JP2003015022A - 測距装置、測距方法、及び制御プログラム - Google Patents
測距装置、測距方法、及び制御プログラムInfo
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Abstract
正確に測距できるようにする。 【解決手段】 測距センサの温度と測距光学系の温度と
を個別に検出し、前記測距センサの検出温度に基づいて
該測距センサ上に発生する暗電流の温度による変化に伴
う該測距センサの出力変化を補正し、前記測距光学系の
検出温度に基づいて該測距光学系の温度変化に応じた合
焦制御量の補正を行う。
Description
等で利用される測距技術に関する。
ス)等に用いられる測距装置では、光学系の温度変化に
よる各種誤差を補正する補正処理が行われている。すな
わち、測距センサの周囲に温度センサを設けて温度を測
定し、この測定値に基づいて、測距センサ上で発生する
温度変化による暗電流変化に伴う像信号を補正する暗電
流補正や、光学系の温度変化に伴う測距光学系の変化に
対する補正を行うようになっている。
は、図8に示すように、測距センサに電源を入れる前
は、測距センサと光学系の温度は、ほぼ等しい温度にな
っているが、測距センサに電源を入れて動作を開始する
と測距センサの温度上昇が始まり、測距センサの温度と
光学系の温度に差が発生してしまう。
温度センサによる測定結果に基づいて、暗電流の補正や
光学系の温度補正を行うと、誤った温度補正が行われて
しまう場合がある。特に、最近は、光学系の小型化や測
距センサの画素ピッチの微細化が進んだため、誤った温
度補正による測距誤差が大きくなっていた。
れたもので、その課題は、測距センサと測距光学系に温
度差が生じても正確に測距できるようにすることにあ
る。
め、本発明に係る測距装置は、測距センサの温度を検出
する第1の温度検出手段と、測距光学系の温度を検出す
る第2の温度検出手段と、前記測距センサ上に発生する
暗電流の温度による変化に伴う該測距センサの出力変化
を補正する第1の補正手段と、前記測距光学系の温度変
化に応じて合焦制御量を補正する第2の補正手段とを有
し、前記第1の温度検出手段により検出された温度に基
づいて前記第1の補正手段による補正を行い、前期第2
の温度検出手段により検出された温度に基づいて前記第
2の補正手段による補正を行うように構成されている。
サの温度を検出する第1の温度検出工程と、測距光学系
の温度を検出する第2の温度検出工程と、前記測距セン
サ上に発生する暗電流の温度による変化に伴う該測距セ
ンサの出力変化を補正する第1の補正工程と、前記測距
光学系の温度変化に応じて合焦制御量を補正する第2の
補正工程とを有し、前記第1の温度検出工程により検出
された温度に基づいて前記第1の補正工程による補正を
行い、前期第2の温度検出工程により検出された温度に
基づいて前記第2の補正工程による補正を行うように構
成されている。
距センサの温度と測距光学系の温度とを個別に検出し、
前記測距センサの検出温度に基づいて該測距センサ上に
発生する暗電流の温度による変化に伴う該測距センサの
出力変化を補正し、前記測距光学系の検出温度に基づい
て該測距光学系の温度変化に応じた合焦制御量の補正を
行う内容を有している。
に基づいて詳細に説明する。
電気的な概略構成を示すブロック図であり、同図におい
て、1はカメラ全体の制御を行うマイクロコンピュー
タ、2はマイクロコンピュータ1に外付け(内蔵でもよ
い)された揮発性メモリとしてのRAM、3はマイクロ
コンピュータ1に外付け(内蔵でもよい)された不揮発
性メモリとしてのEEPROMである。このEEPRO
M3には、各種の制御プログラムや、各種の補正データ
等が格納されており、マイクロコンピュータ1は、これ
ら制御プログラムを実行したり、補正データにより補正
動作をすることにより、後述する各種の処理を行う。
オートフォーカスを行うための焦点検出センサ・ユニッ
