JP2002072072A

JP2002072072A - 測距装置

Info

Publication number: JP2002072072A
Application number: JP2000261536A
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: 2000-08-30
Filing date: 2000-08-30
Publication date: 2002-03-12
Also published as: US20020025153A1; US6556785B2

Abstract

(57)【要約】【課題】省エネルギー問題やシャッタータイムラグを
対策し、なおかつ、「にが手」なシーンのない正しいピ
ント合せを可能とした測距装置を提供する。【解決手段】ズームレンズ（１０）と、ストロボ（５
ａ）とを備えた装置において、アクティブＡＦとパッシ
ブＡＦとのうちの一方の方式の出力結果と、前記ズーム
レンズ（１０）のズーム位置とに従って、他方の方式を
作動させるか否かを決定することを特徴とする測距装置
を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、オートフォーカ
スカメラ等に用いられるもので、特にアクティブ方式と
パッシブ方式を用いた測距装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から用いられているカメラの自動ピ
ント合せ（ＡＦ：Auto Focus）装置には、一般的に大き
く分けて２つの方式がある。

【０００３】１つは、被写体の像信号にもとづくもので
パッシブ方式と呼ばれ、もう一方は、被写体に対し、カ
メラ側から投射した光の反射信号光によってピント合せ
を行なうアクティブ方式と呼ばれるものである。

【０００４】前記パッシブ方式は像信号を利用するた
め、暗いシーンではピント合せが困難になり、明るくて
もコントラストのない被写体に対するピント合せは原理
的にできない。そこで特開平１１−８３４７４号公報の
ように、前記２方式を切り換え利用する技術が知られて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】一般的に、カメラのフ
ァインダー内の中央部には重要な対象物が存在する事が
多く、ファインダー内の周辺部にあるものにピントを合
せると、中央部にいる重要な被写体にピントが合わなく
なってしまう。つまり図１０のようなシーンでは、カメ
ラのピントをビールびん１０１に合せてしまうと肝心の
人物の顔１０２がボケてしまうということが起こってい
た。

【０００６】しかし、従来の技術のようにどちらかの方
式を切り換えて使うと、一方を選択したあと実は別の方
式の方が好ましいという誤判断の問題がさけられなかっ
た。

【０００７】以上の点を鑑み、本発明の目的は、このよ
うなシーンにおいても正しく人物にピント合せする事を
可能とし、しかも２つの方式を合せることにより、シャ
ッタータイムラグや省エネルギーにも十分留意した測距
装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の測距装置は、被写体の像信号を利用して
ピント合せを行なう第１のピント合せ手段と、光を投射
する投光手段と、前記投光手段から投射した光の反射信
号光に従ってピント合せを行なう第２のピント合せ手段
と、前記第１と第２のピント合せ手段のうちの一方の出
力結果と、前記ズームレンズのズーム位置とに従って、
前記第１および第２のピント合せ手段のうちの他方を作
動させるか否かを決定する決定手段とからなることを特
徴とする。

【０００９】また、優先度が異なる複数の測距ポイント
を有する測距装置において、前記優先度の高いポイント
の測距の信頼性に従って再測距を行なうか否かを決定す
る決定手段を有することを特徴とする。

【００１０】また、前記優先度の高いポイントを、撮影
時の画角に従って切り換える切り換え手段を具備するこ
とを特徴とし、前記再測距行なう時に、被写体の像信号
のＡ／Ｄ変換時の積分時間を切り換えることを特徴とす
る。

【００１１】また、前記再測距行なう時に、被写体の像
信号のＡ／Ｄ変換時の測距用光の投射の有無を切り換え
ることを特徴としている。

【００１２】上記構成を有する測距装置によれば、省エ
ネルギー問題やシャッタータイムラグを対策し、なおか
つ、「にが手」なシーンのない正しいピント合せを可能
とした測距装置を提供することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を以下に図面
を用いて説明する。

