JP2001174692A

JP2001174692A - 測距装置

Info

Publication number: JP2001174692A
Application number: JP35954799A
Authority: JP
Inventors: Osamu Nonaka; 修野中; Koichi Nakada; 康一中田
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1999-12-17
Filing date: 1999-12-17
Publication date: 2001-06-29
Also published as: US20010004399A1; US6801639B2

Abstract

(57)【要約】【課題】画面内の広い領域を瞬時に測距可能とし、効率
良く、高速で測距ポイントを決定し、正確なピント合わ
せをすることができる測距装置を提供することである。【解決手段】この発明の測距装置は、撮影画面内に二次
元的に分布する複数の測距領域からの光学像が入力され
たエリアセンサ２６ａ、２６ｂから像信号が出力され
る。また、上記像信号に含まれる複数の直線上に並ぶ画
素列の出力レベルについて、演算制御回路２９にて、そ
の前後で所定値以上変化する部分が検出される。そし
て、この演算制御回路２９の出力に基いて、測距領域が
特定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、写真画面内の広
い範囲を測距可能としたカメラの測距装置に関し、より
詳細には、広視野測距装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、画面内の複数のポイントを測距し
てピント合わせを行うＡＦカメラが、種々開発されてい
る。このようなＡＦは、一般にマルチＡＦと称されてい
るもので、測距可能なポイントが増加するほど、どの位
置を測距するかを決定する技術が重要となっている。

【０００３】こうしたマルチＡＦの技術に関して、本件
出願人は、特開平７−１９８５８号公報により、人物の
肩幅の物体を優先して測距する技術を提案している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た特開平７−１９８５８号公報は、人物の肩幅の物体を
優先させているものの、画面内の二次元方向に測距可能
領域を拡張させた技術には対応していないものであっ
た。

【０００５】したがって、この発明は上記課題に鑑みて
なされたものであり、その目的は、画面内の二次元方向
に測距可能領域を拡張した装置に於いても、効率良く、
高速で測距ポイントを決定し、正確なピント合わせをす
ることができる測距装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち第１の発明は、
撮影画面内に分布する像をエリアセンサにより検出し、
このエリアセンサの出力に基いて測距するカメラの測距
装置に於いて、上記エリアセンサの複数の画素列間の出
力変化データに基いて上記撮影画面内での測距位置を決
定することを特徴とする。

【０００７】第２の発明は、撮影画面内に分布する像を
エリアセンサにより検出し、このエリアセンサの出力に
基いて測距するカメラの測距装置に於いて、上記エリア
センサの面上に直線的に並ぶ画素列の出力と、上記画素
列に平行な画素列の出力との変化状態を判断して上記撮
影画面内での測距位置を決定することを特徴とする。

【０００８】更に、第３の発明は、撮影画面内に分布す
る像をエリアセンサにより検出し、このエリアセンサの
出力に基いて測距するカメラの測距装置に於いて、上記
エリアセンサの複数の画素列間の出力の変化状態、及び
上記各画素列の画素間の出力の変化状態を判断して上記
撮影画面内での測距位置を決定することを特徴とする。

【０００９】第４の発明は、撮影画面内に二次元的に分
布する複数の測距領域からの光学像を入力して像信号を
出力するエリアセンサと、上記像信号に含まれる複数の
直線上に並ぶ画素列の出力レベルが、その前後で所定値
以上変化する部分を検出する検出手段と、を具備し、上
記検出手段の出力に基いて測距領域を特定するようにし
たことを特徴とする。

【００１０】また第５の発明は、略正方形状の単位画素
が二次元配列され、長方形状の撮影画面からの光学像を
入力して撮影画面に対応する像信号を出力するエリアセ
ンサと、上記像信号のうち、複数の一次元信号を順次抽
出する手段と、上記抽出された一次元信号について、隣
接画素間で信号レベルが所定値以上変化する部位を判定
する手段と、上記判定手段の出力に基いて主要被写体を
特定する手段と、を具備し、上記特定手段により特定さ
れた部位について焦点検出を実行するようにしたことを
特徴とする。

【００１１】第１の発明の測距装置にあっては、撮影画
面内に分布する像がエリアセンサにより検出され、この
エリアセンサの出力に基いて測距が行われる。そして、
上記エリアセンサの複数の画素列間の出力変化データに
基いて、上記撮影画面内での測距位置が決定される。

【００１２】また、第２の発明の測距装置にあっては、
撮影画面内に分布する像がエリアセンサにより検出さ
れ、このエリアセンサの出力に基いて測距が行われる。
そして、上記エリアセンサの面上に直線的に並ぶ画素列
の出力と、上記画素列に平行な画素列の出力との変化状
態が判断されて、上記撮影画面内での測距位置が決定さ
れる。

【００１３】更に、第３の発明による測距装置にあって
は、撮影画面内に分布する像がエリアセンサにより検出
され、このエリアセンサの出力に基いて測距が行われ
る。そして、上記エリアセンサの複数の画素列間の出力
の変化状態、及び上記各画素列の画素間の出力の変化状
態が判断されて、上記撮影画面内での測距位置が決定さ
れる。

【００１４】第４の発明の測距装置にあっては、撮影画
面内に二次元的に分布する複数の測距領域からの光学像
が入力されたエリアセンサから像信号が出力される。ま
た、上記像信号に含まれる複数の直線上に並ぶ画素列の
出力レベルについて、検出手段にて、その前後で所定値
以上変化する部分が検出される。そして、この検出手段
の出力に基いて、測距領域が特定される。

【００１５】また、第５の発明の測距装置にあっては、
略正方形状の単位画素が二次元配列されたエリアセンサ
にて、長方形状の撮影画面からの光学像が入力されて撮
影画面に対応する像信号が出力される。そして、上記像
信号のうち、複数の一次元信号が順次抽出される。この
抽出された一次元信号について、判定手段によって、隣
接画素間で信号レベルが所定値以上変化する部位が判定
される。そして、上記判定手段の出力に基いて、特定手
段に於いて、主要被写体が特定される。この特定手段に
より特定された部位について、焦点検出が実行される。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
実施の形態を説明する。

