JP4512173B2 - 測距装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は、複数の測距エリアについて測距可能な測距装置に関する。
【０００２】
【従来技術およびその問題点】
近年では、複数の測距エリアについて測距可能な測距装置が種々開発されており、このような測距装置を備えたカメラでは、複数の測距エリアから自動的または手動で選択した測距エリアの測距値に基づいて被写体に合焦させ撮影を行っている。使用者がカメラに測距エリアを自動的に選択させるときには、測距エリア内に存在する被写体の中で使用者の所望する被写体が最もカメラの近くに存在していることを前提として、求めた測距値の有効性を判断し、有効な測距値の中で最も近距離側の測距値を選択させているものもある。しかし、測距値の信頼性を考慮することなく最も近距離側の測距値を選択していた従来構成では、所望する被写体からピントがずれてしまうことがあった。
【０００３】
【発明の目的】
本発明は、測距精度を向上させることができる測距装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【発明の概要】
上記問題点を解決するために、本発明は、複数の測距エリアについて測距値する測距手段と、前記測距手段が測距した測距値の有効性を判断し、有効と判断した測距値の信頼性を求める信頼性測定手段と、該信頼性測定手段が有効と判断した測距値の中で最至近距離の測距値及び該最至近距離から所定の範囲内にある測距値の中から、最も信頼性の高い測距値を択一的に選択する選択手段とを有することに特徴を有する。
また、本発明は、前記所定値を前記最至近距離の測距値の被写体の距離に応じて変更する構成とすることもできる。
前記測距手段は、前記複数の測距エリア内の被写体の像をそれぞれ一対のラインセンサの対応する受光領域に投影して該各一対の受光領域から画素単位で出力するセンサ手段と、前記一対の受光領域の一方の受光領域から出力された信号と他方の受光領域から出力された信号の画素毎の差分の絶対値の総和を求める演算を、前記一方の受光領域から出力された信号を基準として他方の受光領域から出力された信号を画素単位でずらしながら実行して、該ずらし量と前記総和に関する相関関数を求め、さらに該相関関数の値が画素単位で最小となる第１の値と２番目に小さい第２の値を求め、該第１の値と該第２の値を挟む第３の値と第４の値を求め、該第１の値及び該第１の値に近い第３の値を通る第１の直線と該第２の値及び該第２の値に近い第４の値を通る第２の直線の交点を求め、該交点に対応するずらし量から前記各測距エリア内の被写体の像の間隔を求め、該像の間隔に基づいて被写体の距離を演算する演算手段とを備えていることが望ましく、また前記信頼性測定手段は、前記演算手段が前記測距値を検出するために設定した２直線の傾きの急峻度を求め、該急峻度に基づいて信頼性を判断することが望ましい。なお、２直線の傾きの急峻度とは、言い替えれば、前記演算手段が前記像の間隔を検出するために設定した２直線のなす角度の小ささのことで、該角度が小さい程急峻であり、前記信頼性測定手段は、２直線の傾きの平均値が急峻であるほど信頼性が高いと判断する。
上記の構成によれば、より信頼性の高い測距値を得ることができ、測距精度の向上を図ることができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下図面に基づいて本発明を説明する。図１〜図３は、本発明を適用したレンズシャッタ式カメラの一実施の形態を示す外観図である。このレンズシャッタ式カメラのカメラボディ１は、図１に示すように、正面にズームレンズ２を備え、その上方には、ＡＦ用補助投光窓３、パッシブＡＦ受光窓４、ファインダ窓５、測光窓６を備えている。なお、これらの窓３〜６の後方カメラボディ１内には、図示しないが公知のように、ＡＦ用補助光源、測距センサ、ファインダ光学系、測光センサがそれぞれ配置されている。
【０００６】
カメラボディ１の上飾り板７には、レリーズボタン８が設けられている。レリーズボタン８は、測光スイッチＳＷＳ及びレリーズスイッチＳＷＲと連動していて、半押しで測光スイッチＳＷＳがオンし、全押しでレリーズスイッチＳＷＲがオンする。カメラボディ１の背面には、その中央部に電源をオン／オフするメインスイッチレバー１０が設けられ、その上部にテレ側またはワイド側に倒すとズームレンズ２をテレ方向またはワイド方向にズーミングできるズームレンズレバー９が設けられている。このズームレンズレバー９は、テレスイッチＳＷＴ及びワイドスイッチＳＷＷと連動していて、ズームレンズレバー９がテレ側に倒されるとテレスイッチＳＷＴがオンし、ワイド側に倒されるとワイドスイッチＳＷＷがオンする。また、カメラボディ１の背面の接眼窓１２近傍には点灯または点滅により測距結果を報知する緑ランプ１１が設けられている。
【０００７】
次に、カメラボディ１の制御系の構成について、図４に示したブロック図を参照してより詳細に説明する。ＣＰＵ２１は、カメラの機能に関するプログラム等が書き込まれたＲＯＭ及び制御用または演算用の各種パラメータなどを一時的に記憶するＲＡＭを内蔵しており、カメラボディ１の動作を総括的に制御する制御手段として機能するほかに、信頼性測定手段、選択手段、変更手段としての機能も有する。
【０００８】
ＣＰＵ２１には、スイッチ類として、メインスイッチレバー１０に連動するメインスイッチＳＷＭ、ズームレンズレバー９に連動するテレスイッチＳＷＴ及びワイドスイッチＳＷＷ、レリーズボタン８に連動する測光スイッチＳＷＳ及びレリーズスイッチＳＷＲが接続されている。
メインスイッチレバー１０がオン操作されてメインスイッチＳＷＭがオンすると、ＣＰＵ２１は、電池２３を電源として、各入出力ポートに接続されている周辺回路に電力供給を開始し、操作されたスイッチに応じた処理を実行する。
ズームレバー９に連動するテレスイッチＳＷＴまたはワイドスイッチＳＷＷがオンすると、ＣＰＵ２１はズームレンズ駆動回路２９を介してズームモータ３０を駆動させ、ズームレンズ２をテレズームまたはワイドズームさせる。ズームモータ３０は、電源オフ時にはズームレンズ２のレンズ鏡筒がカメラボディ１の外観内に収まる収納位置まで駆動し、電源オン時にはズームレンズ２がワイド端位置に移動するまで駆動する。ズームレンズ２の焦点距離は、ズームコード入力回路４３によって検知される。
【０００９】
レリーズボタン８が半押しされて測光スイッチＳＷＳがオンすると、先ず、ＣＰＵ２１は測光回路３７を介して被写体輝度を求める。測光回路３７は、図示しない測光センサを備えていて、測光窓６から入射した被写体光を測光センサで受光し、被写体輝度に応じた測光信号をＣＰＵ２１に出力する回路である。
ＣＰＵ２１は、求めた被写体輝度及びＤＸコード入力回路４５を介して入力したＩＳＯ感度などに基づいて適正シャッタ速度及び適正絞り値を演算する。ＤＸコード入力回路４５は、カメラボディ１に装填されたフィルムのパトローネに書き込まれたＤＸコードを読み込み、ＩＳＯ感度、撮影枚数などの情報をＣＰＵ２１に出力する回路である。
【００１０】
そして、ＣＰＵ２１は、測距回路３５から測距データを入力し、入力した測距データに基づいて測距演算を実行して測距値を求め、後述する所定条件を満たす測距値を選択できたときは、フォーカスモータ３２のフォーカシングレンズ駆動量を算出し、フォーカス駆動回路３１を介して駆動するとともに、緑ランプ１１を点灯させる。所定条件を満たす測距値を選択できなかったときは、緑ランプ１１を点滅させて測距エラーを報知し、使用者に注意を促す。
【００１１】