【００１４】まず、本発明の実施形態の理解を助けるた
めに、図１を用いて本発明のピント合せ装置について説
明する。

【００１５】まず本発明では、次のような考え方が前提
となって効果を上げるようになっている。

【００１６】図１に示したようなフローを基本とし、画
角に従って、ファインダー内の優先度の高いポイントを
決定（Ｓ６０）し、測距時に前記優先度が高い部分のピ
ント合せ情報に従って、改めてピント合せ用の検出をす
るか否かを判定する（Ｓ６１）。

【００１７】前述のように、ピント合せ方式には、アク
ティブＡＦやパッシブＡＦ等各々特徴を持った方式があ
りＳ６１で再度の検出が必要と判断された時、最初行な
ったピント合せ用検出とは異なる方式で再度の検出を行
なってにが手な対象物がないようにしている。得られた
結果より、ピント合せを行なう距離を決定し、ピント合
せするのがＳ６２の部分である。

【００１８】また例えば、夜景をバックにした人物撮影
などのシーンでは、背景の夜景が十分明るくコントラス
トもあるゆえに、パッシブのピント合せ方式が好ましい
と誤判断しがちであり、比較的暗くコントラストの低い
人物はピンボケになってしまうことが多かったが、本発
明を用いることにより、一方の方式で被写体距離に関す
る情報を得たのちに、前記アクティブＡＦやパッシブＡ
Ｆの２つの方式による結果を考慮して、より正確なピン
ト合せを可能とした。

【００１９】以下、本発明について図面を用いて詳しく
説明する。

【００２０】本発明をレンズシャッターカメラのオート
フォーカス装置に応用した第１の実施形態を図２及び図
３に示す。

【００２１】まず図２（ｂ）のカメラ２０の前面には、
撮影用ズームレンズ１０の他、測距用の受光レンズ３や
測距用発光手段４に加え、ストロボ発光部５が配置され
ている。

【００２２】またカメラ上面には、レリーズボタン７の
他、前記ズームレンズのズーミングを行なうスイッチ８
ａ，８ｂが設けられており、ユーザーがこれらを操作す
ると、画角が変化したり撮影が行われたりする。こうし
た制御を行なうのが図２（ａ）のような電子回路であ
り、ワンチップマイコン等からなる演算制御手段（ＣＰ
Ｕ）１が、内蔵のＲＯＭ（Read Only Memory）に記憶さ
れた所定のプログラムにもとづいて、前記スイッチ７，
８ａ，８ｂ等の入力状態を検出し、ズームモーター１２
やシャッター９手段等を制御する。ズームモーター１２
の制御においてＣＰＵは、その回転をエンコーダー１３
で検出することによって正確な位置判断を行なう。ま
た、レリーズ時には、測距用光学素子（受光レンズ）３
ａ，３ｂを介してセンサアレイ２ａ，２ｂに入射した光
信号によって距離検出がなされ、その結果に従ってピン
ト合せ手段１１を介してレンズ１０のピント合せが行わ
れる。そして露出制御がそれに続くが、必要によってＣ
ＰＵ１は、ストロボ５ａを介してストロボ発光部５を発
光させる。

【００２３】また人物（被写体）３０の像は、前述の２
つの受光レンズ３ａ、３ｂを介してセンサアレイ２ａ，
２ｂ上に形成されるが、この時の光の明暗の分布を前記
センサアレイ２ａ、２ｂの各センサが電流信号に光電変
換するので、その電流を各々のコンデンサ（図示せず）
に所定時間積分すると、その出力電圧の分布が像信号と
なるので、これをＡ／Ｄ変換手段６にてＡ／Ｄ変換し
て、得られたデジタル信号を前記ＣＰＵ１に像信号とし
て入力する。前記２つの受光レンズ３ａ、３ｂが所定の
基線長Ｂだけ離れて配置されていると、前記センサアレ
イ２ａ，２ｂで得られる像の相対位置差ｘを求めること
により、被写体距離ＬがＬ＝Ｂ×（ｆ／ｘ）の関係によ
って算出される。ここでｆは図に示したように受光レン
ズの焦点距離である。