【００１７】初めに、図２を参照して、三角測距の原理
による測距装置について説明する。

【００１８】図２（ａ）に於いて、被写体１の像が、図
示基線長Ｂだけ離間して配置された２つの受光レンズ２
ａ及び２ｂを介して、２つのセンサアレイ（ラインセン
サ）３ａ及び３ｂで検出される。この誤差が人の眼と同
じような効果によって、像の位置の差ｘを生じさせるの
で、被写体距離Ｌは、Ｌ＝Ｂ・ｆ／ｘという関係で求めることができる。ここで、ｆは受光レ
ンズ２ａ、２ｂの焦点距離である。

【００１９】したがって、演算制御手段であるＣＰＵ４
にて、上記２つのラインセンサ３ａ及び３ｂの出力より
被写体像の相対位置差ｘが求められ、上記式に従って被
写体距離Ｌが算出される。そして、カメラの撮影レンズ
６のピント合わせ部５が制御されれば、オートフォーカ
ス（ＡＦ）カメラを構成することができる。

【００２０】また、図３（ａ）に示されるように、被写
体１が撮影レンズ６の画面８内の中心に存在せず、光軸
からｘ方向に角度θだけずれた位置に存在しても、図２
（ｂ）に示されるように、センサアレイ３ａのうち基準
として用いるセンサ位置を、ｘ₀だけずらしてやればよ
い。つまり、θ＝ａｒｃｔａｎ（ｘ₀／ｆ）の関係によ
って、θだけずれた位置の被写体を測距することができ
る。

【００２１】このように、ラインセンサによって測距可
能位置としてｘ方向に広がりを持たせることができる。

【００２２】しかしながら、上述したようなラインセン
サでは、ｙ方向に被写体がずれている場合、図３（ｂ）
に示されるように、センサアレイ３ａのモニタ域から外
れてしまうので、ピント合わせができなくなってしま
う。

【００２３】図４（ａ）に示されるように、カメラ１０
内に設けられているラインセンサによる測距範囲１２
は、カメラの撮影画面１１に対し、中央部横並びの狭い
範囲でしかなかった。これに対して、エリアセンサは、
ラインセンサを二次元的に配置した構成と同様なので、
撮影画面１１とほぼ同じ測距範囲１３まで測距エリアを
広げることができる。

【００２４】したがって、図４（ｂ）に示されるような
構図で撮影したい場合、従来の測距装置では、先ず、測
距時に、測距範囲内（画面中心の測距エリア１５）に主
要被写体を入れて、レリーズ釦を半押しして測距した
（測距時の構図１４）後、その半押し状態を保持したま
まカメラ１０を構え直して、撮影したい構図１６に移動
させた後、レリーズ釦を更に押し込んで露光する、いわ
ゆるフォーカスロック動作という、２段階動作による撮
影を行っていた。

【００２５】しかしながら、この動作は、撮影前の予備
動作に手間が掛かることや、動きのある被写体に対して
は、所望する構図にしている間にシャッタチャンスを逃
してしまう等、即写性に欠けていた。

【００２６】ここで、エリアセンサを用いて測距可能範
囲を広くすれば、図４（ｂ）に示されるような撮影画面
に於いても、画面端に位置する主要被写体を測距するこ
とが可能となる。

【００２７】ところが、このように画面端の被写体を測
距できる技術を用いたとしても、実施する場合には、測
距可能ポイントが増加した分だけ、主要被写体が撮影画
面内のどこにいるかを検出する技術が重要となる。

【００２８】これらの測距ポイントが極端に増加した場
合、これらの測距ポイントに対して順次調べると処理に
時間がかかり、フォーカスロックより長い時間が必要と
なってしまう。これでは逆効果であり、エリアセンサが
ラインセンサより高価である分だけデメリットが大きく
なってしまう。

【００２９】ここで、図５を参照して、高速に主要被写
体位置を検出する測距装置の概念について説明する。

【００３０】先ず、カメラは、図５（ａ）に示されるよ
うに、測距を行うに先立って、図示されないストロボ等
により撮影画面内に相当する画角で広く発光する。この
時、被写体の距離に応じて、反射信号光がエリアセンサ
に入射する反射光のエリアセンサ上の分布を等価的に図
示すると、図５（ｂ）のようになる。

【００３１】これは、煩雑な背景からは、その距離が遠
い故に反射信号光はほとんどカメラまで返って来ない
が、人物や手前の花等からは、距離が比較的近い故に反
射信号光が返って来る。したがって、エリアセンサ上の
パターンは、図５（ｂ）に示されるように、極めて単純
化されたものとなる。

【００３２】このほぼ２値化されたパターン信号を、カ
メラの演算制御部が所定のパターン判定シーケンスによ
って演算制御すれば、撮影画面内のどの位置に主要被写
体が存在するかを判定することができる。

【００３３】こうした測距方式としては、改めて測距用
光を投射する、いわゆるアクティブ方式による測距で
も、測距用光を投射しないパッシブ方式の測距でも、そ
の時の状況に応じて切換えれば良い。

【００３４】図１は、この発明の第１の実施の形態に係
る測距装置の主要部の構成を示したブロック図であり、
以下、プリ発光により被写体位置を検出する方式の測距
について説明する。

【００３５】先ず、投光部２０に於ける投光制御回路２
１の制御により、ストロボ２２から補助光が被写体２３
に投光される。この被写体２３からの反射信号光は、２
つの受光レンズ２５ａ、２５ｂを介して、測光部２４内
のそれぞれ２つのエリアセンサ２６ａ、２６ｂに入射さ
れる。

【００３６】これらのエリアセンサ２６ａ、２６ｂで
は、被写体像が受像されて光電変換される。そして、エ
リアセンサ２６ａ、２６ｂの出力は、Ａ／Ｄ変換回路２
７でＡ／Ｄ変換されて、各画素のデジタル値が演算制御
回路２９に入力される。