測距回路３５は、各測距エリアに含まれる被写体の焦点状態を検出する回路であり、被写体光束を受光し電気的な測距データに変換して出力する測距センサ３６を有している。この測距センサ３６は、図５に示すように、被写体光束を一対のセパレータレンズ（結像レンズ）３６ａによって分割して、Ａセンサ及びＢセンサからなる一対のラインセンサ３６ｂ上で受光する。一対のセパレータレンズ３６ａは、被写体距離に応じた間隔で一対の被写体像をラインセンサ３６ｂ上に形成し、ラインセンサ３６ｂは、詳細は図示しないが、多数の光電変換素子（受光素子）を有し、各光電変換素子が被写体光束を受光して光電変換し、光電変換した電荷を積分（蓄積）して、積分した電荷を画素単位の信号（測距データ）として順番に出力する。また、測距回路３５は、被写体輝度に応じてラインセンサ３６ｂの積分時間をコントロールするモニタセンサ（図示せず）を備えている。ＣＰＵ２１は、モニタセンサの出力を検知して、ラインセンサ３６ｂの積分時間、つまり積分終了をコントロールする。
本実施形態では、撮影画面に対応させて５個の測距エリアＥ［０］〜Ｅ［４］を設定してある。ＣＰＵ２１は、各測距エリア内Ｅ［０］〜Ｅ［４］の被写体の像が形成される一対のラインセンサ３６ａ、３６ｂの各受光領域ｅ［０］〜ｅ［４］から出力される測距データに基づいて被写体像の間隔を求め、さらに被写体の距離を求めている。図７に、５個の測距エリアＥ［０］〜Ｅ［４］と一方のラインセンサの受光領域ｅ［０］〜ｅ［４］との関係を示した。
【００１２】
ＡＦ補助投光回路３９は、被写体輝度が低いとき、または被写体のコントラストが低いとＣＰＵ２１が判断したときに、ＣＰＵ２１の制御下で被写体に向けてコントラストパターンを照射する回路である。
【００１３】
レリーズボタン８が全押しされてレリーズスイッチＳＷＲがオンすると、ＣＰＵ２１は、算出した適正絞り値に基づいて絞り制御回路２５を作動させてズームレンズ２の絞りを絞り込み、シャッタ速度に基づいてシャッタ制御回路３３を介してシャッタモータ３４を駆動させて露出する。露出が終了すると、ＣＰＵ２１はフィルム給送信号入力回路４１によりフィルム給送信号を入力し、フィルム給送回路２７を介してフィルム給送モータ２８を作動させてフィルムを１コマ分巻き上げるが、フィルム残量がないときは、フィルム給送回路２７を介してフィルム給送モータ２８を作動させてフィルムの巻戻しを行う。
【００１４】
以上は、本カメラの主要部材であるが、本カメラは、セルフタイマ動作を表示するセルフランプ、ＣＰＵ２１の制御下でストロボを発光させるストロボ装置、各種情報を表示するＬＣＤ表示パネルなど、公知の部材を備えている。
【００１５】
図６には、ＣＰＵ２１が測距処理で測距値を選択する概要を示してある。図において、縦軸は測距値の信頼度を、横軸は被写体の距離を表している。ＣＰＵ２１は、各測距エリアＥ［０］〜Ｅ［４］の各測距データに基づき測距演算を実行して測距値ＳＥ［０］〜ＳＥ［４］を求めるとともに、その有効性及び信頼性を判断する。有効性及び信頼性の判断についての詳細は後述するが、図６では、ＣＰＵ２１が信頼性なしと判断する信頼性のデフォルト範囲を斜線部で表してあり、求めた測距値ＳＥ［０］〜ＳＥ［４］を丸印で表してある。
【００１６】
次にＣＰＵ２１は、最も近距離側の測距値（以下、「最近距離測距値」という。）を検出する。本実施形態では、各測距エリアに対応する受光領域上に結像した被写体像の像間隔を検出し、その像間隔を測距値としている。したがって、測距値は、近距離側ほど大きな値になるので、ＣＰＵ２１は最も値の大きい測距値を最近距離測距値として検出する。図６では、測距値ＳＥ［２］が最近距離測距値として検出される。最近距離測距値を検出すると、次にＣＰＵ２１は、最近距離測距値が得られた被写体よりも遠方に位置する被写体の測距値であるが、その差が所定値Ｌよりも小さい範囲（以下、「近距離範囲」という。）に含まれる測距値を検出する。図６では、近距離範囲は網掛部で示される。
【００１７】
そしてＣＰＵ２１は、この近距離範囲内で最も信頼性が高い測距値を選択する。図６（ａ）では、近距離範囲内に測距値ＳＥ［２］しか含まれないので測距値ＳＥ［２］（図中；黒丸）を選択する。図６（ｂ）では、近距離範囲内に測距値ＳＥ［２］と測距値ＳＥ［１］の２点が含まれる。この場合、測距値ＳＥ［２］は最近測距値ではあるが、より信頼性の高い測距値ＳＥ［１］（図中；黒丸）を選択する。被写体が複数存在する場合に、使用者の所望する被写体が必ずしもカメラに対して最も近距離側に位置しているとは限らないので、近距離側で最も信頼性の高い測距値を選択し、測距精度を向上させるためである。なお、所定値Ｌを一定とすると、最近距離測距値が小さい場合、つまり被写体の距離が遠い場合には、近距離範囲が広くなり過ぎる。これを防ぐため、本実施形態では、最近距離測距値の被写体の距離に応じて所定値Ｌを変更する構成とし、近距離範囲を制限している。
【００１８】
次に、測距演算及び測距値の有効性・信頼性の判断について説明する。ＣＰＵ２１は、先ず、一対の測距データに基づいて相関関数ｆ（Ｎ）を求める。相関関数ｆ（Ｎ）は、ラインセンサ３６ｂのＡセンサデータとＢセンサデータを重ね合わせて各画素データ毎の差分の絶対値の総和（これを「相関値」という。）を求める演算を、Ａセンサデータを基準としてＢセンサデータを１画素分ずつずらしながら実行することにより得られる関数であり、このずらし量と相関値に関する関数である。ＣＰＵ２１は、この相関関数ｆ（Ｎ）の極小値を検出し、この極小値をとるときのＡセンサデータに対するＢセンサデータのずらし量、即ち像間隔を測距値として検出する。なお、この相関関数ｆ（Ｎ）からはラインセンサ３６ｂの光電変換素子単位でしか相関値を求めることができないため、通常は、さらに、得られた相関関数ｆ（Ｎ）に基づいて補間計算を実行し、より精度の高い極小値を求める。図８には、相関関数ｆ（Ｎ）から補間計算により極小値を求める概要を示してある。補間計算では、光電変換素子単位で相関値が最小となる第１の点（ｘ１，ｙ１）と相関値が２番目に小さい第２の点（ｘ２，ｙ２）の２点を求め、さらに、求めた２点（ｘ１，ｙ１）、（ｘ２，ｙ２）を挟む第３の点（ｘ０，ｙ０）と第４の点（ｘ３，ｙ３）を求め、この合計４点を使って、極小値を求める。即ち、第１の点（ｘ１，ｙ１）及びこの第１の点（ｘ１，ｙ１）に近い第３の点（ｘ０，ｙ０）を通る第１の直線と第２の点（ｘ２，ｙ２）及びこの第２の点に近い第４の点（ｘ３，ｙ３）を通る第２の直線の交点（ｘ，ｙ）を求め、この交点のＸ座標を像間隔、即ち測距値として求めている。また、補間計算では、この２直線の傾きＤ１、Ｄ２を求めている。
なお、図において、Ｘ座標はＡセンサデータとＢセンサデータのずらし量（間隔）、Ｙ座標は差分の絶対値の総和（相関値）を示している。
【００１９】
測距値が求められると、ＣＰＵ２１は、先ず、各測距値の有効性を判断する。測距値が有効であるか否かは、相関関数ｆ（Ｎ）の極小値の数、相関関数ｆ（Ｎ）の極小値の大きさに基づいて判断される。ＣＰＵ２１が有効でないと判断する場合としては、例えば、相関関数ｆ（Ｎ）の極小値が２つ以上存在する場合や極小値の値が予め設定されている所定値よりも大きかった場合等である。
次に、ＣＰＵ２１は、有効と判断した各測距値の信頼性を判断する。測距値の信頼性の高さは、補間計算（図８）で求めた２直線の傾きの絶対値（以下、「相関関数ｆ（Ｎ）の傾き」という。）Ｄ１、Ｄ２に基づいて判断される。相関関数ｆ（Ｎ）の傾きＤ１、Ｄ２は以下により求められる。
Ｄ１＝｜（ｙ１−ｙ０）／（ｘ１−ｘ０）｜
Ｄ２＝｜（ｙ３−ｙ２）／（ｘ３−ｘ２）｜
ＣＰＵ２１は、この傾きＤ１、Ｄ２を平均した値が大きいほど測距値の信頼性は高いと判断する。
なお、信頼性の判断は、求めた極小値の大小比較などに行っても良いが、本実施形態のように相関関数ｆ（Ｎ）の傾きの急峻度に基づいて判断したほうが検出精度の点で優れており、望ましい。
【００２０】
次に、カメラボディ１の動作について、図９〜図１５に示したフローチャートを参照してより詳細に説明する。図９は、撮影処理に関するフローチャートであり、この処理は測光スイッチＳＷＳがオンされたときに実行される。
この処理に入ると先ず、測光処理を実行して被写体輝度を求め、測距処理を実行して測距値を求める（Ｓ１１、Ｓ１３）。測距処理は、詳細は後述するが、各測距エリアの測距データから測距値を演算し、各測距値から所定条件を満たす測距値を選択し、選択した測距値に基づいて図示しないフォーカシングレンズを移動させる処理である。
【００２１】