【００２４】先に積分時間について述べたが、この積分
時間は、前記センサアレイ２ａ、２ｂの所定の領域にお
ける光電流量をモニターして決定するため、モニター手
段６ｂを構成した。これによって、モニター領域の切換
や、積分終了判定等を行なう。また、定常的にセンサア
レイ２ａ、２ｂから出力される光電流を積分せず測距用
光投光時の反射信号光にもとづく光電流のみを積分する
ために、定常光電流除去手段６ａが設けられており、測
距時に前記ＣＰＵ１がドライバー４ｂを介して赤外発光
ダイオード（ＩＲＥＤ）４ａを発光させた場合には、こ
の定常電流除去手段６ａを作動させる。前記ＩＲＥＤの
発光なく、通常の像信号検出時にこれを作動させると、
すべて光電流は除去されるので、像信号は全く得られな
くなり、よって投光を伴う時のみ作動させる。

【００２５】また、前記センサアレイ２ａ，２ｂは大き
く７つの領域に分割可能とし、その領域を、図３に示す
ように、ＬＬ，Ｌ，ＣＬ，Ｃ，ＣＲ，Ｒ，ＲＲと呼んで
いる。この各領域は、各々数十個レベルのセンサから構
成されている。例えば被写体（人物）３０が図のような
位置にいる時には、ＬＬの領域の像信号を利用する。１
４Ｔ及び１４Ｗは、撮像レンズのズーミングによって変
化する画角変化である。１４Ｔは望遠側、１４Ｗは広角
側を示している。望遠側においてはＬＬやＲＲの領域は
ファインダーの端部に位置し、主要被写体ではなく、雑
被写体（例えば、図１０のビン１０１など）をとらえる
確率が高くなる。従って、画角が狭い時（望遠側）は、
例えば、領域ＣＬ，Ｃ，ＣＲを優先度の高い領域とし、
画角が広い時（広角側）は、例えば、Ｌ，ＣＬ，Ｃ，Ｃ
Ｒ，Ｒを優先度の高い領域にすればよい。

【００２６】以上、本発明の第１の実施形態を用いるこ
とにより、ファインダー内の領域に重要な被写体が多い
際に、もしも、前記パッシブ方式による測距結果が、コ
ントラストの不十分や明るさの不足によって信頼性がＮ
Ｇと判断される時には、測距用光投射を伴うアクティブ
方式に切り換えて再測距すれば、本発明の第１の実施形
態では、従来測距が困難であったシーンでも正しく測距
できるので、重要な被写体をピンボケにすることなく撮
影が可能となる。かつ、パッシブとアクティブ両方式で
毎回測距をするとエネルギーや時間の無駄になっていた
のを防ぎながら、適確なピント合せを可能とした。

【００２７】次に図４、５を用いて本発明の第２の実施
形態を説明する。

【００２８】まず、図４（ａ）は夜景をバックにしたシ
ーンを示している。このような、夜景をバックにしたシ
ーンにおいて、人物３０の後方横に強い光源４０がある
場合を考えると、各センサからの出力分布をグラフ化す
ると、図４（ｂ）のような分布となり、人物の像信号
は、背景の光のコントラストにかき消されてしまう。同
様に、図４（ｃ）のように窓の外の夜景を撮影する場合
は、得られる光の分布は、強い光源４０によって図４
（ｄ）のようなものとなる。よって、図４（ａ）のよう
なシーンでは、極力人物にピントを合せたいので補助光
投射してでも正しい測距の必要がある。しかし、図４
（ｃ）のようなシーンでは、補助光を照射しても窓ワク
が測距されるだけで、撮影したいのは風景であるので、
補助光の照射は時間的にもエネルギー的にも無駄なもの
となる。

【００２９】そこで、図４に示すように、ファインダー
内のＣＬ，Ｃ，ＣＲのポイントがローコントラストにな
らない限り補助光投射は行なわないようにする。また、
このローコントラスト判定用ＣＬ，Ｃ，ＣＲの範囲とい
うのは、撮影時の画角によって切り換えるようにすれば
効果的である。

