JPH0968643A

JPH0968643A - 測距システムおよびオートフォーカスカメラ

Info

Publication number: JPH0968643A
Application number: JP22180395A
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: 1997-03-11

Abstract

(57)【要約】【課題】測距用ラインセンサに結像した像の明るさに
応じて積分時間を変化させることにより測距を確実にか
つ迅速に行う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】左右ラインセンサ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３３
ｃを設ける。カウンタ３４、３５によって電荷蓄積開始
時からラッチ信号入力時までの経過時間を計測する。そ
れぞれのカウンタ３４、３５に最初のラッチ信号が入力
された時間により、ラインセンサ３１、３２の像の最明
部の明るさを検出する。前記ラッチ信号が所定の最小積
分時間を超えているときはその時点で積分を終了し、超
えていないときは最小積分時間で積分を終了する。

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、受光素子の積分時間の設定
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
像がある程度以上の明るさを有していることが必須の条
件である。像が一様に暗いと、相関演算の信頼性が低く
なり、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、ラインセンサの受光量をある
程度以上にする必要がある。

【０００６】このため従来では、光電変換と電荷の蓄積
を行う時間すなわち積分時間を、平均的な明るさの被写
体が十分な明るさの像となるように所定の値に設定して
いた。そして、所定時間の積分を終了後、全光電変換素
子の蓄積電荷を演算装置に読み出し、相関演算やコント
ラスト演算を行うと同時に受光光量が十分であるか否か
を判定していた。

【０００７】ところがこの方法では、積分時間が一定で
あるため、被写体が平均以上に明るいときにはよいが、
暗い被写体の場合は積分時間内に十分な光量を受光でき
ず、測距不能になりがちである。また、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、光量不足であると
判断するまでに要する時間が長くなり、光量不足に対処
する措置が遅れがちであった。たとえば、光量不足の時
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】また、被写体が十分明るいときには、設定
されている所定の積分時間よりも短い時間の積分で、測
距を行うのに十分な明るさの像が得られる。このような
とき、積分を所定時間継続することは無駄であり、測距
処理の遅延をもたらすことになる。

【０００９】本発明は、ラインセンサに結像した像の明
るさに応じて積分時間を変化させることにより測距を確
実にかつ迅速に行う測距システム、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。

【００１０】

【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、１対の光電変換素子列のいずれか１つの光
電変換素子の蓄積電荷が所定量に到達するまで、１対の
光電変換素子列の光電変換を継続する。

【００１１】光電変換素子の蓄積電荷は、光電変換を行
った時間と単位時間当たりの受光光量に依存する。測距
対象が暗いとき、すなわち、光電変換素子列が受光する
単位時間の光量が少ないときに、一定の時間で光電変換
を打ち切ってしまうと、全ての光電変換素子列の蓄積電
荷が低くなって測距を正しく行うことができない。いず
れか１つの光電変換素子の蓄積電荷が所定量に到達する
まで光電変換を継続することにより、たとえ測距対象が
暗い場合でも、測距を正しく行うに足るだけの電荷が光
電変換素子列に蓄積される。

【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、１対の光電変換素子列の光電変換を第１
の所定時間以上、かつ前記１対の光電変換素子列のいず
れか１つの光電変換素子の蓄積電荷が所定値に到達する
までまたは第２の所定時間が経過するまで継続し、その
後測距のための電荷分布の比較を行う。

【００１３】この構成の測距システムでは、光電変換は
少なくとも第１の所定時間の間は行われる。この第１の
所定時間は、測距対象が通常の明るさのとき、測距を正
しく行うことができるように設定する。測距対象が暗
く、第１の所定時間が経過したときにどの光電変換素子
の蓄積電荷も所定量に到達していないときには、いずれ
か１つの光電変換素子の蓄積電荷が所定値に到達する光
電変換を継続する。ただし、第２の所定時間が経過した
ときには光電変換を打ち切る。いずれか１つの光電変換
素子の蓄積電荷が所定値に到達したときには、測距を正
しく行うことが可能な程度に電荷が光電変換素子列に蓄
積されている。また、第２の所定時間で光電変換を打ち
切るため、測距対象からの光が極めて微弱であり測距不
能であるときに、無意味に長時間にわたって光電変換を
することはない。第２の所定時間で光電変換を打ち切っ
たときでも、光電変換素子列に測距を正しく行うことが
可能な程度に電荷が蓄積されている場合がある。