測距処理後、測距エラーフラグがセットされているかどうかをチェックする（Ｓ１５）。測距エラーフラグがセットされているとき、つまり測距処理で所定条件を満たす測距値を選択できなかったときは、使用者に注意を促すため緑ランプ１１を点滅し、ＡＥ演算処理を実行して適正シャッタ速度及び絞り値を設定する（Ｓ１５；Ｙ、Ｓ１９、Ｓ２１）。測距エラーフラグがクリアされているときは、緑ランプ１１を点灯してＡＥ演算処理を実行する（Ｓ１５；Ｎ、Ｓ１７、Ｓ２１）。
【００２２】
そして、測光スイッチＳＷＳがオンしているかどうかをチェックする（Ｓ２３）。測光スイッチＳＷＳがオンしていないときは、そのままリターンする（Ｓ２３；Ｎ）。測光スイッチＳＷＳがオンしているときは、レリーズスイッチＳＷＲがオンしているかどうかをチェックする（Ｓ２３；Ｙ、Ｓ２５）。レリーズスイッチＳＷＲがオンしていないときは、Ｓ２３へ戻り、レリーズ指令待機状態となる（Ｓ２５；Ｎ、Ｓ２３）。レリーズスイッチＳＷＲがオンしているときは、緑ランプ１１を消灯し、算出した適正絞り値に基づいて絞り制御回路２５を作動させてズームレンズ２の絞りを絞り込み、適正シャッタ速度に基づいてシャッタ制御回路３３を介してシャッタモータ３４を駆動させて露出する露出制御処理を実行する（Ｓ２５；Ｙ、Ｓ２７、Ｓ２９）。露出制御処理終了後は、フィルム給送回路２７を介してフィルム給送モータ２８を作動させてフィルムを１コマ分巻き上げるが、フィルム残量がない場合は、フィルムをすべて巻戻しリターンする（Ｓ３１）。
【００２３】
Ｓ１３で実行される測距処理について図１０に示されるフローチャートを参照してより詳細に説明する。この処理に入ると先ず、Ｓ１１で求めた被写体輝度が所定値以上かどうかをチェックする（Ｓ５１）。被写体輝度が所定値よりも低かったときは、ＡＦ用補助投光装置３９を介して補助光を所定間隔で所定時間発光させて（Ｓ５１；Ｙ、Ｓ５３）、被写体輝度が所定値以上であったときは補助光を発光させずに（Ｓ５１；Ｎ）、ラインセンサ３６ｂのＡセンサ及びＢセンサが被写体光を受光し光電変換して積分した積分値を、Ａセンサデータ及びＢセンサデータとして入力する（Ｓ５５）。
【００２４】
ＣＰＵ２１は、入力したＡセンサデータ及びＢセンサデータに基づき相関関数ｆ（Ｎ）を算出して測距値を求める測距演算を実行する（Ｓ５７）。測距値が求まると、次に測距値選択処理を実行する（Ｓ５９）。測距値選択処理では、詳細は後述するが、求めた測距値の中から、近距離範囲内で最も信頼性の高い測距値を検出して選択する処理である。
【００２５】
測距値選択処理（Ｓ５９）を実行した結果、近距離範囲内で最も信頼性の高い測距値を選択できたときは、測距エラーフラグをクリアし、選択した測距値からＬＬデータ（フォーカスモータ３０を駆動させるパルス数）を算出し、求めたＬＬデータに基づきフォーカスモータ３０を駆動させ、図示しないフォーカシングレンズを合焦位置まで移動させるレンズ駆動処理を実行してリターンする（Ｓ６１；Ｙ、Ｓ６３、Ｓ６５、Ｓ６７）。測距値を選択できなかったときは、測距エラーフラグをセットしてリターンする（Ｓ６１；Ｎ、Ｓ６９）。
【００２６】
Ｓ５９で実行される測距値選択処理について図１１に示されるフローチャート及び図６（ｂ）を参照してより詳細に説明する。この処理では、先ず求めた測距値から有効と判断する有効測距値を抽出し、次に求めた有効測距値の中から最近距離測距値を検出し、そして検出した最近距離測距値と所定の近距離範囲内に含まれる測距値の中で信頼性が最も高い測距値を選択する。
【００２７】
この処理に入ると、変数ｉ及び変数ｊに初期値０を設定して（Ｓ１０１）、有効測距値抽出ループ処理を実行する。ただし、変数ｉは、測距値レジスタＳＥにメモリされている測距値のアドレス番号で、変数ｊは有効測距値レジスタＳにメモリした測距値の総数である。
【００２８】
このループ処理に入ると先ず、測距値レジスタＳＥにメモリされているｉ番目の測距値ＳＥ［ｉ］が有効かどうかをチェックする（Ｓ１０３）。ＣＰＵ２１は、測距値を得た相関関数ｆ（Ｎ）の極小値が２つ以上存在する場合、極小値が所定値よりも大きい場合等に有効でないと判断する（図６参照）。測距値ＳＥ［ｉ］が有効であると判断したときは、有効測距値レジスタＳに測距値ＳＥ［ｉ］をメモリし、変数ｊに１加算して、Ｓ１０７に進む（Ｓ１０３；Ｙ、Ｓ１０５）。測距値ＳＥ［ｉ］を有効でないと判断したときは（Ｓ１０３；Ｎ）、Ｓ１０５をスキップしてＳ１０７に進む。そして、変数ｉに１加算して（Ｓ１０７）、変数ｉが変数ｋより小さいかどうかをチェックする（Ｓ１０９）。変数ｋは、測距エリアの総数である。なお、本実施形態では５個の測距エリアを有するので、変数ｋには、５がメモリされる。
変数ｉが変数ｋより小さいときは、次の測距値ＳＥ［ｉ］をチェックするために、Ｓ１０３へ戻り、上記処理を繰り返す（Ｓ１０９；Ｙ、Ｓ１０３）。
この処理により、求めた測距値の中から有効測距値のみを抽出できる。図６（ｂ）の場合では、測距値ＳＥ［０］〜ＳＥ［３］の４個が有効であると判断され、測距値ＳＥ［０］〜ＳＥ［３］は有効測距値Ｓ［０］〜Ｓ［３］としてメモリされる。また、このとき変数ｊには有効と判断された測距値の総数４がメモリされている。
【００２９】
変数ｉが変数ｋ以上になったとき、本実施形態では変数ｉが５になったときは、メモリされている全ての測距値について上記のチェックを行ったので、次に変数ｊが０であるかどうかをチェックする（Ｓ１０９；Ｎ、Ｓ１１１）。変数ｊが０であったときは（Ｓ１１１；Ｙ）、有効測距値レジスタＳにはなにもメモリされていないので、リターンする。この場合、リターン後にＳ６１でＥｆ測距値なしと判断される。変数ｊが０でなかったときは、次に変数ｊが１であるかどうかをチェックする（Ｓ１１１；Ｎ、Ｓ１１３）。変数ｊが１であったときは、有効測距値レジスタＳにメモリされているのは有効測距値Ｓ［０］だけなので、最近距離測距値ｓｄａｔａに有効測距値Ｓ［０］をメモリしてリターンする（Ｓ１１３；Ｙ、Ｓ１１５）。この場合、リターン後のＳ６１でＥｆ測距値ありと判断される。
【００３０】
変数ｊが１でなかったときは（Ｓ１１３；Ｎ）、有効測距値レジスタＳにメモリした測距値ＳＥ［ｉ］が２つ以上あるので、その中から最も近距離側の測距値；最近距離測距値ｓｄａｔａを選択するため、最近距離測距値ｓｄａｔａに先ず有効測距値Ｓ［０］をメモリし、変数ｈに１を設定し、変数ｄｉｒに０を設定して（Ｓ１１７）、最近距離測距値検出ループ処理を実行する。ただし、変数ｈは有効測距値レジスタＳのアドレス番号、変数ｄｉｒは最近距離測距値ｓｄａｔａにメモリした有効測距値Ｓ［ｈ］のアドレス番号であり、変数ｊは有効測距値レジスタＳにメモリされている測距値の総数である。なお本実施形態では、ラインセンサ３６ｂ上の像間隔を測距値として検出しているため、近距離側の測距値ほど大きな値をとる。
【００３１】
このループ処理に入ると先ず、最近距離測距値ｓｄａｔａの値が有効測距値レジスタＳのアドレス番号ｈにメモリされている有効測距値Ｓ［ｈ］の値より小さいかどうかをチェックする（Ｓ１１９）。最近距離測距値ｓｄａｔａが有効測距値Ｓ［ｈ］より小さいときは（Ｓ１１９；Ｙ）、より近距離側の測距値を検出するため最近距離測距値ｓｄａｔａに有効測距値Ｓ［ｈ］を上書きし、最近距離測距値ｓｄａｔａにメモリしてある有効測距値Ｓ［ｈ］を識別できるように変数ｄｉｒにこのときの変数ｈをメモリして（Ｓ１２１）、Ｓ１２３へ進む。最近距離測距値ｓｄａｔａが有効測距値Ｓ［ｈ］以上であるときは（Ｓ１１９；Ｎ）、最近距離測距値ｓｄａｔａのほうが近距離側なので、Ｓ１２１をスキップしてＳ１２３へ進む。
そして、変数ｈに１加算し（Ｓ１２３）、変数ｈが変数ｊより小さいかどうかをチェックする（Ｓ１２５）。変数ｈが変数ｊよりも小さいときは、Ｓ１１９のチェックを実行していない有効測距値Ｓ［ｈ］があるので、Ｓ１１９に戻る（Ｓ１２５；Ｙ）。
この処理により、最も値の大きい有効測距値を最近距離測距値ｓｄａｔａとして最終的に検出することができる。図６（ｂ）の場合では、有効測距値Ｓ［２］（測距値ＳＥ［２］）が最近距離測距値ｓｄａｔａとしてメモリされ、変数ｄｉｒにはこのアドレス番号２がメモリされる。