【００３０】次に図５にはピント合わせのフローを示し
た。まずＳ１でセンサアレイ像信号を入力し、Ｓ２で
は、得られた像信号よりローコントラスト部以外の距離
を算出する工程である。この時、ＬＬ，Ｌ，ＣＬ，Ｃ，
ＣＲ，Ｒ，ＲＲの各領域の像信号を利用して、各領域に
存在する被写体の距離を算出する。次にＳ３は画角を判
定するステップであり、望遠（Ｔｅｌｅ）ならＳ４に分
岐し、前述のようにローコントラスト判定域をＣＬ，
Ｃ，ＣＲとしてローコントラスト判定を行なう。広角側
ならＳ３からＳ５に分岐し、ローコントラスト判定域を
増加させる。この結果、この判定域がローコントラスト
（ローコントラストのため測距不能）なら、Ｓ６で補助
光（ストロボ）を放射し、Ｓ７で補助光照射時の像信号
を入力し、再度、これらの優先光領域の測距を行なう
（Ｓ８）。こうして、Ｓ２，Ｓ８で得られた距離の中か
ら最も近い距離をピント合せ距離Ｌ_pとして、ピント合
せ制御を行なえば（Ｓ９，Ｓ１０）、図４（ａ）の人物
は補助光によって像が得られるし、図４（ｂ）はＳ６の
フローを通らないので、いずれの場合も正しく測距、ピ
ント合せが可能となる。

【００３１】次に、図６、図７を用いて本発明の第３実
施形態を説明する。この実施形態は、初めにパッシブＡ
Ｆを行ない、再測距時に光投射を伴うアクティブＡＦを
行なう実施形態である。

【００３２】まず、図６のファインダー１４の全域に相
当する領域２２に対して、強い光を投射できるストロボ
光と測距域１５の中の限られた領域２１のみに光が投射
できるコントラストのあるＩＲＥＤの光を使いわけて、
より正確なピント合せを可能としたものである。ここで
は、ローコントラスト判定優先域を望遠側ではＣのみ、
広角側ではＣＬ，Ｃ，ＣＲに設定する。従って、図７の
フローの前半のＳ２０からＳ２３，Ｓ２４までは、図５
のＳ４，Ｓ５までと同様で、最初の測距を試みるステッ
プとなっている。しかし、ローコントラスト判定時では
異なっており、Ｓ２５でまず、まぶしくないＩＲＥＤ照
射を行なうことにより、ストロボ光を用いるよりもエネ
ルギーが少なくて済み、その時の像信号し（Ｓ２６）、
ローコントラスト部以外の距離の算出を行なう（Ｓ２
７）。しかし、ＩＲＥＤの光は、ストロボほど強くな
く、遠くまで測距できないので再度画角によるローコン
トラスト判定を行ない、優先域にローコントラスト領域
があれば、前記Ｓ２５〜Ｓ２７と同様にストロボを放射
し（Ｓ３１）、続いて像信号を入力し（Ｓ３２）、Ｓ３
３にてストロボ光による測距を行なう。こうして得られ
た距離の中（Ｓ２１、Ｓ２７、Ｓ３３）から最も近い距
離を選択しＬ_pとし（Ｓ３４）て、このＬ_pにピント合せ
を行なう（Ｓ３５）。

【００３３】このようなフローによって、極力、まぶし
い上に多大なエネルギー消費を伴うストロボ（補助）光
に頼らず、まぶしくない上に消費エネルギーが少なく、
コントラストのあるスポットの投光が可能なＩＲＥＤ投
光により測距を合せて、近距離の被写体に対してはまぶ
しくなく、また画像に従って判定を切り換えして極力無
駄な再測距は行なわずに済むようになっており、従来ア
クティブＡＦが「にが手」としていた遠距離の被写体に
対しても、強いストロボ光で測距を可能とした、より高
精度、高品位の測距装置を搭載したカメラが提供でき
る。

