
【0013】本発明の第3の目的は、被写界深度を含め
て近距離に存在する測距対象物もしくは被写体に対して
測距を行うことのできる多点測距装置を提供しようとす
るものである。
【0014】本発明の第4の目的は、測距結果を得るま
での時間をより短縮することのできる多点測距装置を提
供しようとするものである。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記第1の目的を達成す
るために、請求項1に記載の発明は、観察面内に複数の
測距エリアを有し、対のレンズにより結像された測距対
象物像を相対的にシフトさせながら相関演算を行い、各
測距エリアが捉える測距対象物までの距離をそれぞれ求
める多点測距装置において、前記複数の測距エリアのう
ち、先に行う測距エリアの相関演算結果に基づいて、後
に行う測距エリアの相関演算のシフト範囲を制限する多
点測距装置とするものである。
【0016】同じく上記第1の目的を達成するために、
請求項2に記載の発明は、撮影画面内に複数の測距エリ
アを有し、対のレンズにより結像された被写体像を相対
的にシフトさせながら相関演算を行い、各測距エリアが
捉える被写体までの距離をそれぞれ求める多点測距装置
において、前記複数の測距エリアのうち、先に行う測距
エリアの相関演算結果に基づいて、後に行う測距エリア
の相関演算のシフト範囲を制限する多点測距装置とする
ものである。
【0017】また、上記第2の目的を達成するために、
請求項3に記載の発明は、前記先に行う測距エリアの相
関演算で相関度が最大となったシフト位置より遠距離側
のシフト範囲については、後に行う測距エリアでは相関
演算を行わない請求項1又は2に記載の多点測距装置と
するものである。
【0018】また、上記第3の目的を達成するために、
請求項4に記載の発明は、前記先に行う測距エリアの相
関演算で相関度が最大となったシフト位置より所定量以
上遠距離側のシフト範囲については、後に行う測距エリ
アでは相関演算を行わない請求項1又は2に記載の多点
測距装置とするものである。
【0019】また、上記第4の目的を達成するために、
請求項5に記載の発明は、中央と周辺の測距エリアを有
し、中央の測距エリアの相関演算を先に行う請求項1〜
4の何れかに記載の多点測距装置とするものである。
【0020】
【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。
【0021】図1は本発明の実施の一形態に係る多点測
距装置の主要部分の構成を示すブロック図であり、測距
装置全体の制御を行うマイクロコンピュータ1と、被写
体までの距離測定を行う測距ユニット2と、この測距ユ
ニット2を制御するインターフェイス回路3とで構成さ
れる。
【0022】前記測距ユニット2は、一対の受光レンズ
4a,4bと、それに対向して配置される一対のLセン
サ5a及びRセンサ5bからなるラインセンサ5とで構
成される。ラインセンサ5は、例えばCCD等の光電変
換素子からなる。
【0023】受光レンズ4a,4bにより、L,Rセン
サ5a,5b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5aとRセンサ5
bは、受光面に形成された二つの像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、被写体までの距離を算
出する。
【0024】まず、マイクロコンピュータ1は、ライン
センサ5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3へ指示する。これにより、インターフ
ェイス回路3は検出信号の積分を開始し、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。
【0025】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3への出力指示により、L,Rセンサ5
a,5bに蓄積された信号(センサデータ)がインター
フェイス回路3を経て、マイクロコンピュータ1にそれ
ぞれ出力される。該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6で
デジタルデータに変換され、同様に内部に設けられたR
AMに記憶される。
【0026】マイクロコンピュータ1は、測距ユニット
2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、その被写体距離に対応して撮影レ
ンズを駆動する。
【0027】次に、本発明の実施の一形態における測距
ユニット2による測距方法について説明する。
【0028】図2は、測距ユニット2における測距エリ
アとラインセンサ5上の結像位置の関係を示している。
この実施の形態では、例えば、撮影エリア上に、Lエリ
ア、Cエリア、Rエリアの三つの測距エリアが存在し、
Lセンサ5a上に基準エリアA(A1〜A3)、Rセン
サ5b上に参照エリアB(B1〜B3)が存在する。C
エリアは撮影エリアの中央に位置し、Cエリアの被写体
は、受光レンズ4aによってLセンサ5aの基準エリア
