JP2001330767A - 測距装置 - Google Patents
測距装置Info
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Abstract
せることによってより高速に、高い機能、性能を実現
し、タイムラグが好ましくないシーンであっても確実に
撮影して、高精度の画像を得ることが可能な測距装置を
提供すること。 【解決手段】撮影レンズ1を介して被写体像が結像され
る撮像素子2の画像信号のAF評価値が極大となるよう
に撮影レンズ1内のフォーカスレンズを移動させる第1
のAFを行う第1AF手段3と、外光測距により被写体
距離を検出する第2のAFを行う第2AF手段4とを備
え、上記第1AF手段3の動作を行う期間と第2AF手
段4の動作を行う期間の少なくとも一部が重なるように
したものである。これにより、第1AF手段3と第2A
F手段4を同時に並行して動作させるので、例えば第1
AF手段3から第2AF手段4に切り換えても、切り換
えられた第2AF手段4に基づくフォーカスレンズ駆動
が速やかに行われて、タイムラグが少なくなり、使い勝
手の良い測距装置を実現できる。
Description
なおかつ山登りコントラストAFと外光測距AFを併用
する方式のデジタルカメラ等の測距装置の改良に関す
る。
下、AF)には、撮影レンズを通過した被写体光束を撮
像素子で受光し、撮像出力のコントラスト(AF評価
値)が極大となるようにフォーカスレンズ位置を調節す
る山登りコントラストAFと、撮影レンズとは異なる光
路で被写体からの反射光を受光するパッシブ測距やアク
ティブ測距に基づく外光測距AFがある。
スレンズを例えば至近方向に駆動しつつコントラストが
最大となる合焦位置を見つけるので、合焦するまでに時
間を要するという問題がある。また、上記外光測距AF
は、高速に測距できるが、山登りコントラストAFに比
べ精度的に劣るという問題がある。
Fと外光測距AFを併用した電子カメラが知られてい
る。
のカメラでは、状況に応じて外光測距AFとTTL山登
りコントラストAFとを切り換えて使用するもので、検
出した温度やモード、絞り値、焦点距離に応じて、いず
れの方式を採用するかの切換え方法について述べられて
いる。
開平10−229516号公報に開示のカメラは、二つ
のAF方式を状況に応じて選択する。例えばマクロモー
ドではパララックスのない山登りコントラストAFを選
択することになるが、検出エリアで、被写体像のコント
ラストが低い場合は山登りコントラストAFで合焦する
ことができないという問題がある。
距できる可能性があるので、続けて外光測距AFを行う
ことが考えられる。しかしながら、外光測距AFに切り
換える際の時間ロスによってタイムラグが増大してカメ
ラの使い勝手が悪くなるという問題がある。
ためのもので、二つの方式のAFを組み合わせて、これ
らを単純に使い分けるだけでなく、複合させることによ
ってより高速に、高い機能、性能を実現し、タイムラグ
が好ましくないシーンであっても確実に撮影して、高精
度の画像を得ることができる測距装置を提供することを
目的とするものである。
距装置は、撮影レンズを介して被写体像が結像される撮
像素子の画像信号のコントラストを示すAF評価値が極
大となるようにフォーカスレンズを移動させる第1のA
Fを行う第1AF手段と、外光測距により被写体距離を
検出する第2のAFを行う第2AF手段と、を有し、上
記第1AF手段の動作を行う期間と第2AF手段の動作
を行う期間が重なっていることを特徴とする。
AF手段を同時に並行して動作させるので、第1AF手
段と第2AF手段を切り換えて使用する際の切換えロス
によるタイムラグが少なくなり、使い勝手の良い測距装
置を提供できるものである。
置において、上記第1AF手段と上記第2AF手段の出
力のうちで検出可能な出力を選択する選択手段を有する
ことを特徴とする。
AF手段を同時に並行して実行し、検出可能な方の結果
を採用するので、高速な測距装置を提供することができ
る。
置において、上記第1AF手段と上記第2AF手段の出
力のうちで信頼度の高い出力を選択する選択手段を有す
ることを特徴とする。
AF手段を同時に並行して実行し、信頼度の高い方の結