ト(測距センサ・ユニットとも呼ぶ)であり、後述する
焦点検出装置35(図3参照)に搭載されている。5は
焦点検出センサ・ユニット4に内蔵されたセンサ駆動制
御回路である。6は前記焦点検出センサ・ユニット4に
内蔵され、センサ駆動制御回路5により駆動制御される
センサ部であり、このセンサ部6は、複数のセンサセル
からなるS1AとS1Bで1ラインの焦点検出領域(以
下、AF領域ともいう)となっている。これらの対が、
S1AとS1B、S2AとS2B、S3AとS3B、S
4AとS4Bの4ライン存在している。
AとS2Bの対は、互いに交差する位置に配置され、同
じAF領域で縦と横の焦点検出を可能としており、焦点
検出センサ・ユニット4は、4ラインの焦点検出用のセ
ンサと3個所のAF領域を持っている。
駆動制御回路5からの信号に従って信号処理を行い、マ
イクロコンピュータ1に出力するための信号処理回路、
8はセンサ部6と同一チップ上に配置された内部温度検
出素子としてのダイオード、9は焦点検出センサ・ユニ
ット(測距センサ・ユニット)4の外部に接続された外
部温度検出素子としてのダイオードである。また、10
は内部温度検出素子8と外部温度検出素子9に接続さ
れ、これら検出素子からの検出信号に基づいて温度検出
処理を行う温度検出回路である。
れ、被写体の輝度を測定するための測光回路、12はマ
イクロコンピュータ1に接続され、カメラ本体に着脱可
能な交換レンズ13の内部の電子回路を制御するための
レンズ制御回路である。13はレンズ制御回路12に接
続され、該レンズ制御回路12からの制御信号に従って
レンズを制御する電子回路を含む、カメラ本体に着脱可
能な交換レンズである。
れ、シャッタ速度や絞り値、カメラの各種設定値や状態
などを表示制御するための表示制御回路、15は表示制
御回路14に接続され、該表示制御回路14の制御に基
づいて各種表示を行う表示部である。
に接続され、測光や焦点検出を開始するためのスイッ
チ、17(SW2)はマイクロコンピュータ1に接続さ
れ、露光を開始するためのスイッチである。スイッチS
W1とSW2は2段スイッチ構成のレリーズスイッチを
構成しており、レリーズスイッチの第1ストロークでス
イッチSW1がONし、第2ストロークでスイッチSW
1とSW2が共にONするようになっている。
れ、焦点検出センサ・ユニット4に具備された複数のA
F領域のうち、どれか1つのAF領域を任意に選択する
ためのAF領域選択スイッチ、19はマイクロコンピュ
ータ1に接続され、カメラに設けられた各種設定のため
のダイヤルの動作を検出するためのダイヤル検出回路で
ある。20はダイヤル検出回路19に接続され、カメラ
の各種の設定を行うための設定ダイヤルであり、AF領
域選択スイッチ18とこのダイヤルにより、任意のAF
領域を選んだり、カメラが自動的にAF領域を選択する
自動AF領域選択を選んだりすることが出来る。
ィルム、22はマイクロコンピュータ1により制御さ
れ、フィルム21の位置を検出するためのフィルム検出
回路、23はフィルム検出回路22により駆動され、フ
ィルム21の位置を検出するフォトセンサである。
され、フィルム給送用モータ25を駆動してフィルム2
1の巻き上げや巻き戻しをするためのフィルム給送回路
である。26はマイクロコンピュータ1により制御さ
れ、露光のためにシャッタを制御するためのシャッタ制
御回路、27はシャッタ制御回路26により制御され、
露光を行うためのシャッタである。
を示す横断面図である。
を集光し撮影を行うための対物レンズ、29は対物レン
ズ28からの入射光線を反射する半透過性の主ミラー、
30は対物レンズ28の焦点位置に配置される焦点板、
31は光線方向を変更するペンタプリズム、32は撮影
者に対する接眼レンズ、33は焦点検出時に動作するサ
ブミラー、34は銀塩フィルム等のフィルム、35は焦
点検出装置である。
は、対物レンズ28を透過した後、主ミラー29により
上方に反射され、焦点板30上に像を形成する。焦点板
