JPH0961702A

JPH0961702A - 測距システムおよびオートフォーカスカメラ

Info

Publication number: JPH0961702A
Application number: JP22178895A
Authority: JP
Inventors: Kenji Nakamura; 研史中村
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1995-08-30
Filing date: 1995-08-30
Publication date: 1997-03-07

Abstract

(57)【要約】【課題】測距用ラインセンサに結像した像のコントラ
スト不足を速やかに検出する測距システムおよびそれを
備えたオートフォーカスカメラを提供する。【解決手段】ラインセンサ３１、３２を構成する光電
変換素子３３に、電荷蓄積により上昇した電位が所定値
に到達したときにラッチ信号を発するラッチ部３３ｃを
設ける。カウンタ３４、３５によってラッチ信号の数を
計数するとともに、電荷蓄積開始時からラッチ信号入力
時までの経過時間を計測する。カウンタ３４、３５に最
初のラッチ信号が入力された時間と最後のラッチ信号が
入力された時間を比較して、ラインセンサ３１、３２の
像の最明部と最暗部の明るさの違いを検出し、像のコン
トラストが十分であるか否かを判断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、受光素子に結像す
る１対の像の位置から測距対象までの距離を検出する測
距システムおよびそれを用いたオートフォーカスカメラ
に関するものであり、特に、受光素子に結像した像のコ
ントラストの判定に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来よりオートフォーカスカメラでは、
被写体からの光を１対のラインセンサに導いて２つの像
を形成し、それらの像位置の差から被写体までの距離を
検出して撮影レンズの焦点調節を行っている。具体的に
は、測距用の光学系により被写体からの光を光電変換素
子から成る１対のラインセンサに導いて結像させ、光電
変換素子の蓄積電荷を２つのラインセンサ間で画素ごと
に比較する相関演算を行って、２つの被写体像の距離を
検出する。２つの被写体像の距離は、測距用光学系とラ
インセンサとの間隔等の測距系の幾何的条件および被写
体までの距離に依存して定まるものであり、逆に、２つ
の被写体像の距離が求められると、測距系の幾何的条件
からから被写体までの距離が算出される。こうして算出
した被写体までの距離に応じて撮影レンズの焦点位置を
調節するモーターを制御することにより、被写体に対し
て自動的に焦点調節が行われる。

【０００３】一眼レフカメラの自動焦点調節において
は、撮影レンズを透過して入射した光を１対のラインセ
ンサに導いて、１対の被写体像を結像させる。通常、こ
れら２つの像の距離が合焦時の距離に一致するように、
撮影レンズの焦点調節モーターを駆動する。この場合、
被写体までの距離を算出することなく直接自動焦点調節
がなされることになるが、必要に応じて、検出した被写
体像間距離および測距系の幾何的条件から被写体までの
距離を算出することも行われる。

【０００４】本出願人は、測距演算の詳しい方法につい
て公開特許公報・昭５９−１２６５１７号に示した。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の方法で被写体ま
での距離を算出するためには、ラインセンサに結像した
１対の像が十分なコントラストを有していることが必須
の条件である。コントラストが低いとき、すなわちライ
ンセンサの光電変換素子の蓄積電荷にあまり差がないと
きには、像を認識することができなくなって、被写体像
間距離を求めることが不可能となる。このようなとき
は、被写体に対して正しく焦点を合わせることができな
くなるから、あらかじめ、ラインセンサ上の像のコント
ラストが十分であるか否かを判定する必要がある。

【０００６】このため従来では、相関演算を行うときに
コントラストの演算を行っていた。具体的には、光電変
換素子による電荷蓄積を所定期間行い、相関演算を行う
ために、各光電変換素子の蓄積電荷を電位として測距演
算装置に転送する。測距演算装置はそれぞれのラインセ
ンサについて、隣接する光電変換素子の電位の差分値を
求めその総和を算出する。算出した総和を所定値と比較
し、所定値以上であるときはコントラストが十分にある
と判断して相関演算を行う。一方、算出した総和が所定
値に満たないときには、像のコントラストが不足してい
ると判断する。この場合、相関演算は行わず、表示や音
によってカメラ使用者に警告する、あるいは測距用の補
助光を発光する等の措置を講じることになる。

【０００７】ところがこの方法では、光電変換素子電位
の演算装置への転送、すなわち蓄積電荷の読み出しが常
時行われることになる。このため、コントラスト不足で
あると判断するまでに要する時間が長くなり、差分値や
総和の算出に要する時間も加わって、コントラスト不足
に対処する措置が遅れがちであった。たとえば、コント
ラスト不足時に自動的に補助光を発光するように設定さ
れたシステムでは、補助光の発光が遅れることになる。
コントラスト不足検出の遅延は、オートフォーカスカメ
ラにおいては、移動する被写体に対する焦点調節の追従
性の低下を招き、自動焦点調節の機能の低下をもたらす
要因となるものである。