【００１４】上記の測距システムにおいて、１対の光電
変換素子列の光電変換を、１対の光電変換素子列それぞ
れのいずれか１つの光電変換素子の蓄積電荷が所定値に
到達するまで、または第２の所定時間が経過するまで継
続する。この構成では、１対の光電変換素子列のうち一
方のみならず両方に、所定量の電荷を蓄積した光電変換
素子が現れたときに光電変換が終了する。したがって両
方の光電変換素子列が測距を正しく行うことができる程
度に電荷を蓄積することになって、測距の信頼度が向上
する。

【００１５】測距対象に向けて光を発する発光手段と、
１対の光電変換素子列の蓄積電荷からコントラストを検
出するコントラスト検出手段とを備えて、コントラスト
検出手段によって検出したコントラストが所定値よりも
低いときに、発光手段に発光させた状態で１対の光電変
換素子列の光電変換を反復するようにしてもよい。最初
の光電変換によって十分な量の電荷が蓄積されなかった
ときは、コントラスト不足となって精度よく測距を行う
ことができなくなる。この場合、発光手段が発光して測
距対象を照射するため、その間に再度の光電変換を行う
ことで、正しく測距を行うに十分な量の電荷蓄積がなさ
れる。

【００１６】さらに、オートフォーカスカメラに上記い
ずれかの測距システムを備えて被写体の測距を行い、そ
の結果に基づいて撮影レンズの焦点調節を自動的に行
う。このカメラでは、光電変換素子の光電変換時間が被
写体の暗さに応じて延長されるため、暗い被写体であっ
ても、正しく測距を行うことができる程度の電荷の蓄積
がなされて、焦点調節が正しく行われる。

【００１７】

【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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】測距演算装置４は、ラインセンサ３１、３
２の受光光量に応じた時間ＡＦＩＣ３に光電変換を行わ
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。

【００２１】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３
３が左右のラインセンサ３１、３２に１２８ずつ配列さ
れている。

【００２２】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。光電変換およ
び電荷蓄積を行う時間すなわち積分時間ＴＥは一定値に
固定されたものではなく、ラインセンサ３１、３２の受
光光量に応じて、所定の最小積分時間ＴＥminから最大
積分時間ＴＥmaxの範囲内で変えられる。最小積分時間
ＴＥminは、平均的な明るさよりも暗い被写体が十分な
明るさの像となるような値に設定されている。測距演算
回路４は、この積分時間の設定を行う積分時間設定回路
５１、および測距のための種々の演算を行う距離演算部
６０を備えている。これらの構成と動作については後述
する。

【００２３】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、最小積分時
間ＴＥminと最大積分時間ＴＥmaxを記憶しており、計時
開始と同時に最大積分時間ＴＥmaxを積分時間ＴＥに設
定する。この積分時間ＴＥは積分時間設定回路５１から
与えられる信号により、最小積分時間ＴＥminに切り換
えられる。タイマー４１は、積分時間ＴＥが経過した時
に、積分終了指示回路４３に信号発生を指令する信号を
与える。

【００２４】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ＩＮＴ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３６からのクロック信号に基づく計時を開始
する。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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、所定数のラッチ信
号が入力された時にそれまでの経過時間ＴＬ１を積分時
間設定回路５１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、所定数のラッチ信号が入力された時にそれまでの経
過時間ＴＲ１を積分時間設定回路５１に出力する。本実
施形態においては、カウンタ３４、３５は最初のラッチ
信号が入力された時に経過時間ＴＬ１、ＴＲ１を出力す
るように設定されている。これらの経過時間ＴＬ１およ
びＴＲ１は、左右ラインセンサ３１、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。図４に像の明るさと経過時間の関係、および最小
積分時間ＴＥminと最大積分時間ＴＥmaxの関係を示す。

