JPH0781857B2 - カメラの測距装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、カメラの測距装置に関するものである。

〔従来の技術〕

測距範囲を画面の中央部で横長にすることにより、プレ
フォーカスを不要にし、かつ構図を自由に決定すること
ができるようにした測距装置が、例えば特開昭59−1298
09号に記載されている。この測距装置は、撮影画面の中
央部を横長な帯状に投光する投光部と、この投光部から
投光された光束の幅に応じて横に長くした複数の受光素
子をライン状に配列してなるラインセンサーとを用いた
ものである。投光部は、横長な近赤外光を被写体に向け
て投光し、この被写体で反射されて戻ってきた近赤外光
をラインセンサーで受光する。このラインセンサーの出
力は、コンパレータからなる二値化回路に送られ、一定
なスレッシュホールドレベルと比較され、近赤外光があ
る程度入射している時には「１」となり、そうでない時
には「０」となる二値化信号が出力される。この二値化
信号は、論理回路に送られ、撮影距離が異なった被写体
が２個以上存在している場合には、最も近距離にある被
写体の二値化信号が取り出され、この二値化信号が出力
された端子位置に応じて撮影レンズが位置決めされる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、この測距装置では、投光部がカメラボディの横
方向の延びた横長な光束を被写体に投光し、そして細長
なラインセンサーがカメラボディの縦方向に配列されて
いるために、例えば人物が複数人並んでいるシーンの場
合に、カメラ姿勢が横位置では支障がないが、カメラ姿
勢を縦位置にした場合には、測距を行うことができない
という問題があった。

本発明は、カメラ姿勢が横位置であっても縦位置であっ
ても正しく測距することができるようにしたカメラの測
距装置を提供することを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、異なった２方向例えばカメラボディの横方向
と縦方向にそれぞれ延びたスリット状光束を投光する投
光部と、前記２方向に沿って分割された複数のピクセル
を有する少なくとも１個のセンサーとを設けたものであ
る。

前記センサーとしては、複数のピクセルを二次元的に配
置した１個のエリヤセンサー、又は異なった方向に配列
された横長の２個のラインセンサーが用いられる。エリ
ヤセンサーを用いる場合には、行及び列方向にグレープ
化し、それにより例えば細長のピクセルを縦方向と横方
向にそれぞれ配列した２個のラインセンサーと同じよう
に取り扱われる。これらのセンサーとしては、CCD,MOS
型等を用いることができる。

前記ピクセルの一辺に対してスリット状光束の幅が広い
場合には、２種類のスリット状光束を別々に発光させる
ことが必要である。この２種類のスリット状光束を別々
に投光する場合には、横長なスリットを90度回転させる
か、あるいは十字形又はＸ字形スリットの背後に配置し
た棒状光源を90度回転させることが必要である。または
十字形またはＸ字形スリットの背後に２個の棒状光源を
十字形又はＸ字形に配置し、これらの棒状光源を順次発
光させてもよい。

前記２種類のスリット状光束の幅がピクセルの１辺に比
べて狭い場合には、このスリット状光束と直交する方向
に例えば横方向にグループ化したときの各列方向の出力
が小さいのでその影響を殆ど受けることがない。したが
って、幅の狭いスリット状光束を用いる場合には、２種
類のスリット状光束を同時に投光することができる。

被写体距離の決定は、ラインセンサーの場合には、各セ
ンサーから出力された２種類の信号を用い、またエリヤ
センサーの場合には行及び列方向にグループ化した２種
類の出力を用いて被写体距離をそれぞれ算出し、得られ
た２個の被写体距離のうち最も近距離のものを優先させ
たり、出力がもっとも高いグループを優先させたり、２
つのグループの出力を加重平均した値等によって行うこ
とができる。