【０００８】本発明は、ラインセンサに結像した像のコ
ントラスト不足を速やかに検出する測距システムおよび
その測距システムを備えたオートフォーカスカメラを提
供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、測距対象からの光を１対の光電変換素
子列に導き、各光電変換素子列が光電変換して蓄積した
電荷の分布を比較することにより測距を行う測距システ
ムにおいて、少なくとも一方の光電変換素子列につい
て、蓄積電荷が所定量に最初に到達した光電変換素子が
その所定量に到達するのに要した第１の時間と、全ての
光電変換素子の蓄積電荷が前記所定量に到達するのに要
した第２の時間とを検出し、第２の時間と第１の時間の
差または比を求めることを行って、求めた値が所定値以
上であるときに測距のための電荷分布の比較を行う。

【００１０】光電変換素子の蓄積電荷は、受光した光量
が多いほど速やかに上昇する。したがって、光電変換素
子の蓄積電荷の所定量への到達時間は受光光量の多寡を
表すことになり、第１の時間と第２の時間はそれぞれ、
光電変換素子列における最も明るい部位と最も暗い部位
の明るさに対応する。最明部と最暗部とで受光光量の差
が小さいということは、光電変換素子列上の像のコント
ラストが小さいということであり、測距は困難である。
第２の時間と第１の時間の差または比を求めることで最
明部と最暗部の明るさの違いの程度が判り、差または比
の値が所定値以上であるときは、十分なコントラストが
ある可能性が高く、各光電変換素子列の蓄積電荷の分布
を比較する。逆に、求めた値が所定値未満であるときに
は、測距のために蓄積電荷の分布の比較を行わない。こ
れにより、コントラスト不足で正しく測距ができないと
きに、測距のための演算を無駄に行うことが回避され
る。

【００１１】第２の時間と第１の時間を検出し差または
比を求めて所定値と比較することは、一方の光電変換素
子列のみについて行ってもよく、両方の光電変換素子列
について行ってもよい。両方について行うと、コントラ
スト判定の信頼性が高くなる。

【００１２】また、測距対象からの光を１対の光電変換
素子列に導き、各光電変換素子列が所定の時間光電変換
して蓄積した電荷の分布を比較することにより測距距離
を行う測距システムにおいて、少なくとも一方の光電変
換素子列について、蓄積電荷が所定量に最初に到達した
光電変換素子がその所定量に到達するのに要した時間を
検出し、前記所定の時間と検出した時間の差または比を
求めることを行って、求めた値が所定値以上であるとき
に測距を行う。

【００１３】この場合、光電変換素子列の光電変換は所
定の時間で打ち切られる。この所定時間は通常の測距条
件において、光電変換素子列が十分な光量を受光できる
程度に定められるものである。ここで検出される時間は
最も明るい部位の受光光量に対応するものであり、この
時間が長くなるのは測距対象からの光が微弱なときであ
り、このとき測距は困難になる。所定時間と検出した時
間との差または比の値を求めることにより、光電変換素
子列が測距のために必要な光量を受光しているか否かが
判定される。求めた値が所定値以上であるときは、十分
な光量が得られるときであり、このときは各光電変換
素子列の蓄積電荷の分布を比較する。逆に、求めた値が
所定値未満であるときは、光量が不足しているときであ
り、電荷分布の比較を行わない。これにより、光量不足
で正しく測距ができないときに、測距のための演算を無
駄に行うことが回避される。

【００１４】前記時間を検出し、所定時間との差または
比を求めて所定値と比較することは、一方の光電変換素
子列のみについて行ってもよく、両方の光電変換素子列
について行ってもよい。両方について行うと、コントラ
スト判定の信頼性は高いものになる。

【００１５】上記の測距システムをオートフォーカスカ
メラに備えて被写体の測距を行い、その測距結果に基づ
いてカメラの撮影レンズの焦点調節を自動的に行う。こ
の構成のカメラでは、被写体のコントラストが低いとき
または被写体が全体的に暗いときに、測距不能であるこ
とや測距結果の信頼性が低いことが速やかに検知され、
測距のために無駄な演算をすることが避けられる。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の測距システムをオートフ
ォーカスカメラに適用した実施形態の構成を図１に示
す。カメラ本体１は、左右１対のラインセンサ３１、３
２を有する測距用ＩＣ（ＡＦＩＣ）３、ラインセンサ３
１、３２に被写体からの光をそれぞれ結像させる左右の
レンズ２１、２２から成る測距用光学系２、マイクロプ
ロセッサより成りＡＦＩＣ３に接続された測距演算装置
４、撮影レンズ５、および撮影レンズ５の焦点位置を変
化させるレンズ駆動装置６を備えている。ラインセンサ
３１、３２はそれぞれ複数の光電変換素子を一列に配列
して構成されている。

【００１７】撮影レンズ５の後方にはフィルム７が供給
されるようになっており、撮影レンズ５とフィルム７の
間にはシャッタ９が設けられている。シャッタ９は露出
制御装置８によって駆動される。レンズ駆動装置６およ
び露出制御装置８は測距演算装置４によって制御され
る。