【００３２】
そして変数ｈが変数ｊ以上となったときは、変数ｈを０にセットしなおし、近距離範囲設定処理を実行する（Ｓ１２５；Ｎ、Ｓ１２７、Ｓ１２９）。近距離範囲設定処理は、図１２に示すように、最近距離測距値ｓｄａｔａの値の大きさ、すなわち被写体の距離に応じて近距離範囲を規制する所定値Ｌを設定して、近距離範囲が広くなり過ぎないように制限する処理である。なお、本実施形態では最近距離測距値ｓｄａｔａを３つの距離範囲に分割し、近距離側の範囲に含まれる測距値ほど所定値Ｌが大きい値をとるように設定してある。図１２では、最近距離測距値ｓｄａｔａの距離範囲を設定する定数Ａ、Ｂ、所定値Ｌを設定する定数ａ、ｂ、ｃの大小関係をＡ＜Ｂ、０＜ａ＜ｂ＜ｃとしている。
【００３３】
この処理に入ると先ず、最近距離測距値ｓｄａｔａの値が定数Ａより小さいかどうかをチェックする（Ｓ２０１）。最近距離測距値ｓｄａｔａが定数Ａより小さいときは、最近距離測距値ｓｄａｔａがやや遠距離側なので、所定値Ｌに１番小さい定数ａを設定してリターンする（Ｓ２０１；Ｙ、Ｓ２０３）。最近距離測距値ｓｄａｔａが定数Ａ以上であるときは、次に定数Ｂより小さいかどうかをチェックする（Ｓ２０５）。最近距離測距値ｓｄａｔａが定数Ｂより小さいときは、最近距離測距値ｓｄａｔａが比較的近距離側なので、所定値Ｌに定数ｂを設定してリターンする（Ｓ２０５；Ｙ、Ｓ２０７）。最近距離測距値ｓｄａｔａが定数Ｂ以上であるときは、最近距離測距値ｓｄａｔａはより近距離側なので、所定値Ｌに１番大きい定数ｃを設定してリターンする（Ｓ２０５；Ｎ、Ｓ２０９）。
【００３４】
そして、Ｅｆ測距値検出ループ処理に入ると、先ず、変数ｄｉｒと変数ｈが一致しているかどうかをチェックする（Ｓ１３１）。変数ｄｉｒと変数ｈが一致しているときは、最近距離測距値ｓｄａｔａとしてメモリされている有効測距値とＳ１３３またはＳ１３７で比較する有効測距値Ｓ［ｈ］が同じなので、Ｓ１３３〜Ｓ１３９をスキップしてＳ１４１に進む（Ｓ１３１；Ｙ）。変数ｄｉｒと変数ｈが一致していないときは（Ｓ１３１；Ｎ）、最近距離測距値ｓｄａｔａと有効測距値Ｓ［ｈ］の差がＳ１２９で設定した所定値Ｌよりも小さいかどうかをチェックする（Ｓ１３３）。最近距離測距値ｓｄａｔａと有効測距値Ｓ［ｈ］の差が所定値Ｌ以上であったときは（Ｓ１３３；Ｎ）、有効測距値Ｓ［ｈ］は近距離範囲内に含まれていないので、Ｓ１３５〜Ｓ１３９をスキップしてそのままＳ１４１に進む。最近距離測距値ｓｄａｔａと有効測距値Ｓ［ｈ］の差が所定値Ｌより小さいときは（Ｓ１３３；Ｙ）、有効測距値Ｓ［ｈ］は近距離範囲内に含まれているので、次に最近距離測距値ｓｄａｔａと有効測距値Ｓ［ｈ］の信頼性の高さを判断するため、信頼性演算処理を実行する（Ｓ１３５）。
【００３５】
信頼性演算処理では、図１３に示すように、最近距離測距値ｓｄａｔａを得た測距エリアの相関関数ｆｓ（Ｎ）において、相関関数ｆｓ（Ｎ）の傾きＤｓ１，Ｄｓ２の平均値ｄｓを求める（Ｓ３０１）。また、有効測距値Ｓ［ｈ］を得た測距エリアの相関関数ｆｈ（Ｎ）において、相関関数ｆｈ（Ｎ）の傾きＤｈ１，Ｄｈ２の平均値ｄｈを求める（Ｓ３０２）（図８参照）。なお、相関関数ｆｓ（Ｎ）またはｆｈ（Ｎ）の傾きの平均値ｄｓまたはｄｈは、その値が大きいほど、信頼性が高いということができる。
【００３６】
そして、有効測距値Ｓ［ｈ］の信頼性ｄｈが最近距離測距値ｓｄａｔａの信頼性ｄｓより高いかどうかをチェックする（Ｓ１３７）。有効測距値Ｓ［ｈ］の信頼性ｄｈが最近距離測距値ｓｄａｔａの信頼性ｄｓよりも高かったときは、より信頼性の高い測距値を得るため、最近距離測距値ｓｄａｔａに有効測距値Ｓ［ｈ］を上書きしてＳ１４１に進む（Ｓ１３７；Ｙ、Ｓ１３９）。有効測距値Ｓ［ｈ］の信頼性ｄｈが最近距離測距値ｓｄａｔａの信頼性ｄｓ以下であったときは、Ｓ１３９をスキップしてそのままＳ１４１に進む（Ｓ１３７；Ｎ）。
【００３７】
そして、変数ｈに１加算し（Ｓ１４１）、変数ｈが変数ｊより小さいかどうかをチェックする（Ｓ１４３）。変数ｈが変数ｊより小さいときは、Ｓ１３３またはＳ１３７のチェックを実行していない有効測距値Ｓ［ｈ］があるので、Ｓ１２９へ戻り、上記の処理を繰り返す（Ｓ１４３；Ｙ、Ｓ１２９）。そして、変数ｈが変数ｊ以上となったときは、リターンする（Ｓ１４３；Ｎ）。この場合、リターン後のＳ６１でＥｆ測距値ありと判断される。
図６（ｂ）の場合では、近距離範囲内に最近距離測距値ｓｄａｔａ（測距値ＳＥ［２］）のほかに有効測距値Ｓ［１］（測距値ＳＥ［１］）が含まれるので、より信頼性の高い有効測距値Ｓ［１］が最近距離測距値ｓｄａｔａとして上書きメモリされ、この有効測距値Ｓ［１］が最終的に選択される。
【００３８】
以上のように、本実施形態では、最近距離測距値ｓｄａｔａ及び最近距離測距値ｓｄａｔａとのラインセンサ３６ｂ上の間隔が所定値Ｌよりも小さい近距離範囲内に含まれる測距値の中から、最も信頼性の高い測距値を選択するので、測距精度を向上させることができる。
なお、以上では、本発明をレンズシャッタ式カメラに適用した形態について説明したが、本発明はこれに限定されないのは勿論であり、一眼レフカメラ等にも適用可能である。
【００３９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなとおり、本発明は、有効と判断した測距値の中で最至近距離の測距値及び該最至近距離から所定の範囲内にある測距値の中から、最も信頼性の高い測距値を択一的に選択するので、測距精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明を適用したレンズシャッタ式カメラの正面図を示す図である。
【図２】 同レンズシャッタ式カメラの上面図を示す図である。
【図３】 同レンズシャッタ式カメラの背面図を示す図である。
【図４】 同レンズシャッタ式カメラの制御系の主要構成の一実施の形態をブロックで示す図である。
【図５】 同レンズシャッタ式カメラの測距センサの概要を示す図である。
【図６】 同レンズシャッタ式カメラの測距処理により測距値を選択する概要を示す図である。
【図７】 測距エリアとラインセンサ上の受光領域との関係を示す図である。
【図８】 相関関数ｆ（Ｎ）から補間計算により極小値を求める概要を示す図である。
【図９】 同レンズシャッタ式カメラの撮影処理に関するフローチャートを示す図である。
【図１０】 同レンズシャッタ式カメラの測距処理に関するフローチャートを示す図である。
【図１１】 同レンズシャッタ式カメラの測距値選択処理に関するフローチャートの一部を示す図である。
【図１２】 同レンズシャッタ式カメラの近距離範囲設定処理に関するフローチャートを示す図である。
【図１３】 同レンズシャッタ式カメラの信頼性演算処理に関するフローチャートを示す図である。
【符号の説明】
１ カメラボディ
２ ズームレンズ
９ レリーズボタン
２１ ＣＰＵ
２５ 絞り制御回路
２９ ズームレンズ駆動回路
３１ フォーカス駆動回路
３５ 測距回路
３６ 測距センサ
３６ａ セパレータレンズ
３６ｂ ラインセンサ
３７ 測光回路
【発明の技術分野】
本発明は、複数の測距エリアについて測距可能な測距装置に関する。
【０００２】
【従来技術およびその問題点】
近年では、複数の測距エリアについて測距可能な測距装置が種々開発されており、このような測距装置を備えたカメラでは、複数の測距エリアから自動的または手動で選択した測距エリアの測距値に基づいて被写体に合焦させ撮影を行っている。使用者がカメラに測距エリアを自動的に選択させるときには、測距エリア内に存在する被写体の中で使用者の所望する被写体が最もカメラの近くに存在していることを前提として、求めた測距値の有効性を判断し、有効な測距値の中で最も近距離側の測距値を選択させているものもある。しかし、測距値の信頼性を考慮することなく最も近距離側の測距値を選択していた従来構成では、所望する被写体からピントがずれてしまうことがあった。
【０００３】
【発明の目的】
本発明は、測距精度を向上させることができる測距装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【発明の概要】