【００３４】次に本発明の第４実施形態を図８、９を用
いて説明する。先の実施形態ではまずパッシブＡＦを行
ない再測距時に、光投射を伴うアクティブＡＦを行って
いたが、ここでは、初めにアクティブＡＦを行ない、さ
らに、パッシブＡＦにおいても、積分時間の切り換え等
によっても最適にできるシーンも多いので、ここでは、
図９に示した再々積分時（Ｓ５１）にはこの積分時間切
換の技術も合せて、さらに「にが手」シーンが少ない測
距及びピント合せを可能としている。

【００３５】例えば、図８（ａ）に示すようなシーンで
は昼間太陽の光が強く、背景からの太陽光反射が強い場
合など得られるセンサデータは図８（ｂ）のようにな
り、夜景時と同様、人物３０の部分からは明確なコント
ラストの像信号が得られない。そこで、先の実施形態で
は単純にアクティブＡＦを行ったが、背景の光が強すぎ
ると、定常光電流除去手段（回路）のダイナミックレン
ジをオーバーしてしまって正確なアクティブＡＦが不能
となってしまう。そこで、この実施形態では、まず、図
９に示すように、Ｓ４０にて、補助光（ストロボ）照射
定常光除去積分のアクティブ方式のＡＦを行ない、Ｓ４
１で望遠（Ｔｅｌｅ）かどうかの判定を行なう。このと
き、前記アクティブ方式のＡＦがうまくいかなかった場
合、Ｓ４２，Ｓ４３のどちらに進んでも（望遠か否かに
かからわず）、優先域にコントラストの判定がなされな
かった時（反射信号光無し）には、Ｓ４５に分岐し、続
いてＳ４６で像信号を入力し、そしてＳ４７でローコン
トラスト部以外の距離を測定し、パッシブＡＦを行な
う。この時、図８の様な状態（昼間太陽の光が強く、背
景からの太陽光反射が強い場合）においては、図８
（ｂ）のセンサ出力から明らかなように背景の光のコン
トラストが強いので、人物の像信号は十分なコントラス
トが得られない。従って、ファインダー中央域を優先測
距域とすると、Ｓ４９ではＣがローコントラストと見な
され，Ｓ５０ではＣＬ、Ｃ、ＣＲのいずれかがローコン
トラストとなりＳ５１に分岐する。ローコントラストと
見なされない場合には、Ｓ５４に進み、Ｓ４４、Ｓ４
７，Ｓ５３の内で一番近い距離をＬ_pとし（Ｓ５４）、
このＬ_pにピント合わせを行なう（Ｓ５５）。

【００３６】また、Ｓ５１ではセンサ出力を再積分する
が、この時、背景の光は飽和しても、中央の人物の像が
検出できるように積分時間をＳ４５の時の例えば４倍の
長さに延長して、図８（ｃ）のようなセンサ出力を得る
ようにする。これによって、人物の部分の像が得られる
ので、この像信号によって距離算出を行なえば、図８
（ａ）のような昼間の逆光シーンでも正確なピント合せ
を可能とすることができる。

【００３７】この実施形態も図７と同様、最悪、３回も
測距を行っており、「にが手」シーンほど測距時間が長
くなるが、画角を考慮して優先領域を限って判定を行っ
ているので不要な測距が増えて、エネルギーや時間が無
駄になる事を極力防止している。

【００３８】通常の撮影シーンではアクティブＡＦが有
効な距離に被写体がおり、しかも、その被写体はファイ
ンダー中央にいる事が多いので、前記Ｓ４０〜Ｓ４４の
ステップで８割程度のシーンの写真撮影はＯＫとなる。
しかし、シーンが明るすぎたり、背景の明るさが明るす
ぎたりすると、Ｓ４５以下に分岐して、方式をかえた再
測距を行い、あとの２割のシーンに対しても正しいピン
ト合せを可能とした。