【００１８】また、測距演算装置４に接続して、測距用
の補助光を発光する補助光装置１０、ＬＥＤより成り測
距不能時に点灯して使用者に警告を発する警告装置１
１、および不図示のシャッタレリースボタンに連動する
２つのスイッチＳ１、Ｓ２が備えられている。スイッチ
Ｓ１はレリースボタンが半押しされたときに閉結し、ス
イッチＳ２はレリースボタンがさらに押し込まれたとき
に閉結する。スイッチＳ１が閉結すると、測距演算装置
４はＡＦＩＣ３に対してラインセンサ３１、３２による
光電変換の開始を指示して、測距を開始する。スイッチ
Ｓ２が閉結すると、測距演算装置４は露出制御装置８に
対してシャッタ９の開閉を指示し、撮影が行われる。

【００１９】測距演算装置４はＡＦＩＣ３に所定の時間
光電変換を行わせた後、光電変換を中止する指示を与え
る。その後、ラインセンサ３１、３２の各光電変換素子
から蓄積電荷に対応する電位を読み出す。測距演算装置
４は、左右のラインセンサ間で画素ごとに電位を比較す
る相関演算を行って被写体までの距離を算出し、算出し
た距離に応じてレンズ駆動装置６を介して撮影レンズ５
を駆動する。光電変換、測距演算およびレンズ駆動の一
連の処理は、スイッチＳ１が閉結している間すなわちレ
リースボタンが半押しされている間常時反復される。こ
れにより、撮影レンズ５は、被写体の移動にかかわら
ず、常に被写体に対して焦点が合った状態となる。レリ
ースボタンがさらに押し込まれスイッチＳ２が閉結する
と、露出制御装置８によってシャッタ９が開かれて被写
体光がフィルム７に結像し、被写体の鮮明な像がフィル
ム７に記録される。

【００２０】図２に、ＡＦＩＣ３と測距演算装置４の構
成を示す。図において、実線矢印は処理されるデータの
流れを表し、点線矢印は制御信号の流れを表す。ＡＦＩ
Ｃ３には左右のラインセンサ３１、３２に加えて、２つ
のカウンタ３４、３５、およびこれらにクロック信号を
与えるクロック３６が設けられている。左右のラインセ
ンサ３１、３２を構成する光電変換素子３３はそれぞ
れ、受光部３３ａ、蓄積部３３ｂおよびラッチ部３３ｃ
より成る。受光部３３ａは受けた光を電荷に変換して蓄
積部３３ｂに出力する。蓄積部３３ｂは受光部３３ａか
ら与えられた電荷を電位として蓄積していく。ラッチ部
３３ｃは個々の蓄積部３３ｂの電位が上昇して所定値に
達した時、または、測距演算装置４から指令を受けた時
にラッチ信号を出力するよう、各蓄積部３３ｂに対応し
て設けられている。このような光電変換素子３３が左右
のラインセンサ３１、３２に１２８ずつ配列されてい
る。

【００２１】測距演算装置４は、スイッチＳ１の閉結に
よりスタートするタイマー４１、ラインセンサ３１、３
２による光電変換と電荷蓄積の開始を指示する積分開始
信号ＩＮＴを発生する積分開始指示回路４２、光電変換
と電荷蓄積の終了を指示する積分終了信号ＴＲＭを発生
する積分終了指示回路４３を備えている。測距演算回路
４は、また、測距のための種々の演算を行う距離演算部
６０と、距離演算部６０による測距演算に先立ち、ライ
ンセンサ３１、３２に結像した像が十分なコントラスト
を有しているか否かを判定するコントラスト検出部５０
を備えている。これらの構成と動作については後述す
る。

【００２２】シャッタレリースボタンが半押しされスイ
ッチＳ１が閉結すると、タイマー４１は計時動作を開始
するとともに、積分開始指示回路４２に信号発生を指令
する信号を与える。また、タイマー４１は計時開始後所
定の時間ＴＥが経過した時に、積分終了指示回路４３に
所定時間ＴＥが経過したことを知らせる信号を与える。
積分開始指示回路４２はタイマー４１からの指令信号に
より、左右ラインセンサ３１、３２に積分開始信号ＩＮ
Ｔを与える。この積分開始信号ＩＮＴはカウンタ３４、
３５にも与えられて、カウンタ３４、３５はクロック３
６からのクロック信号に基づく計時を開始する。

【００２３】積分開始信号ＩＮＴにより、全ての光電変
換素子３３の蓄積部３３ｂは蓄積している電荷を放電し
て電位を０にする初期化を行い、受光部３３ａは光電変
換を開始する。受光部３３ａが光電変換を行うことによ
り生じた電荷は蓄積部３３ｂに与えられて、蓄積部３３
ｂの電位は受光部３３ａが受光した光量に応じて上昇し
ていく。蓄積部３３ｂの電位が所定の電位Ｖ0に到達す
るとラッチ部３３ｃからラッチ信号が出力される。受光
部３３ａによる光電変換と蓄積部３３ｂによる電荷蓄積
は、ラッチ部３３ｃからのラッチ信号出力後も継続され
る。