30上に結像された像は、ペンタプリズム31による複
数回の反射を経て、接眼レンズ32を介して撮影者又は
観測者によって視認される。
到達した光束のうちの一部は、主ミラー29を透過し、
サブミラー33により下方に反射されて、焦点検出装置
35に導かれる。
断面図である。図3の焦点検出装置35内において、3
6は対物レンズ28の予定焦点面、すなわちフィルム面
と共役な面の近傍に配置された視野マスク、37は同じ
く予定焦点面の近傍に配置されたフィールドレンズ、3
8は2つのレンズ38a,38bからなる2次結像系で
ある。
トであり、焦点検出センサ・ユニット4を構成する上記
2つのセンサ列S1A,S1Bは、それぞれ2つのレン
ズ38a,38bに対応してその後方に配置されてい
る。39は2つのレンズ38a,38bに対応して配置
された2つの開口部39a,39bを有する絞りであ
る。なお、40は分割された2つの領域40a,40b
を含む対物レンズ28の射出瞳である。
り、主として2次結像系レンズ38(光学系)の温度を
測定すべく、2次結像系レンズ38の近傍に配置されて
いる。8は図1に示した測距センサ・ユニット4の温度
を測定するための内部温度検出素子であり、測距センサ
・ユニット4のセンサ部6と同一のチップ上に形成され
ている。
ズ28の射出瞳40の領域40a,40bに対して、絞
り39の開口部39a,39bの近傍に結像させる作用
を有しており、射出瞳40の各領域40a,40bを透
過した光束41a,41bは、2つのセンサ列S1A,
S1Bにそれぞれ入射される。
位相差検出方式と呼ばれる検出方式を採用しており、こ
の検出方式の原理を図4を用いて説明する。なお、図4
は、センサ列S1A,S1Bに形成された光量分布の例
であり、他のセンサ列S2AとS2B、S3AとS3
B、S4AとS4Bも同様の趣旨である。
あり、各センサ列S1A,S1Bに入射する光量(光強
度)を表している。102は、グラフの横軸であり、各
センサ列S1A,S1Bの画素の広がりを表している。
107,108は、各センサ列S1A,S1Bの画素の
光強度出力(以下、像信号という)を表しており、第1
像、第2像と便宜的に呼ぶ。
A,S1Bの広がりを示し、105,106は、各セン
サ列S1A,S1Bの中央部を示している。
致しているときは、図4の(a)のように、第1像と第
2像の分布状態が略一致する。すなわち、第1像と第2
像のピークは、対応する各センサ列S1A,S1Bの中
央部105,106と一致する。
面の前側(すなわち、対物レンズ28側)にある場合
は、図4の(b)のように、2つのセンサ列S1A,S
1B上にそれぞれ形成される光量分布が互いに近づいた
状態となる。反対に、対物レンズ28の結像点が予定焦
点面の後側にある場合は、図4の(c)のように、2つ
のセンサ列S1A,S1B上にそれぞれ形成される光量
分布が互いに離れた状態となる。
に形成される光量分布のずれ量は、対物レンズ28のデ
フォーカス量(すなわち、焦点ずれ量)と或る関数関係
にあるので、そのずれ量を適当な演算手段で算出するこ
とにより、対物レンズ28の焦点ずれの方向と量を検出
することができる。そして、この検出した焦点ずれの方
向と量に応じて対物レンズ28等のレンズ系の位置を移
動することにより、その焦点ずれ量がほぼ零となるよう
にして、自動焦点検出を行う。
て、図5及び図6を用いて説明する。
あり、各センサ列S1A,S1Bに入射する光量(光強
度)を表している。112は、グラフの横軸であり、各
センサ列S1A,S1Bの画素の広がりを表している。
117,118は、各センサ列S1A,S1Bの画素の
光強度出力(以下、像信号という)を表しており、第1
像、第2像と便宜的に呼ぶ。
A,S1Bの広がりを示し、115,116は、各セン
サ列S1A,S1Bの中央部を示している。なお、図5
の(a)、(b)、(c)は、それぞれ、常温、低温、
高温の場合の光量分布を示している。
の時に、第1像と第2像のピークが対応する各センサ列