果を採用するので、高精度な測距装置を提供することが
できる。
置において、補助光装置を有し、上記第1、第2AF手
段の少なくとも両方が動作している時に補助光を照射す
ることを特徴とする。
合においても、第1AF手段と第2AF手段を同時に並
行して実行するので、1回の補助光照射のみで第1,第
2のAF手段の両方に対応でき消費電力を削減すること
が可能となる。
参照して説明する。図1は本発明の一実施の形態の測距
装置を示す概念図である。
写体光束は、撮像素子2上に結像される。第1AF手段
3は、撮像素子2の出力に基づいてAF評価値を算出し
てAF動作を行う。同時に、第2AF手段4は、撮影レ
ンズ1とは異なる光路で被写体光束を受光して測距動作
を行い、被写体距離を算出してAF動作を行う。
ズ1を移動しながら撮像素子2の出力に基づいて最もコ
ントラスト(AF評価値)の高いレンズ位置に調節する
山登りコントラストAF手段で構成される。
ズ1とは異なる光路で被写体からの反射光を受光するこ
とで測距動作を行い、被写体距離を算出してレンズ位置
を調節するパッシブ測距やアクティブ測距に基づく外光
測距AF手段で構成される。
2AF手段4の出力より一方を選択する選択手段と、選
択された第1又は第2AF手段の出力に基づいて撮影レ
ンズ1のピント調節を行うためのレンズ駆動を行う手段
と、を少なくとも備えている。
第2AF手段4を同時に並行して動作させ、制御手段5
にて第1AF手段3と第2AF手段4の一方に切り換え
て使用するので、一方のAF手段に切り換える際の切換
えによるタイムラグが少なくなり、使い勝手の良い測距
装置を実現することが可能となる。
用いた場合の実施の形態を説明する。
している。図2に示すように、本実施の形態の測距装置
が電子カメラに搭載され、該カメラには、制御部13が
備えられている。この制御部13は、例えばCPUで構
成されたものであって、電子カメラ全体の各種動作を制
御する。
うに撮影レンズ1が設けられ、該撮影レンズ1を介して
被写体像が撮像素子2に結像される。撮像素子2は、被
写体像を撮像して画像信号を生成して、信号処理部12
へ供給する。撮像素子2は、撮像素子駆動部11を介し
て制御部13に接続されて、該制御部13によって電子
シャッタなどの動作タイミングが制御される。
信号に対し、例えばA/D変換処理、γ補正、色信号処
理等の信号処理を行い、制御部13及びAF評価値算出
部21に供給する。AF評価値算出部21は、山登りコ
ントラストAFの実行時、信号処理部12からの画像信
号に処理を施して、例えば図3及び図4に示す測距エリ
ア31に対応する画像出力についてのAF評価値を算出
し、制御部13に供給する。図3及び図4については後
述する。
方向に撮影レンズ1内のフォーカスレンズを駆動し、そ
の極大値を探索するようにAF動作制御を行う。このと
きの制御部13によるAF評価値に応じたフォーカスレ
ンズ駆動例が図5に示されている。
ンズ駆動モータ18に出力される駆動パルス数、すなわ
ちフォーカスレンズ移動位置を示し、縦軸は駆動パルス
数に応じた各フォーカスレンズ位置における撮像素子2
の画像出力より算出されるAF評価値を示している。
レンズを、例えば無限側位置から至近方向に移動させて
いくと、被写体に合焦するポイントでAF評価値は極大
値となる。つまり、制御部13は、このAF評価値が極
大値となるように、レンズ駆動部17を介してレンズ駆
動モータ18を駆動するように制御する。実際には、図
5内の矢示にて示すようにAF評価値が一旦極大値に達
しこれを過ぎて所定値だけ下降したところでフォーカス
レンズを逆方向に移動させて極大値に設定するように制
御が行われる。
ないレンズ駆動機構を介して撮影レンズ1内のフォーカ
スレンズに伝達されて該フォーカスレンズの駆動が行わ
れる。また、レンズ駆動機構内には、レンズ位置エンコ
ーダ(図示せず)が配置され、該レンズ位置エンコーダ
によって常時撮影レンズ1内のフォーカスレンズ位置が
検出され、制御部13に供給されるようになっている。
距部14及びAF補助光装置16が配置され、それぞれ
制御部13に接続されている。
2個の光路を有する受光レンズ14a,14bと、2個
の光路に対応する受光領域14c、14dを有するAF
センサ14eとから構成された測距モジュールである。