【００２４】積分開始後所定の時間ＴＥが経過すると、
タイマー４１からの信号に基づいて、積分終了指示回路
４３より積分終了信号ＴＲＭが全ての光電変換素子３３
に与えられる。この積分終了信号ＴＲＭにより、各光電
変換素子３３の受光部３３ａは光電変換を中止し、蓄積
部３３ｂは蓄積した電荷を保持する。また、ラッチ部３
３ｃは、積分開始信号ＩＮＴを与えられた後ラッチ信号
を出力していないときは、ラッチ信号を出力する。した
がって、各光電変換素子３３は、蓄積電荷が所定量に到
達した時または積分終了時のいずれかに、ラッチ信号を
出力することになる。

【００２５】左ラインセンサ３１の全光電変換素子３３
からのラッチ信号はカウンタ３４に入力され、右ライン
センサ３５の全光電変換素子３３からのラッチ信号はカ
ウンタ３５に入力される。これらのカウンタ３４、３５
は、積分開始信号ＩＮＴによって積分開始と同時に計時
を開始しており、ラッチ信号が入力された時に、積分開
始時からの経過時間を計測することができる。

【００２６】カウンタ３４は、左ラインセンサ３１から
入力されるラッチ信号の数を計数し、最初にラッチ信号
が入力された時にそれまでの経過時間ＴＬ１をコントラ
スト検出部５０に出力し、１２８番目のラッチ信号すな
わち最後のラッチ信号が入力された時にそれまでの経過
時間ＴＬ２をコントラスト検出部５０に出力する。カウ
ンタ３５は、同様に、右ラインセンサ３２から入力され
るラッチ信号を計数し、最初および最後のラッチ信号が
入力された時に、積分開始後のそれぞれの経過時間ＴＲ
１およびＴＲ２をコントラスト検出部５０に出力する。

【００２７】カウンタ３４、３５から出力される第１の
経過時間ＴＬ１およびＴＲ１は、左右ラインセンサ３
１、３２それぞれにおける最も明るい部位すなわち受光
光量の最も多い光電変換素子の蓄積電荷が所定量に到達
するのに要した時間を表す。第２の経過時間ＴＬ２およ
びＴＲ２は、左右ラインセンサ３１、３２それぞれにお
ける最も暗い部位すなわち受光光量の最も少ない光電変
換素子の蓄積電荷が前記所定量に到達するのに要した時
間、すなわち各ラインセンサ３１、３２の全ての光電変
換素子の蓄積電荷が前記所定量に到達するのに要した時
間、または積分時間ＴＥを表す。図４に像の明るさと第
１および第２の経過時間の関係を示す。

【００２８】コントラスト検出部５０は、第１のコント
ラスト演算回路５１および第１の測距可否判定回路５２
より成る。第１のコントラスト演算回路５１はカウンタ
３４、３５から４つの経過時間ＴＬ１、ＴＬ２、ＴＲ
１、ＴＲ２を与えられて、式（１）および式（２）より
２つの値ＰＬおよびＰＲを算出する。ＰＬ＝ｌｏｇ（ＴＬ２／ＴＬ１）／ｌｏｇ２ ≡ ｌｏｇ₂（ＴＬ２／ＴＬ１）（１）ＰＲ＝ｌｏｇ（ＴＲ２／ＴＲ１）／ｌｏｇ２ ≡ ｌｏｇ₂（ＴＲ２／ＴＲ１）（２）

【００２９】光電変換素子３３の蓄積部３３ｂの電位が
所定値Ｖ0に到達するのに要する時間は、その光電変換
素子に結像した像部位の明るさに反比例する。したがっ
て、ＴＬ２／ＴＬ１あるいはＴＲ２／ＴＲ１が大きい
程、左右サインセンサ３１、３２それぞれの最明部と最
暗部の明るさの違いが大きいことになる。式（１）およ
び（２）によりこれらの比の値の対数として求めた値Ｐ
ＬおよびＰＲは、最明部と最暗部の相対ＥＶ値を表して
おり、値が１違うごとに明るさが２倍違うことを意味し
ている。最明部と最暗部とで明るさに差がないとき、す
なわち像にコントラストが全くないときには、ＰＬやＰ
Ｒの値は０になる。

【００３０】第１の測距可否判定回路５２は、上記２つ
の値ＰＬおよびＰＲに基づいて、左右ラインセンサ３
１、３２に結像した像が測距を行うのに十分なコントラ
ストを有しているか否かを判定する。具体的には、ＰＬ
およびＰＲを所定値Ｐ0と比較して、ＰＬおよびＰＲが
共にＰ0以上であるときに測距可能と判断し、ＰＬまた
はＰＲのどちらか一方でもＰ0未満であるときにコント
ラスト不足のため測距不能であると判断する。