上記問題点を解決するために、本発明は、複数の測距エリアについて測距値する測距手段と、前記測距手段が測距した測距値の有効性を判断し、有効と判断した測距値の信頼性を求める信頼性測定手段と、該信頼性測定手段が有効と判断した測距値の中で最至近距離の測距値及び該最至近距離から所定の範囲内にある測距値の中から、最も信頼性の高い測距値を択一的に選択する選択手段とを有することに特徴を有する。
また、本発明は、前記所定値を前記最至近距離の測距値の被写体の距離に応じて変更する構成とすることもできる。
前記測距手段は、前記複数の測距エリア内の被写体の像をそれぞれ一対のラインセンサの対応する受光領域に投影して該各一対の受光領域から画素単位で出力するセンサ手段と、前記一対の受光領域の一方の受光領域から出力された信号と他方の受光領域から出力された信号の画素毎の差分の絶対値の総和を求める演算を、前記一方の受光領域から出力された信号を基準として他方の受光領域から出力された信号を画素単位でずらしながら実行して、該ずらし量と前記総和に関する相関関数を求め、さらに該相関関数の値が画素単位で最小となる第１の値と２番目に小さい第２の値を求め、該第１の値と該第２の値を挟む第３の値と第４の値を求め、該第１の値及び該第１の値に近い第３の値を通る第１の直線と該第２の値及び該第２の値に近い第４の値を通る第２の直線の交点を求め、該交点に対応するずらし量から前記各測距エリア内の被写体の像の間隔を求め、該像の間隔に基づいて被写体の距離を演算する演算手段とを備えていることが望ましく、また前記信頼性測定手段は、前記演算手段が前記測距値を検出するために設定した２直線の傾きの急峻度を求め、該急峻度に基づいて信頼性を判断することが望ましい。なお、２直線の傾きの急峻度とは、言い替えれば、前記演算手段が前記像の間隔を検出するために設定した２直線のなす角度の小ささのことで、該角度が小さい程急峻であり、前記信頼性測定手段は、２直線の傾きの平均値が急峻であるほど信頼性が高いと判断する。
上記の構成によれば、より信頼性の高い測距値を得ることができ、測距精度の向上を図ることができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下図面に基づいて本発明を説明する。図１〜図３は、本発明を適用したレンズシャッタ式カメラの一実施の形態を示す外観図である。このレンズシャッタ式カメラのカメラボディ１は、図１に示すように、正面にズームレンズ２を備え、その上方には、ＡＦ用補助投光窓３、パッシブＡＦ受光窓４、ファインダ窓５、測光窓６を備えている。なお、これらの窓３〜６の後方カメラボディ１内には、図示しないが公知のように、ＡＦ用補助光源、測距センサ、ファインダ光学系、測光センサがそれぞれ配置されている。
【０００６】
カメラボディ１の上飾り板７には、レリーズボタン８が設けられている。レリーズボタン８は、測光スイッチＳＷＳ及びレリーズスイッチＳＷＲと連動していて、半押しで測光スイッチＳＷＳがオンし、全押しでレリーズスイッチＳＷＲがオンする。カメラボディ１の背面には、その中央部に電源をオン／オフするメインスイッチレバー１０が設けられ、その上部にテレ側またはワイド側に倒すとズームレンズ２をテレ方向またはワイド方向にズーミングできるズームレンズレバー９が設けられている。このズームレンズレバー９は、テレスイッチＳＷＴ及びワイドスイッチＳＷＷと連動していて、ズームレンズレバー９がテレ側に倒されるとテレスイッチＳＷＴがオンし、ワイド側に倒されるとワイドスイッチＳＷＷがオンする。また、カメラボディ１の背面の接眼窓１２近傍には点灯または点滅により測距結果を報知する緑ランプ１１が設けられている。
【０００７】
次に、カメラボディ１の制御系の構成について、図４に示したブロック図を参照してより詳細に説明する。ＣＰＵ２１は、カメラの機能に関するプログラム等が書き込まれたＲＯＭ及び制御用または演算用の各種パラメータなどを一時的に記憶するＲＡＭを内蔵しており、カメラボディ１の動作を総括的に制御する制御手段として機能するほかに、信頼性測定手段、選択手段、変更手段としての機能も有する。
【０００８】
ＣＰＵ２１には、スイッチ類として、メインスイッチレバー１０に連動するメインスイッチＳＷＭ、ズームレンズレバー９に連動するテレスイッチＳＷＴ及びワイドスイッチＳＷＷ、レリーズボタン８に連動する測光スイッチＳＷＳ及びレリーズスイッチＳＷＲが接続されている。
メインスイッチレバー１０がオン操作されてメインスイッチＳＷＭがオンすると、ＣＰＵ２１は、電池２３を電源として、各入出力ポートに接続されている周辺回路に電力供給を開始し、操作されたスイッチに応じた処理を実行する。
ズームレバー９に連動するテレスイッチＳＷＴまたはワイドスイッチＳＷＷがオンすると、ＣＰＵ２１はズームレンズ駆動回路２９を介してズームモータ３０を駆動させ、ズームレンズ２をテレズームまたはワイドズームさせる。ズームモータ３０は、電源オフ時にはズームレンズ２のレンズ鏡筒がカメラボディ１の外観内に収まる収納位置まで駆動し、電源オン時にはズームレンズ２がワイド端位置に移動するまで駆動する。ズームレンズ２の焦点距離は、ズームコード入力回路４３によって検知される。
【０００９】
レリーズボタン８が半押しされて測光スイッチＳＷＳがオンすると、先ず、ＣＰＵ２１は測光回路３７を介して被写体輝度を求める。測光回路３７は、図示しない測光センサを備えていて、測光窓６から入射した被写体光を測光センサで受光し、被写体輝度に応じた測光信号をＣＰＵ２１に出力する回路である。
ＣＰＵ２１は、求めた被写体輝度及びＤＸコード入力回路４５を介して入力したＩＳＯ感度などに基づいて適正シャッタ速度及び適正絞り値を演算する。ＤＸコード入力回路４５は、カメラボディ１に装填されたフィルムのパトローネに書き込まれたＤＸコードを読み込み、ＩＳＯ感度、撮影枚数などの情報をＣＰＵ２１に出力する回路である。
【００１０】
そして、ＣＰＵ２１は、測距回路３５から測距データを入力し、入力した測距データに基づいて測距演算を実行して測距値を求め、後述する所定条件を満たす測距値を選択できたときは、フォーカスモータ３２のフォーカシングレンズ駆動量を算出し、フォーカス駆動回路３１を介して駆動するとともに、緑ランプ１１を点灯させる。所定条件を満たす測距値を選択できなかったときは、緑ランプ１１を点滅させて測距エラーを報知し、使用者に注意を促す。
【００１１】
測距回路３５は、各測距エリアに含まれる被写体の焦点状態を検出する回路であり、被写体光束を受光し電気的な測距データに変換して出力する測距センサ３６を有している。この測距センサ３６は、図５に示すように、被写体光束を一対のセパレータレンズ（結像レンズ）３６ａによって分割して、Ａセンサ及びＢセンサからなる一対のラインセンサ３６ｂ上で受光する。一対のセパレータレンズ３６ａは、被写体距離に応じた間隔で一対の被写体像をラインセンサ３６ｂ上に形成し、ラインセンサ３６ｂは、詳細は図示しないが、多数の光電変換素子（受光素子）を有し、各光電変換素子が被写体光束を受光して光電変換し、光電変換した電荷を積分（蓄積）して、積分した電荷を画素単位の信号（測距データ）として順番に出力する。また、測距回路３５は、被写体輝度に応じてラインセンサ３６ｂの積分時間をコントロールするモニタセンサ（図示せず）を備えている。ＣＰＵ２１は、モニタセンサの出力を検知して、ラインセンサ３６ｂの積分時間、つまり積分終了をコントロールする。
本実施形態では、撮影画面に対応させて５個の測距エリアＥ［０］〜Ｅ［４］を設定してある。ＣＰＵ２１は、各測距エリア内Ｅ［０］〜Ｅ［４］の被写体の像が形成される一対のラインセンサ３６ａ、３６ｂの各受光領域ｅ［０］〜ｅ［４］から出力される測距データに基づいて被写体像の間隔を求め、さらに被写体の距離を求めている。図７に、５個の測距エリアＥ［０］〜Ｅ［４］と一方のラインセンサの受光領域ｅ［０］〜ｅ［４］との関係を示した。
【００１２】