【００３７】また、これらのエリアセンサ２６ａ、２６
ｂには、定常光除去回路２８が接続されている。この定
常光除去回路２８は、演算制御回路２９の制御により、
撮影画面から定常的に入射される直流的な光の信号が除
去され、ストロボ２２からのパルス光（補助光）のみが
出力信号として得られるようになっている。

【００３８】したがって、定常光除去回路２８が作動さ
れた状態で、反射信号光がエリアセンサ２６ａ、２６ｂ
上に受光されると、その受光面には図１（ｂ）に示され
るような、黒の部分から成る像を結ぶことになる。この
ようなエリアセンサ上に結像された像のパターンの分析
は、演算制御回路２９に組み込まれたソフトウエアによ
って行われる。例えば、像パターンが、パターン判別部
３０にて、後述するような判定方法で人間の形であると
判定されれば、これを主要被写体と考えることができ
る。

【００３９】尚、上記パターン判別部３０による判定結
果は、例えば、音声発生部３１により音声で告知され
る。

【００４０】次に、図６に示されるフローチャートを参
照して、第１の実施の形態の測距装置による測距につい
て説明する。

【００４１】先ず、測距を実施するに先立って、ステッ
プＳ１にて、投光部２０に於ける投光制御回路２１の制
御によりストロボ２２がプリ発光されて被写体２３に補
助光が投光され、その反射信号光がエリアセンサ２６
ａ、２６ｂに入射される。その時、定常光除去回路２８
が作動されて、エリアセンサ２６ａ、２６ｂに結像され
た反射信号光から、定常光が除去されて反射信号光の像
信号のみが取り出される。

【００４２】そして、ステップＳ２にて、Ａ／Ｄ変換回
路２７でＡ／Ｄ変換された像信号が演算制御回路２９に
入力される。これにより、ソフトウエアによってエリア
センサ２６ａ、２６ｂ上に結像された像パターンの分析
が行われる。

【００４３】ここで、この像パターン形状による測距ポ
イント決定について説明する。

【００４４】先ず、人物判定の仕方について説明する。

【００４５】初めに、図７（ａ）に示されるように、エ
リアセンサは何列（ライン）ものラインセンサが並んで
画面を見つめている形式になるので、これらのラインの
中から代表的な３つのライン３５ａ、３５ｂ、３５ｃを
取り出して判断する単純な方法について説明する。

【００４６】図７（ｂ）に示されるような構図の場合、
ライン３５ａ上に人物は存在せず、ライン３５ｂ、３５
ｃ上には、各々被写体の顔と体がかかっているので、図
７（ｃ）に示されるように、各ラインの反射光による出
力結果が得られる。本実施の形態では、これらの各ライ
ンの反射量分布の凸型分布が調べられて、人物被写体か
否かが判定される。

【００４７】図８及び図９は、この判定を実行する像パ
ターン分析の動作を説明するフローチャートである。

【００４８】ステップＳ２１では、先ず、ライン３５ａ
に沿って判定が行われることが指定される。上記ライン
３５ｂ、３５ｃについても同様な設定が、後述するステ
ップＳ４５、Ｓ４６で繰り返されながら、本ルーチンが
実行される。

【００４９】ステップＳ２２では、所定の変化量ΔＰ₀₁
が凸判定の変化量ΔＰ₀に入れられる。この変化量より
大きな変化がなされた否かで、凸型が検出される。次い
で、ステップＳ２３では、ＣＰＵがｘ，ｙ座標に沿って
延長されたエリアセンサの（１，ｙ）座標、つまりライ
ン３５ａの最初のセンサの出力が読込まれる。ｘ方向に
は３００個のセンサが並んでいるので、続くステップＳ
２４、Ｓ２５にて、ｘが３００まで増加されながら、ス
テップＳ２６以降のフローが繰り返される。

【００５０】ステップＳ２６では、順次ｘが増加されて
のセンサ出力のＣＰＵへの読込みが行われる。次いで、
ステップＳ２７、Ｓ２８、Ｓ３５、Ｓ３６では、この結
果が隣のセンサの結果と比較される。つまり、ステップ
Ｓ２８では順次出力が増加される部分、ステップＳ３６
では減少される部分の判定が行われている。

【００５１】ステップＳ２８にて、前述したΔＰ₀以上
の増加が認められ、ステップＳ３６で減少が認められる
と、上述した凸型の検出がなされる。上記ステップＳ２
８から移行してステップＳ２９〜Ｓ３３まで、またはス
テップＳ３６から移行してステップＳ３７〜Ｓ４１まで
は、この凸部が形成されるｘの値が、各ライン（図７の
ライン３５ａ、３５ｂ、３５ｃ）に分類されて、ＣＰＵ
により記憶される。例えば、ライン３５ａ上で凸型が検
出されると、この立上がりのｘ座標はｘ_135aとされ、立
下がりのｘ座標はｘ_235aと表現される。

【００５２】また、ステップＳ３４、Ｓ４２では、ΔＰ
₀が再設定されているが、これによって判定レベルが大
きめになるように変更されて、何度も上記ステップＳは
２８、Ｓ３６の判定が起こらないように工夫している。

【００５３】次に、ステップＳ４３及びＳ４４に於いて
は、ｙが列３５ａ〜３５ｃの何れであるかが判定され
る。上記ｙが列３５ａであった場合は、ステップＳ４５
に移行して列３５ｂに変更され、ｙが列３５ｂであった
場合はステップＳ４６に移行して列３５ｃに変更され
る。上記ステップＳ４５及びＳ４６の後は、上記ステッ
プＳ２２に戻り、同様に、上記凸部判定がなされる。

【００５４】この凸部判定では、この段階では凹部形状
となる虞れあるので、ステップＳ４７、Ｓ５０、Ｓ５３
にて、立上がったｘ座標が立上がりのｘ座標より小さい
数であることが確認される。

【００５５】そして、上記ステップＳ４７、Ｓ５０、Ｓ
５３にて条件が満たされた場合にのみ、ステップＳ４
８、Ｓ５１、Ｓ５４に移行して、凸部の幅Δｘ_35a、Δ
ｘ_35b、Δｘ_35cが先に求められた立上がり、立下がり
の座標の差として求められるようにされている。一方、
上記ステップＳ４７、Ｓ５０、Ｓ５３にて、その条件が
満たされない場合は、ステップＳ４９、Ｓ５２、Ｓ５５
に移行して、凸の幅が“０”とされる。