【００３１】ここで測距不能であると判断した場合、測
距可否判定回路５２は、警告装置１１のＬＥＤを点滅さ
せて使用者にコントラスト不足であることを知らせると
ともに、タイマー４１に再スタートを指示する信号ＲＳ
Ｔを与えてラインセンサ３１、３２による光電変換と電
荷蓄積を再度行わせる。このとき、測距可否判定回路５
２は補助光装置１０を発光させる。光量不足で被写体全
体が暗いという理由により左右ラインセンサ３１、３２
の像に十分なコントラストがなかった場合、このように
測距用補助光により被写体を照射することで測距が可能
になる。補助光を発光しつつ光電変換と電荷蓄積を行っ
ても２つの値ＰＬおよびＰＲがＰ0以上にならないとき
は、警告装置１１のＬＥＤを点灯させた状態にして使用
者に測距不能であることを知らせ、撮影レンズ６の焦点
を無限遠に合わせるようにレンズ駆動装置６を制御す
る。

【００３２】なお、全ての光電変換素子３３の蓄積部３
３ｂの電位が積分時間ＴＥ内に所定値Ｖ0に到達しなか
った場合、第２の経過時間ＴＬ２やＴＲ２は積分時間Ｔ
Ｅを表すことになる。このとき、ＰＬやＰＲの値は像の
最明部と最暗部の明るさの違いを表さない。しかしなが
ら、これは、所定の積分時間ＴＥの間光電変換を行って
も所定電位Ｖ0に到達しないほど最暗部が暗い場合であ
り、最明部がある程度以上の明るさであれば、すなわち
ＴＬ１やＴＲ１がある程度以下の小さな値であれば十分
なコントラストがあることになる。したがって、この場
合もＰＬおよびＰＲを所定値Ｐ0と比較することによっ
て測距の可否を判定しても何等差し支えない。

【００３３】逆にいえば、ＴＬ２やＴＲ２は積分時間Ｔ
Ｅ以上の大きな値にはなり得ないから、ＴＬ１やＴＬ２
がある程度以上の大きさのときは、コントラスト不足で
あると判断することができる。具体的には、Ｔ0＝ＴＥ
／２^P0 なる所定時間Ｔ0を設定し、ＴＬ１またはＴＲ１
が所定値Ｔ0よりも大きいときにはコントラスト不足で
あると判断する。この場合、カウンタ３４、３５から第
１の経過時間ＴＬ１およびＴＲ１を直接第１の測距可否
判定回路５２に与えて、測距の可否を判断することにな
る。

【００３４】第１の経過時間ＴＬ１またはＴＲ１の少な
くとも一方が所定値Ｔ0を超えるときには、たとえ所定
の積分時間ＴＥ光電変換を行ってもＰＬまたはＰＲの少
なくとも一方が前記所定値Ｐ0未満になるから、ＴＬ１
やＴＲ１の検出後に光電変換を継続する意味はない。し
たがって、このようしてコントラスト不足と判定した時
点で光電変換を終了してもよい。ただし、第１の経過時
間ＴＬ１およびＴＲ１がともに所定値Ｔ0以下のときに
は、コントラスト判定のために、ＰＬおよびＰＲの算出
とこれらと所定値Ｐ0との比較は必要である。

【００３５】左右ラインセンサ３１、３２の像のそれぞ
れの最明部と最暗部の明るさの違いを式（１）、（２）
により比の値として求めることに代えて、第１のコント
ラスト演算回路５１は最明部と最暗部の明るさの違いを
式（３）および式（４）により、第２の経過時間と第１
の経過時間の差として求めるようにしてもよい。ＤＬ＝ＴＬ２−ＴＬ１（３）ＤＲ＝ＴＲ２−ＴＲ１（４）

【００３６】このとき、第１の測距可否判定回路５２
は、２つの値ＤＬおよびＤＲを所定値Ｄ0と比較して、
ＤＬ、ＤＲがともにＤ0以上であるときに測距可能であ
ると判断することになる。この場合も、Ｔ0’＝ＴＥ−
Ｄ0 なる所定値Ｔ0’を設定し、ＴＬ１またはＴＲ１が
所定値Ｔ0’を超えたときにはコントラスト不足と判断
して、その時点で光電変換を終了するようにしてもよ
い。

【００３７】ＰＬおよびＰＲまたはＤＬおよびＤＲに基
づき左右ラインセンサ３１、３２の像が十分なコントラ
ストを有していると判断した場合、測距可否判定回路５
２は左右ラインセンサ３１、３２に対して各蓄積部３２
ｂの電位を出力することを指令する信号ＯＵＴを与え
る。各光電変換素子３３はこの信号ＯＵＴに応じて、蓄
積部３３ｂの電位を距離演算部６０に出力する。