ＡＦ補助投光回路３９は、被写体輝度が低いとき、または被写体のコントラストが低いとＣＰＵ２１が判断したときに、ＣＰＵ２１の制御下で被写体に向けてコントラストパターンを照射する回路である。
【００１３】
レリーズボタン８が全押しされてレリーズスイッチＳＷＲがオンすると、ＣＰＵ２１は、算出した適正絞り値に基づいて絞り制御回路２５を作動させてズームレンズ２の絞りを絞り込み、シャッタ速度に基づいてシャッタ制御回路３３を介してシャッタモータ３４を駆動させて露出する。露出が終了すると、ＣＰＵ２１はフィルム給送信号入力回路４１によりフィルム給送信号を入力し、フィルム給送回路２７を介してフィルム給送モータ２８を作動させてフィルムを１コマ分巻き上げるが、フィルム残量がないときは、フィルム給送回路２７を介してフィルム給送モータ２８を作動させてフィルムの巻戻しを行う。
【００１４】
以上は、本カメラの主要部材であるが、本カメラは、セルフタイマ動作を表示するセルフランプ、ＣＰＵ２１の制御下でストロボを発光させるストロボ装置、各種情報を表示するＬＣＤ表示パネルなど、公知の部材を備えている。
【００１５】
図６には、ＣＰＵ２１が測距処理で測距値を選択する概要を示してある。図において、縦軸は測距値の信頼度を、横軸は被写体の距離を表している。ＣＰＵ２１は、各測距エリアＥ［０］〜Ｅ［４］の各測距データに基づき測距演算を実行して測距値ＳＥ［０］〜ＳＥ［４］を求めるとともに、その有効性及び信頼性を判断する。有効性及び信頼性の判断についての詳細は後述するが、図６では、ＣＰＵ２１が信頼性なしと判断する信頼性のデフォルト範囲を斜線部で表してあり、求めた測距値ＳＥ［０］〜ＳＥ［４］を丸印で表してある。
【００１６】
次にＣＰＵ２１は、最も近距離側の測距値（以下、「最近距離測距値」という。）を検出する。本実施形態では、各測距エリアに対応する受光領域上に結像した被写体像の像間隔を検出し、その像間隔を測距値としている。したがって、測距値は、近距離側ほど大きな値になるので、ＣＰＵ２１は最も値の大きい測距値を最近距離測距値として検出する。図６では、測距値ＳＥ［２］が最近距離測距値として検出される。最近距離測距値を検出すると、次にＣＰＵ２１は、最近距離測距値が得られた被写体よりも遠方に位置する被写体の測距値であるが、その差が所定値Ｌよりも小さい範囲（以下、「近距離範囲」という。）に含まれる測距値を検出する。図６では、近距離範囲は網掛部で示される。
【００１７】
そしてＣＰＵ２１は、この近距離範囲内で最も信頼性が高い測距値を選択する。図６（ａ）では、近距離範囲内に測距値ＳＥ［２］しか含まれないので測距値ＳＥ［２］（図中；黒丸）を選択する。図６（ｂ）では、近距離範囲内に測距値ＳＥ［２］と測距値ＳＥ［１］の２点が含まれる。この場合、測距値ＳＥ［２］は最近測距値ではあるが、より信頼性の高い測距値ＳＥ［１］（図中；黒丸）を選択する。被写体が複数存在する場合に、使用者の所望する被写体が必ずしもカメラに対して最も近距離側に位置しているとは限らないので、近距離側で最も信頼性の高い測距値を選択し、測距精度を向上させるためである。なお、所定値Ｌを一定とすると、最近距離測距値が小さい場合、つまり被写体の距離が遠い場合には、近距離範囲が広くなり過ぎる。これを防ぐため、本実施形態では、最近距離測距値の被写体の距離に応じて所定値Ｌを変更する構成とし、近距離範囲を制限している。
【００１８】
次に、測距演算及び測距値の有効性・信頼性の判断について説明する。ＣＰＵ２１は、先ず、一対の測距データに基づいて相関関数ｆ（Ｎ）を求める。相関関数ｆ（Ｎ）は、ラインセンサ３６ｂのＡセンサデータとＢセンサデータを重ね合わせて各画素データ毎の差分の絶対値の総和（これを「相関値」という。）を求める演算を、Ａセンサデータを基準としてＢセンサデータを１画素分ずつずらしながら実行することにより得られる関数であり、このずらし量と相関値に関する関数である。ＣＰＵ２１は、この相関関数ｆ（Ｎ）の極小値を検出し、この極小値をとるときのＡセンサデータに対するＢセンサデータのずらし量、即ち像間隔を測距値として検出する。なお、この相関関数ｆ（Ｎ）からはラインセンサ３６ｂの光電変換素子単位でしか相関値を求めることができないため、通常は、さらに、得られた相関関数ｆ（Ｎ）に基づいて補間計算を実行し、より精度の高い極小値を求める。図８には、相関関数ｆ（Ｎ）から補間計算により極小値を求める概要を示してある。補間計算では、光電変換素子単位で相関値が最小となる第１の点（ｘ１，ｙ１）と相関値が２番目に小さい第２の点（ｘ２，ｙ２）の２点を求め、さらに、求めた２点（ｘ１，ｙ１）、（ｘ２，ｙ２）を挟む第３の点（ｘ０，ｙ０）と第４の点（ｘ３，ｙ３）を求め、この合計４点を使って、極小値を求める。即ち、第１の点（ｘ１，ｙ１）及びこの第１の点（ｘ１，ｙ１）に近い第３の点（ｘ０，ｙ０）を通る第１の直線と第２の点（ｘ２，ｙ２）及びこの第２の点に近い第４の点（ｘ３，ｙ３）を通る第２の直線の交点（ｘ，ｙ）を求め、この交点のＸ座標を像間隔、即ち測距値として求めている。また、補間計算では、この２直線の傾きＤ１、Ｄ２を求めている。
なお、図において、Ｘ座標はＡセンサデータとＢセンサデータのずらし量（間隔）、Ｙ座標は差分の絶対値の総和（相関値）を示している。
【００１９】
測距値が求められると、ＣＰＵ２１は、先ず、各測距値の有効性を判断する。測距値が有効であるか否かは、相関関数ｆ（Ｎ）の極小値の数、相関関数ｆ（Ｎ）の極小値の大きさに基づいて判断される。ＣＰＵ２１が有効でないと判断する場合としては、例えば、相関関数ｆ（Ｎ）の極小値が２つ以上存在する場合や極小値の値が予め設定されている所定値よりも大きかった場合等である。
次に、ＣＰＵ２１は、有効と判断した各測距値の信頼性を判断する。測距値の信頼性の高さは、補間計算（図８）で求めた２直線の傾きの絶対値（以下、「相関関数ｆ（Ｎ）の傾き」という。）Ｄ１、Ｄ２に基づいて判断される。相関関数ｆ（Ｎ）の傾きＤ１、Ｄ２は以下により求められる。
Ｄ１＝｜（ｙ１−ｙ０）／（ｘ１−ｘ０）｜
Ｄ２＝｜（ｙ３−ｙ２）／（ｘ３−ｘ２）｜
ＣＰＵ２１は、この傾きＤ１、Ｄ２を平均した値が大きいほど測距値の信頼性は高いと判断する。
なお、信頼性の判断は、求めた極小値の大小比較などに行っても良いが、本実施形態のように相関関数ｆ（Ｎ）の傾きの急峻度に基づいて判断したほうが検出精度の点で優れており、望ましい。
【００２０】
次に、カメラボディ１の動作について、図９〜図１５に示したフローチャートを参照してより詳細に説明する。図９は、撮影処理に関するフローチャートであり、この処理は測光スイッチＳＷＳがオンされたときに実行される。
この処理に入ると先ず、測光処理を実行して被写体輝度を求め、測距処理を実行して測距値を求める（Ｓ１１、Ｓ１３）。測距処理は、詳細は後述するが、各測距エリアの測距データから測距値を演算し、各測距値から所定条件を満たす測距値を選択し、選択した測距値に基づいて図示しないフォーカシングレンズを移動させる処理である。
【００２１】
測距処理後、測距エラーフラグがセットされているかどうかをチェックする（Ｓ１５）。測距エラーフラグがセットされているとき、つまり測距処理で所定条件を満たす測距値を選択できなかったときは、使用者に注意を促すため緑ランプ１１を点滅し、ＡＥ演算処理を実行して適正シャッタ速度及び絞り値を設定する（Ｓ１５；Ｙ、Ｓ１９、Ｓ２１）。測距エラーフラグがクリアされているときは、緑ランプ１１を点灯してＡＥ演算処理を実行する（Ｓ１５；Ｎ、Ｓ１７、Ｓ２１）。
【００２２】
そして、測光スイッチＳＷＳがオンしているかどうかをチェックする（Ｓ２３）。測光スイッチＳＷＳがオンしていないときは、そのままリターンする（Ｓ２３；Ｎ）。測光スイッチＳＷＳがオンしているときは、レリーズスイッチＳＷＲがオンしているかどうかをチェックする（Ｓ２３；Ｙ、Ｓ２５）。レリーズスイッチＳＷＲがオンしていないときは、Ｓ２３へ戻り、レリーズ指令待機状態となる（Ｓ２５；Ｎ、Ｓ２３）。レリーズスイッチＳＷＲがオンしているときは、緑ランプ１１を消灯し、算出した適正絞り値に基づいて絞り制御回路２５を作動させてズームレンズ２の絞りを絞り込み、適正シャッタ速度に基づいてシャッタ制御回路３３を介してシャッタモータ３４を駆動させて露出する露出制御処理を実行する（Ｓ２５；Ｙ、Ｓ２７、Ｓ２９）。露出制御処理終了後は、フィルム給送回路２７を介してフィルム給送モータ２８を作動させてフィルムを１コマ分巻き上げるが、フィルム残量がない場合は、フィルムをすべて巻戻しリターンする（Ｓ３１）。