なお、受光レンズ14a,14bとAFセンサ14eに
よるパッシブ測距光学系は、図6に示すように撮影レン
ズ1と撮像素子2による撮像光学系とは異なった光路で
被写体(図示せず)からの反射光を受光している。
測距コマンドによりAFセンサ積分動作、AFセンサデ
ータ読み出し、及び測距演算を自動的に行う。この場合
の測距方式は、三角測量の原理に基づく公知の位相差検
出方式である。
る2つの光路を有する受光レンズ14a,14bが所定
長Bを隔てて配置され、これら受光レンズ14a,14
bの前方からの被写体像を2像に分割してAFセンサ1
4eの2つの光路に対応した受光領域14c、14dに
結像させる。AFセンサ14eの受光領域14c、14
dに演算を行う測距エリアを設定し、該測距エリアにお
ける2像に対応するAFセンサデータを用いて相関演算
(位相差検出)を行い、これにより2像の相対的な位置
差xを検出し、この位置差xと、受光レンズ14a,1
4b間の間隔Bと、受光レンズの焦点距離fとを用いて
被写体距離L(L=B・f/x)を求める演算を行って
前記設定した測距エリアについての測距データを得、こ
の演算を複数の測距エリア設定について行い、得られる
複数の測距データ中から最適な測距データ例えば最至近
の測距データを選択して被写体距離測定データとする。
登りコントラストAF測距エリア31との関係が図3及
び図4に示されている。 図3では、撮影画面30において、パッシブ測距部測距
エリア32を、山登りコントラストAF測距エリア31
より大きい視野に設定している。これは、並行して行わ
れるパッシブ測距部14の測距動作時間と、山登りコン
トラストAFのAF時間とをほぼ等しく設定することに
より効率よくAF動作を行うようにするためである。
と山登りコントラストAF測距エリア32とを異なる位
置に配置して、広視野化するとともにタイムラグが大き
くならないようにしている。山登りコントラストAF測
距エリア31に対して、その周辺に分散する形で4つの
パッシブ測距部測距エリア32a〜32dを配置してい
る。
動電流を流すことで発光する光源で構成され、その照射
パターンは、撮影画面30内においてパッシブ測距部測
距エリア32、山登りコントラストAF測距エリア31
を含むような範囲に照射され、パッシブ測距及び山登り
コントラストAFの両方において使用される。
を行い、測距エリア毎に測距結果である被写体距離デー
タ、測距可能であるか否かを示す検出不能フラグ、測距
結果の信頼度を示す信頼度データ等を授受する。
するためのメモリカード15が例えば着脱自在に装着さ
れており、撮影動作時、制御部13は、撮像素子2から
の撮像出力が信号処理部12により処理された後、この
撮像データをメモリカード15に記録するように制御す
る。また制御部13は、撮影時あるいは再生操作実行時
に、その撮像データに基づく画像又は記憶された画像デ
ータに基づく画像を、その本体に設けられた液晶表示素
子(LCD)などで構成される表示部22に表示するよ
うに制御する。
ズスイッチが採用されており、図2に示すようにファー
ストレリーズスイッチ19(以下、1RSW)、セカン
ドレリーズスイッチ20(以下、2RSW)が設けられ
ている。これらの1RSW19,2RSW20は、レリ
ーズボタンに連動したスイッチであって、レリーズボタ
ンの第1段階の押し下げにより1RSW19がオンし、
引き続いて第2段階の押し下げで2RSW20がオンす
るようなっている。各レリーズスイッチ19,20から
のスイッチ操作信号は、制御部13に供給される。
号から1RSW19のオンを認識すると、AF,測光動
作を行うように制御し、さらに2RSW20のオンを認
識すると、撮影動作を行うように制御する。
て第1の実施の形態の作用を説明する。図7は制御部1
3の動作を示すフローチャートである。各ステップS1
01〜S120を説明する。
は電池挿入により、制御部13が起動し、カメラ動作を
開始する。
行い、撮影可能な状態とする。S102では、レリーズ
スイッチの押下に伴う1RSW19のオンを待つ。
パッシブ測距部14に測距コマンドを送信して測距動作
を開始させる。パッシブ測距部14は、自動的にAFセ
ンサ積分から測距演算までの動作を行う。
トAF動作を実行する。S105では、山登りコントラ