【００３８】距離演算部６０は、ＡＤ変換器６１、６
２、ＲＡＭ６３、６４、差分変換回路６５、６６、ＲＡ
Ｍ６７、６８、第２のコントラスト演算回路６９、第２
の測距可否判定回路７０、相関演算回路７１および被写
体距離演算回路７２より成る。左ラインセンサ３１の各
光電変換素子３３からの出力電位はＡＤ変換器６１によ
って順次ディジタル値に変換され、変換後の１２８画素
の値ＶＬ₁〜ＶＬ₁₂₈がＲＡＭ６３に格納される。右ライ
ンセンサ３２の光電変換素子３３からの出力電位も同様
にＡＤ変換器６２によって順次ディジタル値に変換さ
れ、変換後の１２８画素の値ＶＲ₁〜ＶＲ₁₂₈がＲＡＭ６
４に格納される。

【００３９】差分変換回路６５は、ＲＡＭ６３の画素値
を読み出して４画素ごとに差をとって（ＡＬ_j＝ＶＬ_j+4
−ＶＬ_j、j=1,2,・・・,124）、その差分値ＡＬ₁〜ＡＬ₁₂₄
をＲＡＭ６７に格納する。差分変換回路６６も同様にＲ
ＡＭ６４の画素値を４画素ごとに差をとり（ＡＲ_j＝Ｖ
Ｒ_j+4−ＶＲ_j、j=1,2,・・・,124）、差分値ＡＲ₁〜ＡＲ
₁₂₄をＲＡＭ６８に格納する。このようにして差分値を
求めることはフィルタ処理と呼ばれ、この処理により左
右ラインセンサ３１、３２の感度差が除去されて、相関
演算の信頼性が向上する。

【００４０】第２のコントラスト演算回路６９は式
（５）の演算を行ってコントラスト値Ｃを算出する。

【００４１】

【数１】

【００４２】第２の測距可否判定回路７０は算出された
コントラスト値Ｃに基づいて測距が可能であるか否かを
判定する。具体的には、コントラスト値Ｃを所定値Ｃ0
と比較して、コントラスト値Ｃが所定値Ｃ0以上である
ときに測距可能と判断し、コントラスト値Ｃが所定値Ｃ
0未満であるときに、コントラスト不足により相関演算
の信頼性が低く、測距不能であると判断する。

【００４３】第２の測距可否判定回路７０は、測距不能
と判断したときに、前述の第１の測距可否判定回路５２
と同様に、警告装置１１のＬＥＤを点滅させて使用者に
コントラスト不足であることを知らせるとともに、タイ
マー４１に再スタートを指示する信号ＲＳＴを与えてラ
インセンサ３１、３２による光電変換と電荷蓄積を再度
行わせる。このとき、測距可否判定回路５２は補助光装
置１０を発光させて、被写体を照射する。補助光を点灯
させて再度光電変換と電荷蓄積を行っても、算出したコ
ントラスト値Ｃが所定値Ｃ0に満たないときは、警告装
置１１のＬＥＤを継続して点灯させて使用者に測距不能
であることを知らせ、撮影レンズ５の焦点を無限遠に合
わせるようにレンズ駆動装置６を制御する。

【００４４】測距可能と判断したとき、第２の測距可否
判定回路７０は相関演算回路７１に相関演算の開始を指
令する。相関演算回路７１は、ＲＡＭ６７とＲＡＭ６８
の画素値の相関を求めるために、式（６）の演算を行
う。ここで求められるＨ（m,k）は比較した左右像の一
致度を表すものであり、値が小さいほど一致度が高いこ
とを意味する。

【００４５】

【数２】

【００４６】ここでは、ＲＡＭ６７の画素ＡＬ₃〜ＡＬ
₁₂₂を４０画素ずつの３ブロック（ＡＬ₃〜ＡＬ₄₂）、
（ＡＬ₄₃〜ＡＬ₈₂）、（ＡＬ₈₃〜ＡＬ₁₂₂）に分割し、
それぞれをＲＡＭ６８の４０画素より成り１画素ずつず
れた８５ブロック（ＡＲ₁〜ＡＲ₄₀）〜（ＡＲ₈₅〜ＡＲ
₁₂₄）と比較している。算出したＨ（1,1）〜Ｈ（3,85）
の２５５の値は被写体距離演算回路７２に与えられる。

【００４７】被写体距離演算回路７２は、相関演算回路
７１から与えられたＨ（1,1）〜Ｈ（3,85）のうち値が
最小のものＨ（m1,k1）を見い出す。ここで見い出され
たｍ1、ｋ1は、ＲＡＭ６７の３ブロックのうちの第ｍ1
のブロックと、ＲＡＭ６８の第ｋ1画素から始まるブロ
ックが最もよく一致していることを示すものである。次
いで、このＨ（m1,k1）とＨ（m1,k1-1）、Ｈ（m1,k1+
1）を用いて補間処理を行い、最大の一致度Ｈ0（m1,k
0）となるｋの値ｋ0を算出する。そして、光電変換素子
３３の配列ピッチおよび左右ラインセンサ３１、３２の
設置間隔を考慮して、第ｍ1目のブロックの最初の画素
番号（４０・ｍ1−３７＝３、４３または８３）とｋ0の
値からラインセンサ３１、３２の像の最もよく一致して
いる部位の間隔を算出する。こうして算出した像間隔と
測距用光学系２とラインセンサ３１、３２の間隔等の測
距系の幾何的条件とから、被写体までの距離を算出す
る。