以下、図面を参照して本発明の実施例について詳細に説
明する。

〔実施例〕

第１図において、カメラボディ１は、その前面のほぼ中
央部に撮影レンズ２が固定されており、また上部にファ
インダ３とストロボ発光部４とが配置され、そしてカメ
ラボディ１の上にレリーズボタン５が設けられている。
このレリーズボタン５を半押しすると測距が行われ、更
にレリーズボタン５を押下すると、測距結果に応じて影
響レンズ２がセットされ、その直後にシャッタが作動す
る。前記撮影レンズ２の斜め上方には、カメラボディ１
の縦方向及び横方向に延びた細長のスリット状光束を投
光する投光部６が配置されており、縦方向及び横方向の
スリット状光束を別々に、あるいは同時に被写体に向け
て投光する。また、撮影レンズ２の斜め下方には、投光
部６から基線長Ｌだけ離れた位置に横及び縦方向に分割
された複数のピクセルを有するエリヤセンサー７が配置
されている。この基線長Ｌは、撮影レンズ２の光軸を横
切り、かつ45度に傾いており、それにより測距装置と撮
影レンズ２とのパララックスの発生を防止している。

第２図は投光部の一例を示すものである。光源として
は、近赤外光を放出する発光ダイオード10が用いられ、
その前方に液晶パネル11と投光用レンズ12とが配置され
ている。この液晶パネル11にはスリットX,Yの電極パタ
ーンが形成されており、これらを順次透明にすることに
より、横方向に延びたスリット状光束Sxと、縦方向に延
びたスリット状光束Sy（第４図参照）を被写体に向けて
投光する。なお、液晶パネル11の代わりに、１個のスリ
ットを形成したスリット板を用い、これを90度回転させ
てもよい。また、スリット状光束SxとSyは、90度よりも
小さい角度でＸ字形に交叉させてもよい。

第３図は本発明の測距装置の一例を示すものであり、第
１図及び第２図に示すものと同じものには同じ符号が付
してある。前記レリーズボタン５が押下されると、レリ
ーズスイッチ20がONし、マイクロコンピュータ21に測距
スタート信号を送る。このマイクロコンピュータ21は、
ROMに格納されたプログラムにしたがって所定のシーケ
ンス制御を実行する。クロックパルス発生器22は、発生
したクロックパルスをドライバ23に送ってエリヤセンサ
ー24を駆動する。このエリヤセンサー24の前にレンズ25
が配置されており、被写体からの反射光をエリヤセンサ
ー24に結像される。前記エリヤセンサー24としては、赤
外域の感度を持ったCCD,MOS型の蓄積型イメージエリヤ
センサーが用いられている。第４図に示すように、ピク
セルP11〜Pnnがｎ行ｎ列に配置されている。これらの各
列又は各行１〜ｎのうちｎ列のものはもっとも近距離に
ある被写体からの反射光を受光する。このように、ピク
セルP11〜Pnnの行及び列をスリット状光束x,yが延びた
方向に合わせておくことによって、スリット状光束x,y
を被写体に照射したときにエリヤセンサー24に入射した
反射光の位置を求める際に、エリヤセンサー24からの出
力をピクセル配列の行単位，列単位で簡単な加算処理を
行えば済むようになり、また測距精度を維持する上でも
有利である。なお、可視光の影響を除くために可視光カ
ットフイルタをエリヤセンサー24の受光面に取り付ける
のが望ましい。

前記エリヤセンサー24の各ピクセルから読み出された時
系列信号は、アンプ26で増幅されてから、A/D変換器27
でデジタル信号Dijに変換されてマイクロコンピュータ2
1のRAMに取り込まれる。このマイクロコンピュータ21
は、ドライバ30を介して、近赤外光を放出する発光ダイ
オード10を駆動し、またドライバ31を介して液晶パネル
11を駆動する。さらに、ドライバ32を介してモータ33の
回転方向と、回転量を制御して撮影レンズ２をピントが
合った位置へ移動する。

第５図は２種類のスリット状光束を別々に投光する場合
のデータの取り込みを示すものである。レリーズボタン
５が押下されると、マイクロコンピュータ21は、液晶パ
ネル11を駆動してカメラボディ１の縦方向に延びたスリ
ットＹを透明にし、この状態で発光ダイオード10を発光
させる。被写体で反射された光は、レンズ25を介してエ
リヤセンサー24に結像される。この反射光は、被写体の
距離及びスリット状光束Syでの位置に対応したピクセル
に入射する。このエリヤセンサー24は、入射光を光電変
換し、得られた信号電荷を蓄積する。この電荷蓄積後
に、ドライバ23からのクロックパルスで各ピクセルの信
号電荷の転送と読出しとが行われる。各ピクセルから読
み出した時系列信号は、アンプ26で増幅された後に、A/
D変換器27でデジタル信号Dijに変換されてから、ドライ
バ23からの同期信号をアドレスとしてマイクロコンピュ
ータ21に取り込まれる。この信号Dijは、ピクセルの列
ごとに加算してｎ個のピクセル列信号Dijを算出する。
例えば、ｊ＝１となるピクセル列信号D1は、ピクセルP1
1,P21,・・Pn1の各出力を加算したものである。