ストAFの結果、合焦できたか判別し、合焦できた場合
はS109に移行する。一方合焦できない場合はS10
6に進む。
と通信を行う。そして、S107で、パッシブ測距部1
4による測距が可能であったか否を判定する。可能な場
合はS108に進む。一方、測距結果の検出が不能の場
合はS113に移行する。
フォーカスレンズのレンズ駆動を行う。S109では、
レリーズスイッチの第2段階の押下に伴う2RSW20
のオンを検出する。2RSW20のオンを検出した場合
はS111に移行し、2RSW20がオフの場合はS1
10に移行する。
る。オンの場合はS109に戻って2RSW20のオン
を待つ。1RSWのオフの場合はS102に戻る。
では、S111の撮像処理後、メモリカード15に対し
て撮影した画像データを記録する。以降、S102に戻
り同様の動作を繰り返す。また表示部22により撮像し
た画像を表示する。
測距部14による測距が不能の場合であり、山登りコン
トラストAF及びパッシブ測距の両方の方式において測
距結果の検出が不能なので、AF補助光16によるAF
を行う。 AF補助光装置16の補助光照射を開始す
る。
装置16からの補助光を照射しながらパッシブ測距部1
4による測距と山登りコントラストAFを並行して行
う。
コマンドを送信して測距動作を開始させる。パッシブ測
距部14は、自動的にAF補助光照射中のAFセンサ積
分、AFセンサデータ読み出し、及び測距演算を行う。
行う。S116では、AF補助光装置16をオフする。
結果、合焦できたか否か判別する。合焦の場合はS10
9に、非合焦の場合はS118にそれぞれ移行する。
を行い、測距データや測距可能か否かの情報を得る。
て、AF補助光装置16の補助光照射のもとで測距可能
であったならばS108に進み以後同様の処理を行う。
一方測距不能の場合はS120に進む。
は、AF補助光装置16の補助光照射による被写体から
の反射光量の大きさによって測距を行う公知の光量測距
演算を行い、S108に進み以後同様の処理を行う。
120におけるAFシーケンスを示すタイムチャートで
ある。パッシブ測距部14の測距動作と山登りコントラ
ストAF動作が並行して行われており、山登りコントラ
ストAF動作が可能であればそのまま山登りコントラス
トAFによるフォーカスレンズ駆動のピント調節が行わ
れ、山登りコントラストAF動作が不可能であれば同時
に行われていたパッシブ測距の結果を採用してフォーカ
スレンズ駆動のピント調節が行われることになる。
すフローチャートである。即ち、図7のS104或いは
S115の動作を示している。
る。S202では、撮像素子2から信号処理部12への
画像取り込みを行う。
るAF評価値の算出が行われる。S204では、AF評
価値の高いレンズ駆動方向に所定量のレンズ駆動を行
う。
る。レンズ駆動端の場合はS208に進む。S206で
は、AF評価値が極大値か否か判定する。極大の場合は
S209に進む。
ット値に達したか否か判別する。リミットに達していな
い場合は、S202に戻り山登り動作を繰り返す。
よる検出ができなかったことを示す検出不能フラグをセ
ットしてリターンする。
通り越してから戻して極大値に正確に位置させるレンズ
駆動処理(極大処理)を行い、合焦としてリターンす
る。
によれば、外光測距と山登りコントラストAFを並行し
て実行する、つまり、両方式の動作期間の少なくとも一
部が重なっているので、両者を順番に続けて実行する場
合に比較してタイムラグを削減することができる。ま
た、タイムラグが好ましくないシーンを撮影する場合、
貴重なシャッターチャンスを逃すこともなく、確実に撮
影することが可能となる。
を同時に並行して実行し、検出可能な方の結果を採用す
るので、より高速な測距動作が可能となる。
光測距と山登りコントラストAFの両方に対応できるの
で消費電力を低減することができる。
る測距装置の第2の実施の形態を示し、該測距装置を電
子カメラに搭載した場合の制御部の他の動作例を示すフ
ロチャートである。なお、図7に示すフローチャート
は、前記第1の実施の形態の図7に示すフロチャートと
同様な処理については、同一符号を付してある。
れた電子カメラの構成としては、図2に示す第1の実施
の形態と同様であるが、制御部13による制御内容が第