【００２８】積分時間設定回路５１は最小積分時間ＴＥ
minを記憶しており、カウンタ３４、３５から経過時間
ＴＬ１、ＴＲ１を与えられたときに、それぞれを最小積
分時間ＴＥminと比較する。そして、経過時間ＴＬ１、
ＴＲ１のうち最初に与えられた方がＴＥminよりも小さ
いときに、積分時間ＴＥを最小積分時間ＴＥminに変更
する指示信号をタイマー４１に与える。これにより、タ
イマー４１は最小積分時間ＴＥminが経過したときに、
積分終了指示回路４３に対して積分終了信号ＴＲＭの発
生を指令することになる。一方、経過時間ＴＬ１、ＴＲ
１のうち最初に与えられた方がＴＥmin以上であったと
きは、積分終了信号ＴＲＭの発生を指令する信号を直ち
に積分終了指示回路４３に対して直接与える。

【００２９】積分終了指示回路４３は、タイマー４１ま
たは積分時間設定回路５１からの信号を受けると、積分
終了信号ＴＲＭを全ての光電変換素子３３に与える。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は光電変換を中止する。また、蓄積部３３ｂ
は蓄積電荷に対応する電位を距離演算部６０に出力す
る。

【００３０】積分時間設定回路５１およびタイマー４１
が上記のように動作することにより、ラインセンサ３
１、３２は少なくとも最小積分時間ＴＥminの間光電変
換と電荷蓄積を行うとともに、一方の最明部の光電変換
素子が所定量の電荷を蓄積するまで積分が継続され、蓄
積電荷が所定量に到達した時点で積分が打ち切られるこ
とになる。左右ラインセンサ３１、３２のどの光電変換
素子３３も最大積分時間ＴＥmax内に所定量の電荷を蓄
積しなかったときは、ラッチ信号が出力されず経過時間
ＴＬ１、ＴＲ１が積分時間設定回路５１に与えられない
から、タイマー４１の積分時間ＴＥは変更されない。し
たがって、タイマー４１は最大積分時間ＴＥmax経過時
に積分終了信号ＴＲＭの発生を指令する信号を積分終了
指示回路４３に与えることになって、積分は最大積分時
間ＴＥmaxいっぱい行われる。

【００３１】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、コントラスト演算回路６９、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３
２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ＲＡＭ６４に格納され
る。

【００３２】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。

【００３３】コントラスト演算回路６９は式（１）の演
算を行ってコントラスト値Ｃを算出する。

【００３４】

【数１】

【００３５】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Ｃ0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。

【００３６】測距可否判定回路７０は、測距不能と判断
したときに、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。被写体全体
が暗く、最大積分時間ＴＥmaxの間積分を行っても十分
な光量を受光することができなかった場合、このように
測距用補助光を被写体に照射することにより測距が可能
になる。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。

【００３７】測距可能と判断したとき、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（２）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。

【００３８】

【数２】

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】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）、タイマー４
１は積分時間ＴＥとして最大積分時間ＴＥmaxを設定す
る（＃１０５）。また、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（＃１１０）。積分開
始後、左右ラインセンサ３１、３２の最明部の電位が所
定電位Ｖ0に到達したか否かを、カウンタ３４、３５か
らの経過時間ＴＬ１、ＴＲ１の出力により常時監視する
（＃１１５）。

【００４３】経過時間ＴＬ１またはＴＲ１が検知された
ときは、その値を最小積分時間ＴＥminと比較する（＃
１２０）。経過時間ＴＬ１またはＴＲ１が最小積分時間
ＴＥminよりも小さいときには、積分時間ＴＥを最小積
分時間ＴＥminに変更して（＃１２５）、ステップ＃１
１５に戻る。経過時間ＴＬ１またはＴＲ１が最小積分時
間ＴＥmin以上のときには、積分を直ちに終了する（＃
１３０）。