【００５６】この後、ステップＳ５６及びＳ５７では、
これらの幅が、順次Δｘ_35a≦Δｘ _35b＜Δｘ_35cと大
きくなっているかどうかで判定される。これが満たされ
ていなければ、図７（ｂ）、（ｄ）に示されるように、
上の方から、頭部、肩部が検出されないとして、人物判
定できなかったとされ、ステップＳ５８に移行する（図
６のフローチャートに於けるステップＳ３で“ＮＯ”と
判定されるようにする）。

【００５７】また、ステップＳ５９では、中央列３５ｂ
の凸部検出ができたか否かが判定される。ここで、検出
できなかった（Δｘ_35b＝０）場合にはステップＳ６１
へ移行して、図７（ｄ）に示されるような構図と判定さ
れ、ｙ座標としては列３５ｃの近傍、ｘ座標としては凸
部の中心近傍が重点的に測距される。

【００５８】また、図７（ｂ）に示されるような構図な
らば、ステップＳ６０に移行するので、エリアセンサの
ｙ座標は列３５ｂ、ｘ座標は（ｘ_235b＋ｘ_135b）／２で
凸部中心を測距の重点エリアとされる。

【００５９】このように、図８及び図９のフローチャー
トに於いて、ステップＳ６０、Ｓ６１に移行された場合
は、図６のフローチャートに於けるステップＳ３にて
“ＹＥＳ”と判定されるようにする。図６では、ステッ
プＳ６にて、アクティブ式測距かパッシブ式測距か、何
れの測距方式が良いかが判定されている。このため、例
えば、上記凸部のエッジの高さΔＰ₀の結果に従い、Δ
Ｐ₀が大きい場合は、光投射の効果が大きいとしてアク
ティブ式を優先にする等、工夫をすれば良い。

【００６０】以上説明したように、このような工夫によ
って、図７（ｂ）に示されるような構図のみならず、図
７（ｄ）に示されるような構図で自動的に人物を検出で
きるので、図６のフローチャートのステップＳ３に於い
て、人物か否かを判定、分岐することができる。

【００６１】こうして、ステップＳ３に於ける判定で、
像パターンが主要被写体と判定されなかった、すなわ
ち、主要被写体の位置が特定できなかった場合には（Ｎ
Ｏ）、ステップＳ４に移行して、輝度情報等が加味され
て、アクティブ方式またはパッシブ方式が選択された
後、被写体の存在確率の高い画面中央部が重点的に測距
される。

【００６２】そして、ステップＳ５にて、演算制御回路
２９により、予め記憶される音声信号パターンの中か
ら、主要被写体の位置が特定できない、及び撮影画面の
中央部を測距する旨のパターンが選択されて、音声発生
部３１から音声（音声パターン１）によりユーザに告知
される。

【００６３】一方、上記ステップＳ３の判定にて、像パ
ターンが主要被写体と判定された場合（ＹＥＳ）は、ス
テップＳ６に移行して、像パターンを形成する像信号
（光信号）の強弱及び十分なコントラストか否かによ
り、測距がアクティブ方式で行われれるかパッシブ方式
で行われるかが判別される。

【００６４】ここで、像信号（光信号）により充分なコ
ントラストが得られないと判定された場合（ＹＥＳ）に
は、アクティブ方式による測距が行われる。したがっ
て、ステップＳ７に移行して、再度、投光部２０から測
距用光が被写体２３に照射されて、定常光除去回路２８
が作動される。そして、エリアセンサ２６ａ、２６ｂに
結像された反射信号光から定常光が除去されて、反射信
号光の像信号のみが取り出される。次いで、ステップＳ
８にて、プリ発光により求められた主要被写体位置に対
して、重点的にアクティブ方式の測距が行われる。

【００６５】そして、ステップＳ９にて、上記音声信号
パターンの中から主要被写体の位置が特定され、及びア
クティブ方式の測距が選択されて、音声発生部３１から
音声（音声パターン３）によりユーザに告知された後、
リターンする。

【００６６】一方、上記ステップＳ６の判定で、像信号
が弱いと判定（ＮＯ）された場合には、ステップＳ１０
に移行して、すでに求められた主要被写体位置の像信号
を重点的に用いたパッシブ方式による測距が行われる。
そして、ステップＳ１１にて、上記音声信号パターンの
中から主要被写体の位置が特定され、及びパッシブ方式
の測距が選択されて、音声発生部３１から音声（音声パ
ターン２）によりユーザに告知される。その後、リター
ンする。

【００６７】これらの測距方式または主要被写体の判定
の可否に従って、演算制御回路２９により音声信号が選
択されてユーザに告知されることにより、撮影条件等が
わかりやすく、安心感のある測距ができる。

【００６８】よって、本実施の形態によれば、アクティ
ブ方式とパッシブ方式を単にハイブリッド的に組み合わ
せたのではなく、２つの方式を用いて主要被写体位置検
知までを高精度で行うことができる。

【００６９】次に、第１の実施の形態の変形例について
説明する。

【００７０】この発明は、上述した第１の実施の形態の
ように、単純に音声パターンを選択して音声による告知
を行うだけではなく、ファインダ内の表示を変えるよう
にしても良い。

【００７１】この変形例による測距装置の主要部の構成
は、図１０（ａ）に示されるように、測距部２４と、フ
ァインダ３７内のＬＣＤ３８の透過率を変更する、演算
制御部（ＣＰＵ）３９内のマトリクスＬＣＤドライバ４
０と、演算処理部４１の制御により撮影範囲を変化させ
るたの画角切換部４５と、フォーカスロックスイッチ
（１ｓｔレリーズスイッチ）４４の信号を受付ける入力
ポート４３と、処理を行うためのソフトウエアやデータ
を記憶するメモリ４２とで構成される。