1の実施の形態と異なっている。
制御部13による動作例を図7を参照しながら説明す
る。
は電池挿入により、制御部13が起動し、カメラ動作を
開始する。
態、図2のS101〜S120と同様である。
検出可能であった場合は、さらにパッシブ測距部14と
通信を行い、測距データや測距可否、測距の信頼度デー
タを受信する。
通信結果により判別する。測距可能な場合はS323に
進む。一方、測距不能の場合はS309に進む。
出済みの山登りコントラストAFとの両者の信頼度デー
タに基づいて信頼度を比較する。信頼度データとして
は、パッシブ測距ではコントラストの大きさや2像の相
関度等であり、山登りコントラストAFではAF評価値
等の公知のパラメータを使用する。そして上記両者の信
頼度データを所定の条件に基づいて比較する。
より異なった判定基準を用いて行う。S324では、上
記比較の結果、パッシブ測距の方が信頼度が高くパッシ
ブ測距データを選択した場合はS308に移行し、パッ
シブ測距による測距データに基づいてレンズ駆動を行
う。一方、パッシブ測距データを選択しなかった場合即
ち山登りコントラストAFの方が信頼度が高く山登りコ
ントラストAFを選択した場合は、既に合焦状態となっ
ているので、S309に進み撮影動作に移行する。
は、第1の実施の形態に対して、パッシブ測距と山登り
コントラストAFの両者の信頼度を比較して信頼度の高
い方を採用する手段を設けたので、より高精度なAFを
行うことができる。従って、第2の実施の形態によれ
ば、外光測距と山登りコントラストAFを同時に並行し
て実行し、検出可能な方の結果を採用、あるいは信頼度
の高い方の結果を採用することが可能であるので、高速
かつ高精度な測距動作が可能となる。
は、ストロボ装置を使用しても同様な効果が得られる。
方式に代えてアクティブ三角測距方式(被写体に光を照
射して被写体で反射して戻ってきた光を受光し、発光部
と受光部のなす角から被写体までの距離を検出する方
式)を採用しても同様な効果が得られる。
りコントラストAFによる第1AF手段と外光測距方式
による第2AF手段を同時に並行して実行し、検出可能
な方の結果を採用、あるいは信頼度の高い方の結果を採
用するので、高速かつ高精度な測距装置を実現すること
ができる。
も、1回の投光で、山登りコントラストAFによる第1
AF手段と外光測距方式による第2AF手段を同時に並
行して実行するので、消費電力を削減することが可能と
なる。
ラの測距装置を示すブロック図。
アと山登りコントラストAFの測距エリアとの関係を示
す図。
アと山登りコントラストAFの測距エリアとの関係を示
す図。
レンズ位置とAF評価値の関係(フォーカスレンズ駆動
例)を説明するグラフ。
明する斜視図。
ート。
る、AFシーケンスを示すタイムチャート。
ャート。
示し、該測距装置を電子カメラ搭載した場合の制御部の
他の動作例を示すフロチャート。
Claims (4)
- 【請求項1】撮影レンズを介して被写体像が結像される
撮像素子の画像信号のコントラストを示すAF評価値が
極大となるようにフォーカスレンズを移動させる第1の
AFを行う第1AF手段と、 外光測距により被写体距離を検出する第2のAFを行う
第2AF手段と、を有し、 上記第1AF手段の動作を行う期間と第2AF手段の動
作を行う期間が重なっていることを特徴とする測距装
置。 - 【請求項2】上記第1AF手段と上記第2AF手段の出
力のうちで検出可能な出力を選択する選択手段を有する
ことを特徴とする請求項1記載の測距装置。 - 【請求項3】上記第1AF手段と上記第2AF手段の出
力のうちで信頼度の高い出力を選択する選択手段を有す
ることを特徴とする請求項1記載の測距装置。 - 【請求項4】補助光装置を有し、上記第1、第2AF手
段の少なくとも両方が動作している時に補助光を照射す
ることを特徴とする請求項1記載の測距装置。
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JP2000152023A JP4540800B2 (ja) | 2000-05-23 | 2000-05-23 | 測距装置 |
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