【００４４】ステップ＃１１５において、経過時間ＴＬ
１、ＴＲ１が検知されなかったときには、設定されてい
る積分時間ＴＥを経過したか否かを判定する（＃１３
５）。未だ積分時間ＴＥが経過していないときにはステ
ップ＃１１５に戻り、経過していたときには、積分を終
了する。

【００４５】光電変換と電荷の蓄積を終了（＃１４０）
した後、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（＃１４
５）。次いで隣接画素の画素値の差からコントラストを
算出する（＃１５０）。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（＃１５５）。

【００４６】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、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（＃１６０）。補助光を発光していなかった
ときは、使用者にコントラスト不足であることを警告し
（＃１６５）、補助光を発光させて（＃１７０）、光電
変換と電荷蓄積を再度行う（＃１０５）。ステップ＃１
６０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（＃１７５）、撮影レン
ズ５の焦点を無限遠に合わせる（＃１８０）。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。コントラスト値Ｃが所定値Ｃ0以上のときには、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（＃１８５）、被写体
距離を算出し（＃１９０）、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（＃１９５）。

【００４７】こうして、被写体の明るさに応じた積分時
間の設定と測距がなされる。被写体が明るいときには、
最小積分時間ＴＥminまたはそれに近い時間で積分が終
了し、測距を速やかに行うことができる。被写体が暗い
ときは、暗さの程度に応じて積分時間が延長されるか
ら、測距を精度よくかつその精度を実現し得る最小の積
分時間で行うことができる。ただし、極めて長い時間積
分を行わなければ測距できないほど被写体が暗い場合、
被写体が移動することを考慮すると、積分時間の無制限
の延長は無意味である。最大積分時間ＴＥmaxを設けた
ことにより、このような無意味な積分は回避される。

【００４８】なお、本実施形態では、左右ラインセンサ
３１、３２の一方の光電変換素子の電位が所定値Ｖ0に
到達した時点で積分を打ち切る場合について説明した
が、左右ラインセンサの両方の光電変換素子の電位が所
定値Ｖ0に到達するまで積分を継続するようにしてもよ
い。その場合、積分時間設定回路５１は、経過時間ＴＬ
１、ＴＲ１のうち遅く与えられた方に基づいて積分時間
の変更を行う。すなわち、遅い方の経過時間ＴＬ１また
はＴＲ１が最小積分時間ＴＥminよりも小さいときに、
積分時間ＴＥを最小積分時間ＴＥminに変更する指示信
号をタイマー４１に与え、ＴＥmin以上のときに、積分
終了信号ＴＲＭの発生を指令する信号を直ちに積分終了
指示回路４３に与える。このように積分時間を設定する
と、両方のラインセンサ３１、３２が確実に所定量以上
の光を受光することになり、測距のための相関演算の信
頼性が向上し、より精度よく被写体距離を求めることが
可能になる。

【００４９】また、カウンタ３４、３５は最初のラッチ
信号が入力された時に、経過時間ＴＬ１、ＴＲ１を出力
するように設定したが、たとえば、３０番目のラッチ信
号が入力されたときにそれまでの経過時間をＴＬ１、Ｔ
Ｒ１として出力するようにしてもよい。このように設定
すると、全光電変換素子のうち約１／４が所定の電位に
到達したときに積分を終了することになり、ラインセン
サ３１、３２上の像のある程度の範囲が所定値以上の明
るさとなる。また、ノイズ発生等の何らかの原因で１つ
の光電変換素子がラッチ信号を発しても、直ちに積分が
打ち切られることがなく、積分時間の誤設定が回避され
る。

【００５０】さらに、最小積分時間ＴＥminの経過以
降、所定電位Ｖ0に到達した光電変換素子が出現したと
き直ちに積分を終了するのではなく、所定の期間ΔＴＥ
だけ積分時間ＴＥを延長する（ＴＥ＋ΔＴＥ）ようにし
てもよい。この場合、最大積分時間ＴＥmaxを超えない
範囲で延長するものとする。