【００７２】このような構成により、演算制御部３９に
内蔵されるマトリクスＬＣＤドライバ４０は、ＬＣＤ３
８の透過率を測距結果によって、切換えて表示すること
により、更にユーザにわかりやすくする告知することが
できる。

【００７３】例えば、図１０（ｂ）に示されるように、
ＬＣＤドライバ４０が被写体像に対して、図１（ｂ）に
対応する像パターンで透過部分を決定して、コモン（Ｃ
ＯＭ）、セグメント（ＳＥＧ）の選択信号を制御すれ
ば、図１１に示されるように、ファインダ内でカメラが
ピント合わせしようとしている領域をモニタすることが
できる。ここでは、像パターンに合わせて透過エリアを
決め、その他のエリアは透過率を落とすような制御をし
た例を示している。

【００７４】また、図１２に示されるように、測距ポイ
ントを十字状のクロス部分で表示しても良い。これに
は、測距ポイントの座標を示す軸をＸ、Ｙ方向に延ばし
た形でファインダ内ＬＣＤを非透過とすれば良い。

【００７５】このような表示をファインダで確認するこ
とによって、ユーザは、カメラが順調に作動しているか
を知ることができる。

【００７６】もしも、カメラが誤った表示をするような
場合には、主要被写体の検出も誤っていると考えられる
ため、その場合は、改めて、図４（ａ）に示されるよう
なフォーカスロック動作を行うことによって、測距をや
り直せるようにしても良い。

【００７７】この場合、図１０（ａ）に示されるように
設けられたフォーカスロックスイッチ４４が、ユーザに
より操作される。また、測距ポイントとファインダ画面
とを対応付けするために、演算処理部４１は、測距結果
や画角切換部４５による操作時の画角に基いて対応付け
演算を行い、その結果をＬＣＤ表示に反映させるように
する。

【００７８】次に、この発明による第２の実施の形態に
係る測距装置について説明する。

【００７９】図１３は、この発明の測距装置を一眼レフ
レックスカメラに適用した構成例を示す断面図である。

【００８０】図１３に於いて、光軸４７に沿って撮影レ
ンズ４９を通過した被写体からの光束は、メインミラー
５０により反射または透過される。このメインミラー５
０で反射された光束はＬＣＤ５１を介してファインダ５
２に導かれ、メインミラー５０を透過した光束はサブミ
ラー５６で反射されてカメラボディ４８の下部に設けら
れた焦点検出部５７に導かれる。

【００８１】上記ファインダ５２内にはＬＣＤ５１が配
置されており、図示されない演算制御部の制御により撮
影画面内の合焦した位置が表示される。この表示は、フ
ァインダ５２の後方に配置される接眼レンズ５３を通し
て、ユーザが確認できるようになっている。

【００８２】上記メインミラー５０は、撮影時には光路
上から上方に退避（ミラーアップ）するようになってい
る。この場合、撮影レンズ４９を通過した被写体からの
光束は、被写体の観察時（ミラーダウン）にメインミラ
ーの後方に配置されるシャッタ５４を介してフィルム５
５に結像される。

【００８３】上記焦点検出部５７は、位相差検出方式に
より焦点を検出するものであり、撮影レンズ４９を通過
した光束を絞り込む視野マスク（Ｓマスク）５８と、赤
外カットフィルタ５９と、光束を集めるためのコンデン
サレンズ（Ｃレンズ）６０と、光束を全反射する全反射
ミラー６１と、光束を制限する瞳マスク６２と、エリア
センサ６４と、光束を該エリアセンサ６４上に再結像さ
せる再結像レンズ（Ｓレンズ）６２とから構成される。

【００８４】また、カメラボディ４８の外部にはストロ
ボ装置６５が設けられており、焦点検出時の補助光の投
光手段として機能する。

【００８５】図１４は、上述した焦点検出部５７の構成
を示す斜視図及びその制御系を示した図である。この構
成に於いて、瞳マスク６２の後方には、図示されない被
写体からの光束を通すためのＳレンズ６３が設けられて
いる。

【００８６】演算制御部（ＣＰＵ）６７は、エリアセン
サ６４及びストロボ装置６５の動作制御を行うものであ
る。この演算制御部６７により、エリアセンサ６４の積
分動作が開始され、必要に応じてストロボ装置６５が発
光されて、発光時または非発光時のセンサデータが得ら
れる。

【００８７】上記演算制御部６７は、エリアセンサ６４
からセンサデータを読出して主要被写体検出、焦点検出
演算等を行う。また、演算制御部（ＣＰＵ）６７には次
候補スイッチ６８が設けられている。

【００８８】図１５は、第２の実施の形態である一眼レ
フレックスカメラの外観図である。

【００８９】この発明を応用したカメラであっても、図
１６に示されるような撮影画面に於いては画面構成が煩
雑であるため、どれを主要被写体とするか判断できない
場合がある。

【００９０】基本的には、図１６（ａ）に示されるよう
に、画面の中央に存在する人物７４ａのパターンを優先
すれば、高い確率で合焦となる。しかしながら、条件に
よっては、誤って図１６（ｂ）に示されるようにビン７
４ｂに合焦してしまったり、或いは撮影者が、図１６
（ｃ）に示されるように周辺の人物７４ｃにピントを合
わせたい場合もある。

【００９１】このような場合は、カメラ７１に設けられ
た次候補スイッチ６８をユーザ７０が操作することによ
って、次のピント合わせ候補をＣＰＵが判断して、ファ
インダ内のＬＣＤ５１によって指示することによりユー
ザにわかるようにすれば、多くの不満は解消される。

【００９２】また、このようにして、一眼レフレックス
カメラに応用すれば、ピントが合っているか否かを撮影
画面上で判別できるため、ユーザには更にピント位置の
確認が容易となり、失敗のない撮影を実現することがで
きる。

【００９３】以上詳述したように、第２の実施の形態に
よれば、被写体の背景が暗い夜景等の撮影場面に於ける
測距であっても、被写体の輝度差や背景の影響を排除し
た正しく測距を行う測距装置を提供することができる。