次に、マイクロコンピュータ21は、スリットＸを透明に
し、この状態で発光ダイオード10を発光させ、そして被
写体からの反射光を受光したエリヤセンサー24の各ピク
セルの出力を順次読み出す。この読み出した時系列信号
は、増幅された後にデジタル信号Dijに変換されてから
マイクロコンピュータ21に取り込む。この信号Dijを行
毎に加算してピクセル行信号Diを算出する。例えば、ｉ
＝１となるピクセル行信号D1は、ピクセルP11,P12,・・
P1nの各出力を加算したものである。

前記スリット状光束Sx,Syの幅が極めて細い場合には、
例えばスリット状光束Sxによる反射光がピクセル列信号
Djに影響を及ぼしてもその値が小さい。したがって、そ
の影響が少ないので、スリット状光束Sx,Syを同時に投
光することが可能である。この場合には、第６図に示す
ように、前記発光ダイオード10の前に、十字形スリット
40aを形成したスリット板40が配置される。第７図は同
時発光の場合のデータ取込みを示すものである。発光ダ
イオード10が発光すると、十字形をしたスリット状光束
が被写体に向けて投光され、その反射光がエリヤセンサ
24に入射して光電変換される。このエリヤセンサー24の
各ピクセルに蓄積された信号は順次読み出され、増幅及
びデジタル変換され、得られた信号Dijがマイクロコン
ピュータ21に取り込まれる。このマイクロコンピュータ
21は、信号Dijを列毎に加算してピクセル列信号Djを算
出し、また信号Dijを行毎に加算してピクセル行信号Di
を算出する。

前述した手順により算出した信号Dj,Diから被写体距離
を検出するものであるが、この被写体距離の検出には、
後述するように各種の方法がある。なお、撮影レンズ２
は、無限遠からスタートしてｎステップで最短距離に達
する。また、エリヤセンサー24に反射光が入射しなかっ
た場合には、撮影レンズ２が繰り出されない。この場合
には、撮影レンズ２のピントが無限遠に合っている。

第８図は近距離側にある被写体に合焦させるようにした
測距モード１を示すものであり、幅が比較的広いスリッ
トを通して２種類のスリット状光束を投光する場合に適
している。勿論、幅が極めて狭い十字形のスリットを通
して十字形のスリット状光束を投光する場合にも利用す
ることができるものである。まず、マイクロコンピュー
タ21は、ピクセル列信号DjをROMから順次読み出す。こ
の読出しは、遠距離側のピクセル列の信号D1からDnに向
かって順次読み出され、そして第９図に示すスレッシュ
ホールドレベルＳと比較される。このスレッシュホール
ドレベルＳとの比較は、撮影シーンに存在する近赤外光
の影響を除くためである。

前記比較中に、ピクセル列信号Djがスレッシュホールド
レベルＳよりも大きいと判定された場合は、その信号を
出力したピクセル列に属するいずれか１つのピクセルに
被写体からの反射光が入射していた時である。この場合
には、そのピクセル列の番号がj1として取り出される。
更に継続して比較を行い、今度はピクセル列信号Djがス
レッシュホールドレベルＳよりも小さくなる列を検出
し、これをj2とする。この２種類の比較は、第９図に示
すように、同一の被写体からの反射光が入射しているピ
クセル列の範囲を検出するものであり、しかもこの比較
が近距離側から行われるから近距離にある被写体Ａが優
先されることになる。次に、この近距離が位置している
被写体Ａからの反射光が入射している中間位置Ljを算出
する。例えば第10列目から第６列目までに被写体Ａから
の反射光が入射している場合には、第８列目が中間位置
Ljとなる。

次に、ピクセル行信号Diを順次取り出し、スペッシュホ
ールドレベルＳと比較し、最も近距離に位置している被
写体からの反射光が入射しているピクセル行の範囲を検
出し、その中間位置Liを算出する。こうして求めた列方
向と行方向の中間位置Lj,Liのうち、どちらが近距離位
置であるかを判定する。例えばLjが「８」であり、Liが
「６」の場合には、Ljが優先され、撮影レンズ２が無限
遠から数えて８ステップだけシフトした位置にセットさ
れる。なお、Lj、Liがいずれも「０」の場合には、ステ
ッツ数が「０」となる。