A1に結像し、受光レンズ4bによりRセンサ5bの参
照エリアB1上に結像する。参照エリアBは相関演算に
よってラインセンサ5上を移動可能である。
【0029】そして、参照エリアBのシフト量ごとに基
準エリアAのLセンサ5aのデータと参照エリアBのR
センサ5b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5aとRセンサ
5b上に形成された二つの被写体像の間隔が検出でき
る。
【0030】同様にRエリアに対しては、基準エリアA
2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。
【0031】以上述べた構成に基づいて、本発明の実施
の一形態における被写体までの距離の算出について、図
3のフローチャートを用いて説明する。
【0032】まず、レリーズスイッチのオン、オフ状態
の検出を行い(ステップS1)、該レリーズスイッチが
オンすると、マイクロコンピュータ1は、インターフェ
イス回路3に対して積分開始を命令する(ステップS
2)。すると、インターフェイス回路3は、ラインセン
サ5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に
対して送信する(ステップS3)。
【0033】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3が出力するラインセンサ5a,5bのそれ
ぞれの出力レベルをA/D変換器6でデジタル変換し、
RAMへ格納する(ステップS4)。また、この実施の
形態では、ラインセンサが、例えば80+80=160
画素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5a,5bの出力を
RAMに格納する(ステップS4→S5→S4……)。
【0034】そして、格納したデータ数に達した場合
(ステップS5のYES)、測距エリアの一つであるL
エリアに対して距離算出を行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)。
【0035】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。
【0036】パラメータNは、ラインセンサ5a,5b
の基準エリアAと参照エリアBにそれぞれ含まれる検出
信号をA/D変換したデータ数を示す。パラメータS
は、参照エリアBの相関演算のシフト量を表す値であ
り、初めはスタート位置に対応するシフト量である。後
述するが、相関演算の終了位置はシフト量Sが20に対
応する位置であり、スタート位置に対応するパラメータ
Sが小さ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、スタート位置に対応する
パラメータSを大きくすることは遠距離側の測距レンジ
を制限することを意味する。
【0037】パラメータADL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、RAMに格納され
ているA/D変換された160のデータのアドレスの一
つと対応している。同様に、パラメータADR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ADLは、ラインセン
サ5a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ADRはラインセンサ5b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。
【0038】図3に戻り、上記のパラメータの設定が終
了すると、サブルーチン“距離算出”を実行する(ステ
ップS7)。
【0039】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。
【0040】まず、基準エリアAと参照エリアBの相関
度を計算する(ステップS21)。この相関度の計算
は、上記ステップS6で設定された各パラメータに従っ
た二つの測距エリアの対応するラインセンサ5のデータ
を差分の絶対値の総和によって表され、この総和が小さ
いほど相関度は高くなる。
【0041】シフト量S=0における相関度の算出が終
了すると、シフト量が最大 の“20”に達したか否か
判定する(ステップS22)。この判定で、シフト量S
は未だ達していない、つまり、20未満の場合(ステッ
プS22のNO)、シフト量Sをインクリメント(+
1)する(ステップS23)。そして再度ステップS2
1に戻り、参照エリアBをシフトさせて、相関度の算出
を繰り返す。しかし、シフト量Sが20に達したならば
(ステップS22のYES)、その中から相関度が最大
となるシフト量SMから被写体距離を算出する(ステッ
プS24)。
【0042】この後、図2のステップS8に戻り、Cエ
リアに対して距離算出を行う前に、Cエリアに対するシ
フトスタート位置を算出する(ステップS8)。
【0043】ここで、図6に示すフローチャートを参照
して、本発明の特徴であるサブルーチン“シフトスター
ト位置算出”について説明する。