【００３９】「付記１」ズームレンズと、被写体の像
信号を利用してピント合せを行なう第１のピント合せ手
段と、光を投射する投光手段と、前記投光手段から投射
した光の反射信号光に従ってピント合せを行なう第２の
ピント合せ手段と、前記第１と第２のピント合せ手段の
うちの一方の出力結果と、前記ズームレンズのズーム位
置とに従って、前記第１および第２のピント合せ手段の
うちの他方を作動させるか否かを決定する決定手段と、
からなることを特徴とする測距装置を有するカメラ。

【００４０】「付記２」優先度が異なる複数の測距ポ
イントを有する測距装置を有するカメラにおいて、前記
優先度の高いポイントの測距の信頼性に従って再測距を
行なうか否かを決定する決定手段を有することを特徴と
する測距装置を有するカメラ。

【００４１】「付記３」前記優先度の高いポイント
を、撮影時の画角に従って切り換える切り換え手段を具
備することを特徴とする付記２に記載の測距装置を有す
るカメラ。

【００４２】「付記４」前記再測距行なう時に、被写
体の像信号のＡ／Ｄ変換時の積分時間を切り換えること
を特徴とする付記２または３に記載の測距装置を有する
カメラ。

【００４３】「付記５」前記再測距行なう時に、被写
体の像信号のＡ／Ｄ変換時の測距用光の投射の有無を切
り換えることを特徴とする付記２または３に記載の測距
装置を有するカメラ。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、省
エネルギー問題やシャッタータイムラグを対策し、なお
かつ、にが手なシーンのない正しいピント合せを可能と
したカメラを提供するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るフローを示す図。

【図２】本発明の第１の実施形態に係るレンズシャッタ
ーカメラのオートフォーカス装置に測距装置を応用した
状態とカメラの外観を示す図。

【図３】本発明の第１の実施形態に係るセンサアレイの
詳細を示す図。

【図４】本発明の第１の実施形態に係るファインダーと
それに係る出力部分布図。

【図５】本発明の第２の実施形態に係るフローを示す
図。

【図６】本発明の第３の実施形態に係るファインダーを
示す図。

【図７】本発明の第３の実施形態に係るフローを示す
図。

【図８】本発明の第４の実施形態に係る背景の光のコン
トラストが強いときの被写体を示す図。

【図９】本発明の第４の実施形態に係るフローを示す
図。

【図１０】従来の技術におけるピント合せの例を示す
図。

【符号の説明】

１…ＣＰＵ、２ａ．２ｂ…センサアレイ、３…受光レン
ズ、３ａ．３ｂ…測距用受光素子、５…ストロボ発光
部、６ａ…定常電流除去手段、９…シャッター、１０…
ズームレンズ、１１…ピント合せ手段、１３…エンコー
ダー、１４…ファインダー、１５…測距域、３０…被写
体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H011 AA01 BA05 BA14 CA01 CA19 2H051 BB07 BB09 BB20 CC17 CC19 CE28 DA02 DA07 DA11 DA17 DA19 EB07 EB13 FA76

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体の像信号を利用してピント合せを
行なう第１のピント合せ手段と、光を投射する投光手段と、前記投光手段から投射した光の反射信号光に従ってピン
ト合せを行なう第２のピント合せ手段と、前記第１と第２のピント合わせ手段のうちの一方の出力
結果と、前記ピント合わせ手段に連動したズームレンズ
のズーム位置とに従って、前記第１及び第２のピント合
わせ手段のうちの他方を作動させるか否かを決定する決
定手段と、からなることを特徴とする測距装置。
【請求項２】優先度が異なる複数の測距ポイントを有
する測距装置において、前記優先度の高いポイントの測
距の信頼性に従って再測距を行なうか否かを決定する決
定手段を有することを特徴とする測距装置。
【請求項３】前記優先度の高いポイントを、撮影時の
画角に従って切り換える切り換え手段を具備することを
特徴とする請求項２に記載の測距装置。