第10図は最も近距離側にある被写体を検出し、この被写
体からの反射光が最も強いピクセル列又はピクセル行か
ら合焦するようにした測距モード２を示すものである。
ここで反射光が最も強いピクセル行又は列に対応する距
離で合焦させるのは、反射光が強い行又は列に対応する
距離の被写体が画面内で最も多くの面積を占めていると
考えられるからである。この測距モードでは、ピクセル
列信号Djの平均値Avを算出し、近距離側のピクセル列の
出力から順番に平均値Avと比較し、この平均値Avよりも
ピクセル列信号Djが大きくなるピクセル列j1を検出す
る。次に、平均値Avよりも出力が小さいピクセル列j2を
算出する。これらのピクセル列j1からj2のうち、ピーク
値Djpとなるピクセル列jpを検出する。このピーク値Djp
の算出手順は第11図に示されている。なお、第９図の場
合には、測距モード１よりも１個遠距離側にあるピクセ
ル列がピーク値Djpとなっている。

同様にしてピクセル行信号Diの平均値Avを求め、近距離
のピクセル行から順番に出力Diを順次読み出して平均値
Avと比較し、最も近距離にある被写体を検出するととも
に、そのピーク値Dipとなるピクセル行ipを検出する。
次に、列方向の信号のピーク値Djpと、行方向のピーク
値Dipとを比較し、大きい方のピーク値となるピクセル
列又は行を検出する。例えば、最大ピーク値がjpであ
り、その値が「４」ならば、遠距離側から４ステップだ
けシフトした位置に撮影レンズ２をセットする。

第12図は各ピクセル列又は行の出力を近距離ほど大きい
重み付けをして加重平均を求め、この加重平均に応じて
合焦するようにした測距モードを示すものである。ピク
セル列信号Djに重み係数Kjを掛けてその加重平均Ljを算
出する。この係数Kjは、第13図に示すように近距離側ほ
どその値が大きくなっている。ここで近距離ほど大きい
重みを付けるのは、近距離にある被写体の方が主要被写
体である確率が高いからである。同様に、ピクセル行信
号Diに重み係数Kiを掛けてその加重平均Liを算出する。
こうして得た加重平均LjとLiとを加算して数値Ｌを算出
する。第14図に示すように、算出した数値Ｌに応じて無
限遠からｌステップだけシフトした位置に撮影レンズ２
をセットする。

第15図はエリヤセンサーの出力のうちピーク値となるピ
クセル列又は行の位置に応じて合焦するようにした実施
例を示すものである。ピクセル列信号Djのうち最大値
（ピーク値）となるピクセル列jpと、その値Djpとを検
出する。同様に、ピクセル行信号Diについてもピーク値
Dipと、これを出力するピクセル行ipとを検出する。こ
れらの２個のピーク値DjpとDipとを比較して大きい方を
選択する。例えばピクセル列のピーク値Dipの方が大き
く、そしてこのピーク値Djpを出力したピクセル列が、
例えば第４列目の場合には、無限遠から４ステップだけ
近距離側にシフトしたレンズ位置に撮影レンズ２を位置
決めするものである。

第16図ないし第20図は５種類の撮影シーンをサンプルと
して取り出し、エリヤセンサー24への被写体からの反射
光の入射状態と、信号Dj,Diの波形を示すものである。
これらのサンプルに対して、前述した測距モード１〜４
を適用した場合に、合焦される被写体は次の表の通りで
ある。なお、この第16図ないし第20図はカメラ姿勢が横
位置である。しかし、カメラ姿勢が縦位置の場合には、
信号Djと信号Diとが入れ換わるだけであるから、合焦位
置が変わることはない。

第21図は２個のラインセンサーを用いた実施例を示すも
のである。この実施例では、基線長L1,L2がカメラボデ
ィ１の横方向及び縦方向に延びており、各基線長L1,L2
と直交する方向に縦長となった２個のラインセンサー4
2,43がカメラボディ１の前面にそれぞれ配置されてい
る。この実施例では、２個のラインセンサーから信号D
j,Diを直接得ることができるから、信号処理が簡単にな
るという利点がある。なお、測距手段は、エリヤセンサ
ーと同じであるから、その説明を省略する。