【００９４】また、この発明の測距装置にラインセンサ
を用いて、撮影画面とほぼ同じ範囲の測距範囲とした場
合に、測距動作に先立ってプリ発光を行い、ピントを合
わせるべき主要被写体の撮影画面内の位置を特定するこ
とにより、フォーカスロック動作による２段階動作によ
る露光操作をすることがなく、即写性に優れたものとす
ることができる。

【００９５】更に、撮影画面が複数の被写体を含む複雑
な構図であった場合には、カメラを構えたまま、容易な
操作で所望する被写体を選択でき、カメラを振って測距
範囲に被写体を入れるように構え直す必要がなくなる。

【００９６】ところで、上述した図６のフローチャート
に於けるステップＳ２及びＳ３の具体的な例として、図
８及び図９に示されるフローチャートに、図１７（ａ）
に示されるような縦配置の構図に対応するために、図１
８に示されるようなフローチャートを追加しても良い。

【００９７】すなわち、ステップＳ７１に於いて、図７
（ａ）に示されるように、エリアセンサ上に設けられた
３つのセンサ列（ライン）３５ａ、３５ｂ、３５ｃに対
し、センサ出力が図１７（ａ）に示されるように、同じ
方向に増加するパターンか否かが判定される。そして、
ステップＳ７２〜Ｓ７４にて、各ラインセンサのライン
３５ａ、３５ｂ、３５ｃの変化が始まる所がｘ₁として
検出される。上記ライン３５ａ、３５ｂ、３５ｃの各ラ
インのｘ₁を、ｘ_135a、ｘ_135b、ｘ_135cとする。

【００９８】例えば、図１７（ａ）に示されるようなシ
ーンでは、このｘ₁の差分が、被写体の頭部になると考
えられる（図１７（ｂ）参照）。次いで、ステップＳ７
５にて、最も被写体が存在し得る画面中央部のライン３
５ｂに、単調変化開始ポイントｘ₁があるか否かが調べ
られる。

【００９９】ここに変化がなければ、両端のライン３５
ａ、３５ｃ上にある物体は被写体ではなく別の物体と考
えられる。そして、センサの変化の大きさΔＰが大きい
方が、多くの反射光が戻って来ているのでカメラの近く
に存在すると考えられ、近い被写体の方が主要被写体と
考えられる。

【０１００】上記ステップＳ７５で変化がなければ、ス
テップＳ７６に移行して、ΔＰの大きさが比較される。
その結果、ライン３５ａのΔＰの方がライン３５ｃのΔ
Ｐよりも大きい場合は、ステップＳ７７に移行して、ラ
イン３５ａのｘ_135aにて測距が行われる。一方、ライン
３５ｃのΔＰの方がライン３５ａのΔＰよりも大きい場
合は、ステップＳ７８に移行して、ライン３５ｃのｘ
_135cにて測距が行われる。

【０１０１】また、上記ステップＳ７５に於いて、ライ
ン３５ｂの出力が変化している場合、すなわち、図１７
（ａ）に示されるように、画面の真中に人物が存在する
と判定された場合は、ステップＳ７９に移行する。そし
て、ステップＳ７９〜８１にて、両端のラインセンサ３
５ａ、３５ｃ上の変化の具合が調べられる。

【０１０２】上記ステップＳ７９でライン３５ａの出力
ｘ₁の変化がなく、ステップＳ８０でライン３５ｃの出
力ｘ₁の変化もない場合は、画面中央部に人が立ってい
るような構図であり、ライン３５ａ、３５ｃには、人が
かかっていない状態である。したがって、ステップＳ８
２に移行して、ｙ＝ライン３５ｂ、ｘ＝ｘ_135b＋αを中
心として測距が行われる。上記出力ｘ_135bは、人と背景
の境界なので、それに＋αが加算されて背景の影響を受
けない部分を狙う。

【０１０３】また、上記ステップＳ７９でライン３５ａ
の出力ｘ₁の変化がなく、ステップＳ８０でライン３５
ｃの出力ｘ₁の変化がある場合は、ステップＳ８３に移
行する。これは、図１７（ａ）に示されるシーンの例で
ある。

【０１０４】上記ステップＳ７９でライン３５ａの出力
ｘ₁の変化があり、ステップＳ８１でライン３５ｃの出
力ｘ₁の変化がある場合は、ライン３５ａの側にも肩が
かかったシーンとなるので、ステップＳ８３に移行し
て、画面中央のライン３５ｂ上で、且つ被写体の頭部中
心に相当する座標（ｘ_135b＋ｘ_135c）／２をｘとした点
が重点測距される。

【０１０５】更に、上記ステップＳ７９でライン３５ａ
の出力ｘ₁の変化があり、ステップＳ８１でライン３５
ｃの出力ｘ₁の変化がない場合は、ステップＳ８４に移
行する。これは、図１７（ａ）に示されるように、左右
対象の構図であるから、上記ステップＳ８３と同様の方
法で被写体の頭部が測距中心とされる。

【０１０６】このような実施の形態によって、縦構図で
も正しく人物に高速でピント合わせをすることができ
る。

【０１０７】以上の人物判定の実施の形態では、エリア
センサを構成する３つのラインセンサを用いて単純化し
ていたが、図１９のフローチャートに示されるように、
ｙ方向の座標を１つずつ、またはそれに準ずる程の細か
さでスキャニングして、更に精度をアップしても良い。

【０１０８】ここでは、図７（ｂ）に示されるように人
物が存在する場合は、図７（ｃ）に示されるように、凸
型のセンサデータ変化が認められることを考慮し、且
つ、この凸部分の幅Ｈ_yの変化によって、頭部、体部が
検出できることを想定している。

【０１０９】像パターン検出の動作に於いて、ステップ
Ｓ９１〜Ｓ９３にて、先ず最初の列（ｙ＝１）の凸型変
化がモニタされる。ここで、検出できない場合は、Ｈ₁
＝０とされる。