【００２３】
Ｓ１３で実行される測距処理について図１０に示されるフローチャートを参照してより詳細に説明する。この処理に入ると先ず、Ｓ１１で求めた被写体輝度が所定値以上かどうかをチェックする（Ｓ５１）。被写体輝度が所定値よりも低かったときは、ＡＦ用補助投光装置３９を介して補助光を所定間隔で所定時間発光させて（Ｓ５１；Ｙ、Ｓ５３）、被写体輝度が所定値以上であったときは補助光を発光させずに（Ｓ５１；Ｎ）、ラインセンサ３６ｂのＡセンサ及びＢセンサが被写体光を受光し光電変換して積分した積分値を、Ａセンサデータ及びＢセンサデータとして入力する（Ｓ５５）。
【００２４】
ＣＰＵ２１は、入力したＡセンサデータ及びＢセンサデータに基づき相関関数ｆ（Ｎ）を算出して測距値を求める測距演算を実行する（Ｓ５７）。測距値が求まると、次に測距値選択処理を実行する（Ｓ５９）。測距値選択処理では、詳細は後述するが、求めた測距値の中から、近距離範囲内で最も信頼性の高い測距値を検出して選択する処理である。
【００２５】
測距値選択処理（Ｓ５９）を実行した結果、近距離範囲内で最も信頼性の高い測距値を選択できたときは、測距エラーフラグをクリアし、選択した測距値からＬＬデータ（フォーカスモータ３０を駆動させるパルス数）を算出し、求めたＬＬデータに基づきフォーカスモータ３０を駆動させ、図示しないフォーカシングレンズを合焦位置まで移動させるレンズ駆動処理を実行してリターンする（Ｓ６１；Ｙ、Ｓ６３、Ｓ６５、Ｓ６７）。測距値を選択できなかったときは、測距エラーフラグをセットしてリターンする（Ｓ６１；Ｎ、Ｓ６９）。
【００２６】
Ｓ５９で実行される測距値選択処理について図１１に示されるフローチャート及び図６（ｂ）を参照してより詳細に説明する。この処理では、先ず求めた測距値から有効と判断する有効測距値を抽出し、次に求めた有効測距値の中から最近距離測距値を検出し、そして検出した最近距離測距値と所定の近距離範囲内に含まれる測距値の中で信頼性が最も高い測距値を選択する。
【００２７】
この処理に入ると、変数ｉ及び変数ｊに初期値０を設定して（Ｓ１０１）、有効測距値抽出ループ処理を実行する。ただし、変数ｉは、測距値レジスタＳＥにメモリされている測距値のアドレス番号で、変数ｊは有効測距値レジスタＳにメモリした測距値の総数である。
【００２８】
このループ処理に入ると先ず、測距値レジスタＳＥにメモリされているｉ番目の測距値ＳＥ［ｉ］が有効かどうかをチェックする（Ｓ１０３）。ＣＰＵ２１は、測距値を得た相関関数ｆ（Ｎ）の極小値が２つ以上存在する場合、極小値が所定値よりも大きい場合等に有効でないと判断する（図６参照）。測距値ＳＥ［ｉ］が有効であると判断したときは、有効測距値レジスタＳに測距値ＳＥ［ｉ］をメモリし、変数ｊに１加算して、Ｓ１０７に進む（Ｓ１０３；Ｙ、Ｓ１０５）。測距値ＳＥ［ｉ］を有効でないと判断したときは（Ｓ１０３；Ｎ）、Ｓ１０５をスキップしてＳ１０７に進む。そして、変数ｉに１加算して（Ｓ１０７）、変数ｉが変数ｋより小さいかどうかをチェックする（Ｓ１０９）。変数ｋは、測距エリアの総数である。なお、本実施形態では５個の測距エリアを有するので、変数ｋには、５がメモリされる。
変数ｉが変数ｋより小さいときは、次の測距値ＳＥ［ｉ］をチェックするために、Ｓ１０３へ戻り、上記処理を繰り返す（Ｓ１０９；Ｙ、Ｓ１０３）。
この処理により、求めた測距値の中から有効測距値のみを抽出できる。図６（ｂ）の場合では、測距値ＳＥ［０］〜ＳＥ［３］の４個が有効であると判断され、測距値ＳＥ［０］〜ＳＥ［３］は有効測距値Ｓ［０］〜Ｓ［３］としてメモリされる。また、このとき変数ｊには有効と判断された測距値の総数４がメモリされている。
【００２９】
変数ｉが変数ｋ以上になったとき、本実施形態では変数ｉが５になったときは、メモリされている全ての測距値について上記のチェックを行ったので、次に変数ｊが０であるかどうかをチェックする（Ｓ１０９；Ｎ、Ｓ１１１）。変数ｊが０であったときは（Ｓ１１１；Ｙ）、有効測距値レジスタＳにはなにもメモリされていないので、リターンする。この場合、リターン後にＳ６１でＥｆ測距値なしと判断される。変数ｊが０でなかったときは、次に変数ｊが１であるかどうかをチェックする（Ｓ１１１；Ｎ、Ｓ１１３）。変数ｊが１であったときは、有効測距値レジスタＳにメモリされているのは有効測距値Ｓ［０］だけなので、最近距離測距値ｓｄａｔａに有効測距値Ｓ［０］をメモリしてリターンする（Ｓ１１３；Ｙ、Ｓ１１５）。この場合、リターン後のＳ６１でＥｆ測距値ありと判断される。
【００３０】
変数ｊが１でなかったときは（Ｓ１１３；Ｎ）、有効測距値レジスタＳにメモリした測距値ＳＥ［ｉ］が２つ以上あるので、その中から最も近距離側の測距値；最近距離測距値ｓｄａｔａを選択するため、最近距離測距値ｓｄａｔａに先ず有効測距値Ｓ［０］をメモリし、変数ｈに１を設定し、変数ｄｉｒに０を設定して（Ｓ１１７）、最近距離測距値検出ループ処理を実行する。ただし、変数ｈは有効測距値レジスタＳのアドレス番号、変数ｄｉｒは最近距離測距値ｓｄａｔａにメモリした有効測距値Ｓ［ｈ］のアドレス番号であり、変数ｊは有効測距値レジスタＳにメモリされている測距値の総数である。なお本実施形態では、ラインセンサ３６ｂ上の像間隔を測距値として検出しているため、近距離側の測距値ほど大きな値をとる。
【００３１】
このループ処理に入ると先ず、最近距離測距値ｓｄａｔａの値が有効測距値レジスタＳのアドレス番号ｈにメモリされている有効測距値Ｓ［ｈ］の値より小さいかどうかをチェックする（Ｓ１１９）。最近距離測距値ｓｄａｔａが有効測距値Ｓ［ｈ］より小さいときは（Ｓ１１９；Ｙ）、より近距離側の測距値を検出するため最近距離測距値ｓｄａｔａに有効測距値Ｓ［ｈ］を上書きし、最近距離測距値ｓｄａｔａにメモリしてある有効測距値Ｓ［ｈ］を識別できるように変数ｄｉｒにこのときの変数ｈをメモリして（Ｓ１２１）、Ｓ１２３へ進む。最近距離測距値ｓｄａｔａが有効測距値Ｓ［ｈ］以上であるときは（Ｓ１１９；Ｎ）、最近距離測距値ｓｄａｔａのほうが近距離側なので、Ｓ１２１をスキップしてＳ１２３へ進む。
そして、変数ｈに１加算し（Ｓ１２３）、変数ｈが変数ｊより小さいかどうかをチェックする（Ｓ１２５）。変数ｈが変数ｊよりも小さいときは、Ｓ１１９のチェックを実行していない有効測距値Ｓ［ｈ］があるので、Ｓ１１９に戻る（Ｓ１２５；Ｙ）。
この処理により、最も値の大きい有効測距値を最近距離測距値ｓｄａｔａとして最終的に検出することができる。図６（ｂ）の場合では、有効測距値Ｓ［２］（測距値ＳＥ［２］）が最近距離測距値ｓｄａｔａとしてメモリされ、変数ｄｉｒにはこのアドレス番号２がメモリされる。
【００３２】
そして変数ｈが変数ｊ以上となったときは、変数ｈを０にセットしなおし、近距離範囲設定処理を実行する（Ｓ１２５；Ｎ、Ｓ１２７、Ｓ１２９）。近距離範囲設定処理は、図１２に示すように、最近距離測距値ｓｄａｔａの値の大きさ、すなわち被写体の距離に応じて近距離範囲を規制する所定値Ｌを設定して、近距離範囲が広くなり過ぎないように制限する処理である。なお、本実施形態では最近距離測距値ｓｄａｔａを３つの距離範囲に分割し、近距離側の範囲に含まれる測距値ほど所定値Ｌが大きい値をとるように設定してある。図１２では、最近距離測距値ｓｄａｔａの距離範囲を設定する定数Ａ、Ｂ、所定値Ｌを設定する定数ａ、ｂ、ｃの大小関係をＡ＜Ｂ、０＜ａ＜ｂ＜ｃとしている。
【００３３】