〔発明の効果〕

上記構成を有する本発明は、一回又は二回発光によって
十字形又はＸ字形のスリット状光束を被写体に向けて投
光するとともに、被写体で反射された光を受光するため
に、前記スリット状光束の方向に沿って分割したエリヤ
センサー又は２個のラインセンサーを用いたから、カメ
ラ姿勢が横位置であっても縦位置であっても正しく測距
を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施したカメラの正面図である。 第２図は投光部の一例を示す斜視図である。 第３図は本発明の測距装置の実施例を示すブロック図で
ある。 第４図は撮影画面とエリヤセンサーとの関係を示す説明
図である。 第５図と２種類のスリット状光束を別々に投光した場合
のデータ取込みの手順を示すフローチャートである。 第６図は十字形のスリット状光束を投光する投光部の一
例を示す斜視図である。 第７図は十字形のスリット状光束を用いた場合のデータ
取込み手順を示すフローチャートである。 第８図は最も近距離にある被写体からの反射光を受光し
た複数のピクセル列又は行のうちその中間にあるピクセ
ル列又は行を検出して合焦する測距モードを示すフロー
チャートである。 第９図は第８図に示す測距モードで合焦される位置を示
すグラフである。 第10図は最も近距離にある被写体からの反射光を受光し
た複数のピクセル列又は行のうちピーク値となるものを
検出して合焦する測距モードを示すフローチャートであ
る。 第11図は第10図のピーク値検出のサブルーチンを示すフ
ローチャートである。 第12図は加重平均を用いて合焦する測距モードを示すフ
ローチャートである。 第13図は重み係数を示すグラフである。 第14図は加重平均とレンズセット位置との関係を示すグ
ラフである。 第15図はピーク値となるピクセル列又は行を検出して合
焦する測距モードを示すフローチャートである。 第16図ないし第20図は撮影シーンのサンプルと、エリヤ
センサーの受光状態とをそれぞれ示す説明図である。 第21図は２個のラインセンサーを用いた実施例を示すカ
メラの正面図である。 １……カメラボディ ２……撮影レンズ ６……投光部 ７……受光部 Ｌ……基線長 10……発光ダイオード 11……液晶パネル Sx,Sy……スリット状光束 24……エリヤセンサー Dij……エリヤセンサーの出力信号 Dj……ピクセル列信号 Di……ピクセル行信号 Ｓ……スレッシュホールドレベル 40……スリット板 42,43……ラインセンサー。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横尾 広和 東京都港区西麻布２−26―30 富士写真フ イルム株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−129809（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−156910（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−178329（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−65203（ＪＰ，Ａ)

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】カメラボディの前面に一定の基線長を隔て
   て投光部と受光部とを配置し、前記投光部から被写体に
   向けて測距用の光束を投光して被写体からの反射光を前
   記受光部で受光して、その受光位置に基づいて被写体距
   離を測定するカメラの測距装置において、 前記投光部は、互いに方向が異なる第１方向と第２方向
   にそれぞれ延びたスリット状光束を同時又は別々に投光
   し、かつ前記受光部は、前記第１方向と直交する方向に
   細長いピクセルを第１方向に複数個並べた第１センサー
   と、前記第２方向と直交する方向に細長いピクセルを第
   ２方向に複数個並べた第２センサーとから構成され、前
   記第１方向に延びたスリット状光束のうち被写体で反射
   されて戻ってきた光を前記第１センサーで受光し、第２
   方向に延びたスリット状光束のうち被写体で反射されて
   戻ってきた光を第２センサーで受光し、これらのセンサ
   ーの受光位置に基づいて被写体距離を測定することを特
   徴とするカメラの測距装置。
2. 【請求項２】前記第１及び第２方向はカメラボディの横
   方向と縦方向であり、前記投光部は十字形のスリット状
   光束を投光することを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載のカメラの測距装置。
3. 【請求項３】前記受光部は、第１方向及び第２方向に細
   かく分割された複数のピクセルからなるエリヤセンサー
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のカ
   メラの測距装置。
4. 【請求項４】前記第１センサー及び第２センサーは、別
   個のラインセンサーであることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載のカメラの測距装置。