【００４８】被写体距離演算回路７２は、算出した被写
体距離をレンズ駆動装置６に出力する。レンズ駆動装置
６は与えられた被写体距離に対応する撮影レンズ５の焦
点位置を算出して、撮影レンズ５の焦点位置を設定す
る。こうしてオートフォーカスがなされる。

【００４９】以上の測距処理の流れを、図３のフローチ
ャートに示す。シャッタレリースボタンの半押しによっ
て測距処理が始まり（ステップ＃１００）、積分開始信
号ＩＮＴによって光電変換と電荷の蓄積が開始される
（＃１０５）。光電変換の進行につれて光電変換素子３
３の蓄積電荷が上昇し、最明部の電位が所定電位Ｖ0に
到達した時の第１の経過時間ＴＬ１、ＴＲ１、および最
暗部の電位が所定電位Ｖ0に到達した時の第２の経過時
間ＴＬ２、ＴＲ２が検知される（＃１１０）。所定の積
分時間ＴＥが経過したときに積分終了信号ＴＲＭが発せ
られ、光電変換および電荷の蓄積が終了する（＃１１
５）。最暗部の電位が所定電位Ｖ0に到達していなかっ
た場合は、この時点で第２の経過時間ＴＬ２、ＴＲ２が
検知される（＃１２０）。

【００５０】第２の経過時間と第１の経過時間との比Ｐ
Ｌ、ＰＲまたは差ＤＬ、ＤＲを求めることにより、最明
部と最暗部の明るさの違いを検出する（＃１２５）。次
いで、比の値ＰＬ、ＰＲまたは差の値ＤＬ、ＤＲを所定
値Ｐ0またはＤ0と比較して、２つのラインセンサの像が
十分なコントラストを有しているか否かを判断する（＃
１３０）。２つのラインセンサの像のうち一方でもコン
トラストが不十分な場合は、その電荷蓄積において補助
光を発光したか否かを判定する（＃１３５）。補助光未
発光のときは、使用者にコントラスト不足であることを
警告し（＃１４０）、補助光を発光させて（＃１４
５）、光電変換と電荷蓄積を再度行う（＃１０５）。ス
テップ＃１３５の判定で、補助光を発光していたときに
は、測距不能であることを使用者に警告し（＃１５
０）、撮影レンズ５の焦点を無限遠に合わせる（＃１５
５）。その後、＃ステップ１０５に戻り光電変換と電荷
蓄積を再開する。

【００５１】ステップ＃１３０の判定において、２つの
ラインセンサの像が十分なコントラストを有していると
判断したときには、ラインセンサ３１、３２の光電変換
素子の電位すなわち画素値を測距演算部６０に読み出す
（＃１６０）。次いで隣接画素の画素値の差からコント
ラストを厳密に算出する（＃１６５）。算出したコント
ラスト値Ｃを所定値Ｃ0と比較することにより、信頼性
のある相関演算を行い得るか否かを判断する（＃１７
０）。コントラスト値Ｃが所定値Ｃ0よりも小さいとき
には、コントラスト不足で信頼性が低くなると判断し
て、ステップ＃１３５に進み前述の処理を行う。コント
ラスト値Ｃが所定値Ｃ0以上のときは、信頼性高く被写
体距離を算出し得ると判断して、２つのラインセンサの
像の相関演算を行い（＃１７５）、被写体距離を算出し
（＃１８０）、撮影レンズ５を被写体に対して焦点が合
うように駆動する（＃１８５）。

【００５２】ラインセンサ３１、３２の光電変換素子の
電位の読み出し以降の処理は、従来の方法とほぼ同様で
あるが、本発明では、電位の読み出しに先立ち、ライン
センサ３１、３２の像の最明部と最暗部の明るさの違い
を判定している点で従来の測距システムと異なってい
る。第１の経過時間ＴＬ１、ＴＲ１および第２の経過時
間ＴＬ２、ＴＲ２の検知は、光電変換および電荷蓄積と
並行して行われ、電荷蓄積が終了する前、または遅くて
も電荷蓄積終了直後に像の最明部と最暗部の明るさの違
いの判定が完了する。したがって、像がコントラスト不
足であるときに、時間を要する光電変換素子の電位の読
み出しや従来のようなコントラスト計算あるいは相関演
算を行うことなく、直ちに適切な措置を講じることが可
能となる。