この処理に入ると先ず、最近距離測距値ｓｄａｔａの値が定数Ａより小さいかどうかをチェックする（Ｓ２０１）。最近距離測距値ｓｄａｔａが定数Ａより小さいときは、最近距離測距値ｓｄａｔａがやや遠距離側なので、所定値Ｌに１番小さい定数ａを設定してリターンする（Ｓ２０１；Ｙ、Ｓ２０３）。最近距離測距値ｓｄａｔａが定数Ａ以上であるときは、次に定数Ｂより小さいかどうかをチェックする（Ｓ２０５）。最近距離測距値ｓｄａｔａが定数Ｂより小さいときは、最近距離測距値ｓｄａｔａが比較的近距離側なので、所定値Ｌに定数ｂを設定してリターンする（Ｓ２０５；Ｙ、Ｓ２０７）。最近距離測距値ｓｄａｔａが定数Ｂ以上であるときは、最近距離測距値ｓｄａｔａはより近距離側なので、所定値Ｌに１番大きい定数ｃを設定してリターンする（Ｓ２０５；Ｎ、Ｓ２０９）。
【００３４】
そして、Ｅｆ測距値検出ループ処理に入ると、先ず、変数ｄｉｒと変数ｈが一致しているかどうかをチェックする（Ｓ１３１）。変数ｄｉｒと変数ｈが一致しているときは、最近距離測距値ｓｄａｔａとしてメモリされている有効測距値とＳ１３３またはＳ１３７で比較する有効測距値Ｓ［ｈ］が同じなので、Ｓ１３３〜Ｓ１３９をスキップしてＳ１４１に進む（Ｓ１３１；Ｙ）。変数ｄｉｒと変数ｈが一致していないときは（Ｓ１３１；Ｎ）、最近距離測距値ｓｄａｔａと有効測距値Ｓ［ｈ］の差がＳ１２９で設定した所定値Ｌよりも小さいかどうかをチェックする（Ｓ１３３）。最近距離測距値ｓｄａｔａと有効測距値Ｓ［ｈ］の差が所定値Ｌ以上であったときは（Ｓ１３３；Ｎ）、有効測距値Ｓ［ｈ］は近距離範囲内に含まれていないので、Ｓ１３５〜Ｓ１３９をスキップしてそのままＳ１４１に進む。最近距離測距値ｓｄａｔａと有効測距値Ｓ［ｈ］の差が所定値Ｌより小さいときは（Ｓ１３３；Ｙ）、有効測距値Ｓ［ｈ］は近距離範囲内に含まれているので、次に最近距離測距値ｓｄａｔａと有効測距値Ｓ［ｈ］の信頼性の高さを判断するため、信頼性演算処理を実行する（Ｓ１３５）。
【００３５】
信頼性演算処理では、図１３に示すように、最近距離測距値ｓｄａｔａを得た測距エリアの相関関数ｆｓ（Ｎ）において、相関関数ｆｓ（Ｎ）の傾きＤｓ１，Ｄｓ２の平均値ｄｓを求める（Ｓ３０１）。また、有効測距値Ｓ［ｈ］を得た測距エリアの相関関数ｆｈ（Ｎ）において、相関関数ｆｈ（Ｎ）の傾きＤｈ１，Ｄｈ２の平均値ｄｈを求める（Ｓ３０２）（図８参照）。なお、相関関数ｆｓ（Ｎ）またはｆｈ（Ｎ）の傾きの平均値ｄｓまたはｄｈは、その値が大きいほど、信頼性が高いということができる。
【００３６】
そして、有効測距値Ｓ［ｈ］の信頼性ｄｈが最近距離測距値ｓｄａｔａの信頼性ｄｓより高いかどうかをチェックする（Ｓ１３７）。有効測距値Ｓ［ｈ］の信頼性ｄｈが最近距離測距値ｓｄａｔａの信頼性ｄｓよりも高かったときは、より信頼性の高い測距値を得るため、最近距離測距値ｓｄａｔａに有効測距値Ｓ［ｈ］を上書きしてＳ１４１に進む（Ｓ１３７；Ｙ、Ｓ１３９）。有効測距値Ｓ［ｈ］の信頼性ｄｈが最近距離測距値ｓｄａｔａの信頼性ｄｓ以下であったときは、Ｓ１３９をスキップしてそのままＳ１４１に進む（Ｓ１３７；Ｎ）。
【００３７】
そして、変数ｈに１加算し（Ｓ１４１）、変数ｈが変数ｊより小さいかどうかをチェックする（Ｓ１４３）。変数ｈが変数ｊより小さいときは、Ｓ１３３またはＳ１３７のチェックを実行していない有効測距値Ｓ［ｈ］があるので、Ｓ１２９へ戻り、上記の処理を繰り返す（Ｓ１４３；Ｙ、Ｓ１２９）。そして、変数ｈが変数ｊ以上となったときは、リターンする（Ｓ１４３；Ｎ）。この場合、リターン後のＳ６１でＥｆ測距値ありと判断される。
図６（ｂ）の場合では、近距離範囲内に最近距離測距値ｓｄａｔａ（測距値ＳＥ［２］）のほかに有効測距値Ｓ［１］（測距値ＳＥ［１］）が含まれるので、より信頼性の高い有効測距値Ｓ［１］が最近距離測距値ｓｄａｔａとして上書きメモリされ、この有効測距値Ｓ［１］が最終的に選択される。
【００３８】
以上のように、本実施形態では、最近距離測距値ｓｄａｔａ及び最近距離測距値ｓｄａｔａとのラインセンサ３６ｂ上の間隔が所定値Ｌよりも小さい近距離範囲内に含まれる測距値の中から、最も信頼性の高い測距値を選択するので、測距精度を向上させることができる。
なお、以上では、本発明をレンズシャッタ式カメラに適用した形態について説明したが、本発明はこれに限定されないのは勿論であり、一眼レフカメラ等にも適用可能である。
【００３９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなとおり、本発明は、有効と判断した測距値の中で最至近距離の測距値及び該最至近距離から所定の範囲内にある測距値の中から、最も信頼性の高い測距値を択一的に選択するので、測距精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明を適用したレンズシャッタ式カメラの正面図を示す図である。
【図２】 同レンズシャッタ式カメラの上面図を示す図である。
【図３】 同レンズシャッタ式カメラの背面図を示す図である。
【図４】 同レンズシャッタ式カメラの制御系の主要構成の一実施の形態をブロックで示す図である。
【図５】 同レンズシャッタ式カメラの測距センサの概要を示す図である。
【図６】 同レンズシャッタ式カメラの測距処理により測距値を選択する概要を示す図である。
【図７】 測距エリアとラインセンサ上の受光領域との関係を示す図である。
【図８】 相関関数ｆ（Ｎ）から補間計算により極小値を求める概要を示す図である。
【図９】 同レンズシャッタ式カメラの撮影処理に関するフローチャートを示す図である。
【図１０】 同レンズシャッタ式カメラの測距処理に関するフローチャートを示す図である。
【図１１】 同レンズシャッタ式カメラの測距値選択処理に関するフローチャートの一部を示す図である。
【図１２】 同レンズシャッタ式カメラの近距離範囲設定処理に関するフローチャートを示す図である。
【図１３】 同レンズシャッタ式カメラの信頼性演算処理に関するフローチャートを示す図である。
【符号の説明】
１ カメラボディ
２ ズームレンズ
９ レリーズボタン
２１ ＣＰＵ
２５ 絞り制御回路
２９ ズームレンズ駆動回路
３１ フォーカス駆動回路
３５ 測距回路
３６ 測距センサ
３６ａ セパレータレンズ
３６ｂ ラインセンサ
３７ 測光回路
Claims (4)
- 複数の測距エリアについて測距する測距手段と、
該測距手段が測距した測距値の有効性を判断し、有効と判断した測距値の信頼性を求める信頼性測定手段と、
前記信頼性測定手段が有効と判断した測距値の中で最至近距離の測距値及び該最至近距離から所定の範囲内にある測距値の中から、最も信頼性の高い測距値を択一的に選択する選択手段と、
を有することを特徴とする測距装置。 - 請求項１記載の測距装置において、前記最至近距離の測距値の被写体の距離に応じて、前記所定値を変更する変更手段を有することを特徴とする測距装置。
- 請求項１または２記載の測距装置において、前記測距手段は、前記複数の測距エリア内の被写体の像をそれぞれ一対のラインセンサの対応する受光領域に投影して該各一対の受光領域から画素単位で出力するセンサ手段と、前記一対の受光領域の一方の受光領域から出力された信号と他方の受光領域から出力された信号の画素毎の差分の絶対値の総和を求める演算を、前記一方の受光領域から出力された信号を基準として他方の受光領域から出力された信号を画素単位でずらしながら実行して、該ずらし量と前記総和に関する相関関数を求め、さらに該相関関数の値が画素単位で最小となる第１の値と２番目に小さい第２の値を求め、該第１の値と該第２の値を挟む第３の値と第４の値を求め、該第１の値及び該第１の値に近い第３の値を通る第１の直線と該第２の値及び該第２の値に近い第４の値を通る第２の直線の交点を求め、該交点に対応するずらし量から前記各測距エリア内の被写体の像の間隔を求め、該像の間隔に基づいて被写体の距離を演算する演算手段とを備え、
前記信頼性測定手段は、前記第１の直線または前記第２の直線のうち少なくとも一方の直線の傾きの急峻度を求め、該急峻度に基づいて信頼性を求めることを特徴とする測距装置。 - 請求項３の測距装置において、前記信頼性測定手段は、前記第１の直線及び前記第２の直線の傾きの急峻度をそれぞれ求め、該急峻度の平均値に基づいて信頼性を求めることを特徴とする測距装置。
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