【０１１０】次いで、ステップＳ９４にてｙ座標が変化
されて、ステップＳ９５に於いて、図２０（ａ）に示さ
れるように、ｙの端部（ｙ＝２００）まで達したか否か
が判定される。達していない場合は、ステップＳ９６及
びＳ９７にて、上記ステップＳ９２及びＳ９３と同様の
シーケンスが行われる。

【０１１１】ステップＳ９８に於いては、上記幅が変化
したことか否かが判定される。ここで、幅が変化した場
合は、ステップＳ９９〜Ｓ１０１にて、変化した時の幅
Ｈ_yがＨ_mとして記憶される。最初の変化時は、Ｈ_m＝
Ｈ₁となり、図２０（ｂ）に示されるように、頭部判定
に相当する。また、変化時の座標もｙ_mとして記憶され
る。このｍは、ステップＳ１０１でＨ_yが上記ステップ
Ｓ９８で大きくなる毎にインクリメントされる。

【０１１２】このフローチャートが繰り返されると、図
２０ｂに示されるような、頭部、肩部の変化につれ、ｙ
₁、ｙ₂と座標が求まっていくので、ステップＳ１０７
で、頭頂部と肩の間の座標を計算することにより、顔の
中心部分あたりを狙った測距が可能となる。この場合、
ｘ方向は凸部の中心座標とする。

【０１１３】但し、図２０（ｃ）に示されるようなシー
ンでは、図２０（ｄ）に示されるようなグラフ（ｙ_vsＨ
_y）が得られ、対策しないと電灯にピントが合ってしま
う。したがって、ステップＳ１０２によって、幅が一度
０以上になったにもかかわらず（ステップＳ１０２を
“ＮＯ”）、Ｈ_yが再度０になった場合（ステップＳ１
０３を“ＹＥＳ”）は、ステップＳ１０４及びＳ１０５
に移行して、再度、Ｈ₁や得られたｙ₁〜ｙ_mを無効化
する処置がとられる。

【０１１４】これは、図２０（ｃ）に示されるような状
況で、電灯と人物が別の物だということを判定したフロ
ーとなっていて、ステップＳ１０６で電灯は除去され、
地面方向につながっているものを重視した設計となって
いる。その後、ステップＳ１０７で上記測距が行われる
と、ステップＳ１０８で人物判定がなされる。

【０１１５】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、画面全域に亘って人物の頭部、肩部を検出し、その
結果によって人物の顔の中心あたりを検出し、高精度な
ピント合わせが可能なカメラを提供することができる。
また、エリアセンサを上述したようにラインセンサとし
て用いる場合、ｘ、ｙ方向に限らず、図２１に示される
ように、特定の直線上のセンサの並びを用い、その直線
をずらすようにしても良い。

【０１１６】また、こうして得られたセンサ上の幅Ｈ
は、受光レンズの焦点距離ｆと、被写体距離Ｌを用いれ
ば、人物の顔の幅や肩の幅に変換できる。図２２に示さ
れるように、補助光７６を投射しながら、顔の幅Ｆの人
が測距されると、Ｈ＝Ｆ×ｆ／Ｌという関係で、エリア
センサ上の像の幅Ｈが得られる。

【０１１７】肩の部分では、肩幅をＳとすると、同様
に、Ｈ＝Ｓ×ｆ／Ｌの関係でセンサ上にＨの幅の像パタ
ーンが得られる。このＬは、図２（ａ）に示されるよう
に、三角測距で測距した結果でも良いし、反射信号の光
量から判別するようにしても良い。

【０１１８】図２２（ｂ）に示されるように、エリアセ
ンサ上で、幅Ｈ₁、Ｈ₂が検出された場合、ＣＰＵによ
り、このＬとＨ₁、Ｈ₂を用いて、図２３に示されるよ
うなフローチャートに従って人物判定ができる。

【０１１９】つまり、ステップＳ１１１にて、上記幅Ｈ
₁、Ｈ₂が読出されて、ステップＳ１１２で測距が行わ
れる。そして、ステップＳ１１３及び１１４にて、上記
顔の幅Ｆ及び肩幅ＳとＨ₁、Ｈ₂にＬ／ｆが乗じられた
値とが比較される。これにより、被写界上の幅が求めら
れるので、それが、ほぼ顔の幅Ｆ（約１５ｃｍ）及び肩
幅Ｓ（約４０ｃｍ）になっているか否かで人物を判別す
ることができる。

【０１２０】この結果、上記被写界上の幅が上記顔の幅
Ｆ、肩幅Ｓに近似した値であれば、ステップＳ１１５に
移行して人物である判定がなされる。一方、上記被写界
上の幅が上記顔の幅Ｆ、肩幅Ｓに近似していない値であ
れば、ステップＳ１１６に移行して、人物以外である旨
の判定がなされる。

【０１２１】このように、主要被写体が本当に人物であ
るか否かに従って、図１１、図１２に示されるような表
示を行えば、よりユーザにとって信頼できる製品を提供
することができる。

【０１２２】例えば、図１９のフローチャートに於ける
ステップＳ１０８にて、得られた測距結果を用いてこの
人物再チェックのルーチンを挿入することにより、更に
信頼性の高い測距装置を提供することが可能となる。

【０１２３】尚、この発明の上記実施の形態によれば、
以下の如き構成を得ることができる。

【０１２４】（１）撮影画面内に分布する複数の測距
領域の像をエリアセンサにより検出し、この像信号に基
いてピント合わせ距離を決定するカメラの測距装置に於
いて、上記エリアセンサの平面上の複数の直線上の各セ
ンサからの出力変化データに従って上記ピント合せ位置
を決定するようにしたことを特徴とする測距装置。

【０１２５】（２）撮影画面内の水平方向と垂直方向
とにそれぞれ延長された面積を有するエリアセンサを備
えた測距装置に於いて、上記エリアセンサの垂直方向の
所定座標に於ける、水平方向のセンサデータ列を入力す
る判定手段を有し、上記判定手段が上記所定座標を順次
切換えつつ上記センサデータ列を比較して、測距ポイン
トを決定することを特徴とする測距装置。