【0044】本実施の形態では、この後に行う測距エリ
ア(Cエリア)における相関演算のシフトをスタートす
る位置を、前回の測距エリアでの距離算出から得られた
相関度が最大となったシフト量SMから決定している。
前回の測距エリアでの距離算出から得られた相関度が最
大となったシフト量SMの値を、この後に行う測距エリ
アにおける相関演算のシフトをスタートする位置に対応
するパラメータSSに設定する(ステップS31)。
【0045】再び図2のステップS9に戻り、Cエリア
に対して距離算出を行うに先だって必要な演算パラメー
タを設定する。
【0046】図4(b)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。
【0047】パラメータNは、Lエリアと同じデータ数
20である。パラメータSは、上記ステップ8で得られ
た相関演算のシフトをスタートする位置に対応するパラ
メータSSの値に設定される。従って、SSの値よりも
小さなシフト量に対応する距離の相関演算は行われなく
なる。つまり、Lエリアで算出された被写体距離に対応
するシフト位置よりも遠距離側のシフト範囲に関する相
関演算を行わないことを意味する。
【0048】図4(b)に示すように、パラメータAD
Lは、ラインセンサ5a上のL36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ADRはライン
センサ5b上のR26からシフト量SS分のシフトに対
応するデータの格納されたアドレスである。
【0049】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が、シフトスター
ト位置が移動量SS分だけ近距離から始まるので、無駄
な背景に対する相関演算の繰返しを避けることが可能で
あり、LエリアとCエリアで最も相関度が最大のシフト
位置SMに対応する近距離に存在する被写体距離を算出
する。
【0050】次に、ステップ11にて、上記ステップ8
と同様にサブルーチン“シフトスタート位置算出”でR
エリアでの測距範囲を決める為のシフトスタート位置を
算出した後、Rエリア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う(ステップS12)。Rエ
リアのパラメータは、上記ステップS9で設定されたC
エリアのパラメータに対して、パラメータADLは、ラ
インセンサ5a上のL51に対応するデータの格納され
たアドレスに、またパラメータADRはラインセンサ5
b上のR41からシフト量SS分のシフトに対応するデ
ータの格納されたアドレスに変更される。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。
【0051】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が、シフトスター
ト位置が移動量SS分だけ近距離から始まるので、無駄
な背景に対する相関演算の繰返しを避けることが可能で
あり、LエリアとCエリアとRエリアで最も相関度が最
大のシフト位置SMに対応する近距離に存在する被写体
距離を算出する。
【0052】そして、算出された距離データに基づき、
撮影レンズを駆動し(ステップS14)、以降の通常動
作、例えば、露光動作に移行する。
【0053】以上の実施の形態によれば、複数の測距エ
リア(L,C,R)を有し、対の受光レンズ4a,4b
により結像された被写体像を相対的にシフトさせながら
相関演算を行い、測距エリアの被写体までの距離をそれ
ぞれ求める多点測距装置において、複数の測距エリアの
うち先に行う測距エリア(Cエリアに対するLエリア、
Rエリアに対するCエリア)の相関演算結果に基づい
て、後に行う測距エリア(C,Rエリア)の相関演算の
シフト範囲をSS分だけ制限しているので、従来のよう
に特定の測距エリアの測距可能な距離範囲を制限する事
無く、各測距エリアに対する相関演算を行いながら、測
距動作の時間短縮が可能となる。
【0054】また、先に行う測距エリアの相関演算で相
関度が最大となったシフト位置SMより遠距離側のシフ
ト範囲については、後に行う測距エリアでは相関演算を
行わないので、無駄な、背景に対する相関演算の繰返し
を無くし、最も近距離に存在する被写体距離を算出する
ことが可能となる。
【0055】(変形例)上記実施の形態では、Lエリ
ア、Cエリア、Rエリアの順に測距演算を行ったが、最
も近距離側に主被写体が存在する確立の高いCエリアか
ら測距演算を行うことが、トータルの演算時間が最も短
くなる確立が高いので望ましい。つまり、中央の測距エ
リアの相関演算を周辺エリアよりも先に行うようにすれ
ば、最も近距離側に主被写体が存在する確立の高い中央
の測距エリアの相関演算結果から、周辺の測距エリアの
相関演算のシフト範囲を制限するようになるので、測距
動作の時間短縮が最も可能となる。
【0056】また、上記実施の形態では、図5のサブル
ーチン“距離算出”で、相関度が最大のシフト位置SM
だけから対応する被写体距離を決定しているが、相関度
を所定量と比較して信頼性が低い場合は、SM=0とし