【００５３】なお、上記実施形態においては、左右のラ
インセンサ３１、３２それぞれについて、第１の経過時
間および第２の経過時間を検知して最明部と最暗部の明
るさの違いを判定する場合について説明したが、いずれ
か一方のラインセンサのみについて第１およびおよび第
２の経過時間を検知して最明部と最暗部の明るさの違い
を判定するようにしてもよい。その場合、他方のライン
センサの光電変換素子３３にはラッチ部３３ｃを設ける
必要はなく、カウンタ３４、３５の一方も不要になる。
ただし、両方のラインセンサ３１、３２について最明部
と最暗部の明るさの違いを判定する方が、判定結果の信
頼性が高くなる。

【００５４】

【発明の効果】本発明の測距システムによると、測距対
象の最明部と最暗部の明るさの差を速やかに検出するこ
とができ、厳密なコントラスト演算を行う前に、測距が
可能であるか否かを判断することができる。したがっ
て、測距対象がコントラスト不足の状態にあるときに、
コントラスト演算や蓄積電荷の分布の比較演算を無駄に
行うことが回避されて、コントラスト不足であることを
使用者に速やかに報知することや、測距のための補助光
の発光等の適切な処置を速やかに講じることが可能にな
る。

【００５５】請求項２の測距システムでは、測距対象の
最明部の明るさに基づいて、測距対象が測距を行うに十
分な明るさであるか否かを速やかに判断することができ
る。したがって、測距対象が全体的に光量不足の状態に
あるときに、コントラスト演算や蓄積電荷の分布の比較
演算を無駄に行うことが回避されて、測距のための補助
光の発光等の他の適切な処置を速やかに講じることが可
能になる。その結果測距処理を迅速に行うことができ
る。

【００５６】請求項３のオートフォーカスカメラでは、
被写体のコントラスト不足または全体的な明るさ不足を
速やかに検出することができる。このような、測距不能
な状態や信頼性の低い測距しか行えない状態にあるとき
に、種々の演算を無駄に行うことや、焦点位置調節のた
めに撮影レンズを無駄に駆動することを避けることがで
きる。したがって、オートフォーカス処理全体としての
能率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態であるオートフォーカス
カメラの概略構成を示す図。

【図２】測距用ＩＣおよび測距演算装置の構成と信号
の流れを示す図。

【図３】測距処理の流れを示すフローチャート。

【図４】ラインセンサの像の明るさとラインセンサを
構成する光電変換素子の電位が所定電位に到達するのに
要する時間の関係を示す図。

【符号の説明】

１オートフォーカスカメラ本体２測距用光学系３測距用ＩＣ４測距演算装置５撮影レンズ６レンズ駆動装置７フィルム８露出制御装置９シャッタ１０補助光装置１１警告装置２１、２２測距用レンズ３１左ラインセンサ３２右ラインセンサ３３光電変換素子３３ａ受光部３３ｂ蓄積部３３ｃラッチ部３４、３５カウンタ３６クロック４１タイマー４２積分開始指示回路４３積分終了指示回路５０コントラスト検出部５１第１のコントラスト演算回路５２第１の測距可否判定回路６０距離演算部６１、６２ＡＤ変換器６３、６４ＲＡＭ６５、６６差分変換回路６７、６８ＲＡＭ６９第２のコントラスト演算回路７０第２の測距可否判定回路７１相関演算回路７２被写体距離演算回路Ｓ１、Ｓ２スイッチ、ＴＬ１、ＴＲ１第１の経過時間（第１の時間）ＴＬ２、ＴＲ２第２の経過時間（第２の時間）ＴＥ積分時間

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】測距対象からの光を１対の光電変換素子
列に導き、各光電変換素子列が光電変換して蓄積した電
荷の分布を比較することにより測距を行う測距システム
において、少なくとも一方の光電変換素子列について、蓄積電荷が
所定量に最初に到達した光電変換素子が前記所定量に到
達するのに要した第１の時間と、全ての光電変換素子の
蓄積電荷が前記所定量に到達するのに要した第２の時間
とを検出し、第２の時間と第１の時間の差または比を求
めることを行い、求めた値が所定値以上であるときに測
距のための電荷分布の比較を行うことを特徴とする測距
システム。
【請求項２】測距対象からの光を１対の光電変換素子
列に導き、各光電変換素子列が所定の時間光電変換して
蓄積した電荷の分布を比較することにより測距距離を行
う測距システムにおいて、少なくとも一方の光電変換素子列について、蓄積電荷が
所定量に最初に到達した光電変換素子が前記所定量に到
達するのに要した時間を検出し、前記所定の時間と検出
した時間の差または比を求めることを行い、求めた値が
所定値以上であるときに測距のための電荷分布の比較を
行うことを特徴とする測距システム。
【請求項３】請求項１または請求項２に記載の測距シ
ステムを備えて被写体の測距を行い、その測距結果に基
づいて撮影レンズの焦点調節を自動的に行うことを特徴
とするオートフォーカスカメラ。