【０１２６】（３）上記判定手段は、上記センサデー
タ列が変化する垂直方向座標に従って測距動作を行うエ
リアセンサの垂直座標を決定することを特徴とする上記
（２）に記載の測距装置。

【０１２７】（４）上記エリアセンサは、定常光を除
去してカメラ側から投射した光の反射信号光のみを検出
することを特徴とする上記（１）若しくは（２）に記載
の測距装置。

【０１２８】（５）エリアセンサ出力から被写体の顔
の幅と肩の幅とを検出し、被写体が人物であることを判
定し、この判定結果に基いて測距動作を行うようにした
ことを特徴とする測距装置。

【０１２９】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
画面内の広い領域を瞬時に測距可能とし、効率良く、高
速で測距ポイントを決定し、正確なピント合わせをする
ことができる測距装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）はこの発明の第１の実施の形態に係る測
距装置の主要部の構成を示したブロック図、（ｂ）は
（ａ）のエリアセンサに結ばれた像の例を示した図であ
る。

【図２】三角測距の原理による測距装置について説明す
る図である。

【図３】図２の測距装置によるラインセンサと測距可能
位置との関係について説明する図である。

【図４】（ａ）はカメラの撮影画面と測距範囲の関係を
示した図、（ｂ）は測距時の構図と撮影したい構図との
関係を示した図である。

【図５】高速に主要被写体位置を検出する例について説
明する図である。

【図６】第１の実施の形態の測距装置による測距につい
て説明するフローチャートである。

【図７】第１の実施の形態に於けるエリアセンサのライ
ンを説明する図である。

【図８】第１の実施の形態に於ける像パターン分析の動
作を説明するフローチャートである。

【図９】第１の実施の形態に於ける像パターン分析の動
作を説明するフローチャートである。

【図１０】マトリクスＬＣＤドライバを内蔵させ、ファ
インダ内のＬＣＤの透過率を測距結果によって切換えら
れるようにしたＣＰＵの構造を説明する図である。

【図１１】ファインダ内でカメラがピント合わせしよう
としている領域をモニタしている状態を示した図であ
る。

【図１２】測距ポイントを、十字状のクロス部分で表示
した例を示した図である。

【図１３】この発明の第２の実施の形態を示すもので、
一眼レフレックスカメラの構成を示す断面図である。

【図１４】図１３の焦点検出部の斜視図及びその制御系
を示した図である。

【図１５】第２の実施の形態によるカメラの外観図であ
る。

【図１６】第２の実施の形態に於けるカメラによる合焦
を説明する図である。

【図１７】縦配置の構図に適応するエリアセンサのライ
ンを説明する図である。

【図１８】図１７（ａ）の縦配置の構図に対応するため
に、図８及び図９のフローチャートに追加される像パタ
ーン検出の動作を説明するフローチャートである。

【図１９】像パターン検出の多の動作例を説明するフロ
ーチャートである。

【図２０】被写体が人物の場合の顔の幅、肩幅と測距と
の関係を説明する図である。

【図２１】特定の直線上のセンサの並びを用いたセンサ
アレイの例を示した図である。

【図２２】補助光を用いた測距の例を示した図である。

【図２３】人物判定の動作を説明するフローチャートで
ある。

【符号の説明】

１、２３被写体、２ａ、２ｂ、２５ａ、２５ｂ受光レンズ、３ａ、３ｂセンサアレイ（ラインセンサ）、４ＣＰＵ、５ピント合わせ部、６撮影レンズ、８画面、１０カメラ、１１撮影画面、１２、１３測距範囲、２０投光部、２１投光制御回路、２２ストロボ、２４測光部、２６ａ、２６ｂエリアセンサ、２７Ａ／Ｄ変換回路、２８定常光除去回路、２９演算制御回路、３０パターン判別部、３１音声発生部。

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】撮影画面内に分布する像をエリアセンサ
により検出し、このエリアセンサの出力に基いて測距す
るカメラの測距装置に於いて、上記エリアセンサの複数の画素列間の出力変化データに
基いて上記撮影画面内での測距位置を決定することを特
徴とする測距装置。
【請求項２】撮影画面内に分布する像をエリアセンサ
により検出し、このエリアセンサの出力に基いて測距す
るカメラの測距装置に於いて、上記エリアセンサの面上に直線的に並ぶ画素列の出力
と、上記画素列に平行な画素列の出力との変化状態を判
断して上記撮影画面内での測距位置を決定することを特
徴とする測距装置。
【請求項３】撮影画面内に分布する像をエリアセンサ
により検出し、このエリアセンサの出力に基いて測距す
るカメラの測距装置に於いて、上記エリアセンサの複数の画素列間の出力の変化状態、
及び上記各画素列の画素間の出力の変化状態を判断して
上記撮影画面内での測距位置を決定することを特徴とす
る測距装置。
【請求項４】撮影画面内に二次元的に分布する複数の
測距領域からの光学像を入力して像信号を出力するエリ
アセンサと、上記像信号に含まれる複数の直線上に並ぶ画素列の出力
レベルが、その前後で所定値以上変化する部分を検出す
る検出手段と、を具備し、上記検出手段の出力に基いて測距領域を特定するように
したことを特徴とする測距装置。
【請求項５】略正方形状の単位画素が二次元配列さ
れ、長方形状の撮影画面からの光学像を入力して撮影画
面に対応する像信号を出力するエリアセンサと、上記像信号のうち、複数の一次元信号を順次抽出する手
段と、上記抽出された一次元信号について、隣接画素間で信号
レベルが所定値以上変化する部位を判定する手段と、上記判定手段の出力に基いて主要被写体を特定する手段
と、を具備し、上記特定手段により特定された部位について焦点検出を
実行するようにしたことを特徴とする測距装置。
【請求項６】被写体方向に向けて測距用光を投光する
投光手段と、この測距用光の投光に同期して上記エリアセンサ出力を
サンプルし、そのうちの定常光成分に相当する信号レベ
ルをキャンセルする定常光除去手段とを更に具備し、上記像信号は、上記定常光除去手段を作動させた時の出
力であることを特徴とする請求項４若しくは請求項５に
記載の測距装置。