て次の測距エリアにおける参照エリアBの相関演算のス
タート位置に対応するシフト量を“0”としても良い。
【0057】また、上記実施の形態では、図6のサブル
ーチン“シフトスタート位置算出”で、シフトスタート
位置SSを前回の測距エリアでの距離算出から得られた
相関度が最大となったシフト量SMの値としているが、
被写界深度内で相関度が最大の被写体を選択する為に、
SS=SM−α(但し、SS<0となる場合は、SS=
0とする)としても良い。これにより、先に行う測距エ
リアの相関演算で相関度が最大となったシフト位置SM
より所定量α以上遠距離側のシフト範囲については、後
に行う測距エリアでは相関演算を行わないので、被写界
深度を含めて近距離に存在する被写体を測距することが
可能となる。
【0058】また、上記実施の形態では、非TTL方式
の多点測距装置で説明したが、TTL方式の装置(焦点
検出を行う装置)でも前の測距エリア(焦点検出エリ
ア)に対するデフォーカス量から、後の測距エリアでは
無駄な背景に対するシフト相関演算を行わなければ良
い。
【0059】また、本発明は、カメラに適用される測距
装置に限定されるものではなく、その他の測距もしくは
デフォーカス量を算出する装置を具備した光学機器への
適用も可能である。
【0060】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1又は2に
記載の発明によれば、特定の測距エリアの測距可能な距
離範囲を制限する事無く、複数の測距エリアそれぞれに
対する相関演算を行いながら、測距結果を得るまでの時
間を短縮することができる多点測距装置を提供できるも
のである。
【0061】また、請求項3に記載の発明によれば、最
も近距離に存在する測距対象物もしくは被写体に対して
測距を行うことができる多点測距装置を提供できるもの
である。
【0062】また、請求項4に記載の発明によれば、被
写界深度を含めて近距離に存在する測距対象物もしくは
被写体に対して測距を行うことのできる多点測距装置を
提供できるものである。
【0063】また、請求項5に記載の発明によれば、測
距結果を得るまでの時間をより短縮することのできる多
点測距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多点測距装置の主
要部分の構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の実施の一形態における測距エリアとラ
インセンサ上の結像位置関係を示す図である。
【図3】本発明の実施の一形態における動作を示すフロ
ーチャートである。
【図4】本発明の実施の一形態において相関演算行うラ
インセンサ上の画素を示す図である。
【図5】本発明の実施の一形態における距離算出のサブ
ルーチンを示すフローチャートである。
【図6】本発明の実施の一形態におけるシフトスタート
位置算出のサブルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 マイクロコンピュータ 2 測距ユニット 3 インターフェイス回路 4 受光レンズ(4a,4b) 5 ラインセンサ(5a,5b)

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 観察面内に複数の測距エリアを有し、対
    のレンズにより結像された測距対象物像を相対的にシフ
    トさせながら相関演算を行い、各測距エリアが捉える測
    距対象物までの距離を順次求める多点測距装置におい
    て、前記複数の測距エリアのうち、先に行う測距エリア
    の相関演算結果に基づいて、後に行う測距エリアの相関
    演算のシフト範囲を制限することを特徴とする多点測距
    装置。
  2. 【請求項2】 撮影画面内に複数の測距エリアを有し、
    対のレンズにより結像された被写体像を相対的にシフト
    させながら相関演算を行い、各測距エリアが捉える被写
    体までの距離を順次求める多点測距装置において、前記
    複数の測距エリアのうち、先に行う測距エリアの相関演
    算結果に基づいて、後に行う測距エリアの相関演算のシ
    フト範囲を制限することを特徴とする多点測距装置。
  3. 【請求項3】 前記先に行う測距エリアの相関演算で相
    関度が最大となったシフト位置より遠距離側のシフト範
    囲については、後に行う測距エリアでは相関演算を行わ
    ないことを特徴とする請求項1又は2に記載の多点測距
    装置。
  4. 【請求項4】 前記先に行う測距エリアの相関演算で相
    関度が最大となったシフト位置より所定量以上遠距離側
    のシフト範囲については、後に行う測距エリアでは相関
    演算を行わないことを特徴とする請求項1又は2に記載
    の多点測距装置。
  5. 【請求項5】 中央と周辺の測距エリアを有し、中央の
    測距エリアの相関演算を先に行うことを特徴とする請求
    項1〜4の何れかに記載の多点測距装置。
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