【００５１】

【発明の効果】本発明の測距システムによるときは、光
電変換素子列の光電変換の時間が測距対象の暗さに応じ
て延長されるため、測距対象の明暗にかかわらず、常に
精度よく測距を行うことができる。また、測距対象が明
るいときは光電変換の時間を不必要に延長することがな
いため、速やかに測距を行うことができる。

【００５２】請求項２の測距システムでは、測距対象が
明るいときには、第１の所定時間で最小限の光電変換が
打ち切られることになり、測距に要する時間が短い。ま
た、測距対象が暗くなるにつれて光電変換の時間は延長
されるため、測距対象が多少暗くても、十分な電荷が蓄
積されて精度よく測距を行うことができる。また、光電
変換は第２の所定時間で打ち切られるため、測距対象が
極めて暗く測距不能である場合に、無意味に長時間光電
変換を行うことが回避される。光電変換を第２の所定時
間で打ち切ったときでも、ある程度の電荷が光電変換素
子列に蓄積されて測距可能なこともあり、この場合は、
測距を行うことができる。

【００５３】請求項３の測距システムでは、両方の光電
変換素子列が測距に十分な量の電荷を蓄積したときに光
電変換が終了するため、測距の信頼度が向上する。

【００５４】請求項４の測距システムによるときは、測
距対象が暗く第２の所定時間で光電変換が打ち切られる
ことによりコントラスト不足となったときに、発光手段
の光によって測距対象が照明されるため、再度の光電変
換において測距に十分な電荷を蓄積することができる。
再度の光電変換は、測距対象が照明されているため、第
２の所定時間が経過するまでに終了する可能性が高い。
したがって、測距対象が暗い場合や夜間であっても、短
時間で精度よく測距を行うことができる。

【００５５】請求項５のオートフォーカスカメラでは、
暗い被写体であっても、精度よく測距を行うことがで
き、ピントの合った像を撮影することが可能である。ま
た、光電変換は測距に必要な最小限の時間に抑えられる
ため、焦点調節を迅速に行うことができて、移動する被
写体に対しても撮影レンズの焦点位置は迅速に追従す
る。また、測距システムに発光手段を設けた構成では、
きわめて暗い被写体であっても、短時間で精度よく測距
を行うことができる。

【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（発光手段）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５１積分時間設定回路６０距離演算部６１、６２ＡＤ変換器６３、６４ＲＡＭ６５、６６差分変換回路６７、６８ＲＡＭ６９コントラスト演算回路（コントラスト
検出手段）７０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経過時間ＴＥ積分時間ＴＥmin 最小積分時間（第１の所定時間）ＴＥmax 最大積分時間（第２の所定時間）

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、前記１対の光電変換素子列のいずれか１つの光電変換素
子の蓄積電荷が所定量に到達するまで、前記１対の光電
変換素子列の光電変換を継続する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、前記１対の光電変換素子列の光電変換を第１の所定時間
以上、かつ前記１対の光電変換素子列のいずれか１つの
光電変換素子の蓄積電荷が所定量に到達するまでまたは
第２の所定時間が経過するまで継続し、その後測距のた
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】前記１対の光電変換素子列の光電変換
を、前記１対の光電変換素子列それぞれのいずれか１つ
の光電変換素子の蓄積電荷が所定量に到達するまで、ま
たは前記第２の所定時間が経過するまで継続することを
特徴とする請求項２に記載の測距システム。
【請求項４】測距対象に向けて光を発する発光手段
と、前記１対の光電変換素子列の蓄積電荷からコントラ
ストを検出するコントラスト検出手段とを備えて、前記
コントラスト検出手段によって検出したコントラストが
所定値よりも低いときに、前記発光手段に発光させた状
態で前記１対の光電変換素子列の光電変換を反復するこ
とを特徴とする請求項２または請求項３に記載の測距シ
ステム。
【請求項５】請求項１ないし請求項４のいずれかに記
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。