S1A,S1Bの中央部105,106と一致した場合
に、合焦位置に対物レンズ28がある場合の図であり、
温度による補正を行わない場合の各温度におけるピント
のずれを実線で示し、補正後の合焦位置を破線で示して
いる。
定焦点面と一致しているとき、図5の(a)のように、
第1像と第2像の分布状態が略一致する。このとき、図
6に示すように、温度による補正を行わなくても合焦状
態となっている。
28の結像点が予定焦点面と一致していても、フィール
ドレンズ37、2次結像系38を含む焦点検出装置35
の温度変化により、図5(b)のように、2つのセンサ
列S1A,S1B上にそれぞれ形成される光量分布が互
いに近づいた状態となる。
状態が一致するように対物レンズ28を移動させると、
図6に示すように、実際の焦点位置よりも後ピンになっ
てしまう。そこで、本実施形態では、外部温度検出素子
9により得られた温度に基づいて補正値を決定し、その
補正値に基づいて実際の合焦位置に対物レンズ28を移
動させるように補正を行っている。なお、具体的な温度
補正の補正方法については、特公平8−33511号公
報等で公知の技術であるため、説明は省略する。
ズ28の結像点が予定焦点面と一致していても、フィー
ルドレンズ37、2次結像系38を含む焦点検出装置3
5の温度変化により、図5(c)のように、2つのセン
サ列S1A,S1B上にそれぞれ形成される光量分布が
互いに離れた状態となる。
状態が一致するように対物レンズ28を移動させると、
図6に示すように、実際の焦点位置よりも前ピンになっ
てしまう。そこで、外部温度検出素子9により得られた
温度に基づいて補正値を決定し、その補正値に基づいて
実際の合焦位置に対物レンズ28を移動させるように補
正を行っている。
結像系38を含む焦点検出装置35の温度変化により発
生する実際の合焦位置とのずれを、外部温度検出素子9
により検出した光学系の温度に基づいて補正するように
している。
して一定時間の電荷蓄積動作を行った場合の像信号出力
を示す図であり、図7の(a)は、センサ部6が常温
(約25℃)の場合の像信号出力を示し、図7の(b)
は、センサ部6が高温(約45℃)の場合の像信号出力
を示している。
ンサ部6の温度変化により、その像信号出力が変化する
のは、センサ部6の温度変化により、センサ部6に流れ
る暗電流が変化するためであると考えられる。
センサ・ユニット4の内部に配置された内部温度検出素
子8及び温度検出回路10によりセンサ部6の温度を検
出し、像信号を検出温度に応じて補正し、その補正した
像信号に基づいて測距演算を行っている。具体的な補正
方法については、特開平10−13749号公報等に開
示されているので、説明は省略する。
設けられたチップ上に設けられた内部温度検出素子8に
より検出した温度に基づいて、測距センサ(センサ部
6)に流れる暗電流の温度による変化に伴う像信号の変
化を補正し、その補正値に基づいて測距演算を行うとと
もに、測距光学系を含む測距装置35の温度を検出する
外部温度検出素子9により検出された温度に基づいて、
測距光学系の温度変化に応じた合焦制御量の補正を行う
ようにすることで、測距センサと測距光学系に温度の違
いが発生しても、正確に測距を行うようにしている。
ることなく、例えば、測距センサと温度センサは、同一
のチップ上に設けているが、温度センサの種類によって
は、温度センサを測距センサに貼り付けるなど、別の形
態で温度センサを測距センサの近傍に配置してもよい。
子と外部温度検出素子とで1つの温度検出回路を共用し
て測距センサと光学系の温度検出処理を行っているが、
それぞれ独立した温度検出回路を用いて測距センサと光
学系の温度検出処理を行ってもよい。
るカメラを用いて説明したが、銀塩フィルムの代わり
に、CCD等の撮像素子を用いたディジタルカメラでも同
様である。
測距センサの温度と測距光学系の温度とを個別に検出
し、前記測距センサの検出温度に基づいて該測距センサ
上に発生する暗電流の温度による変化に伴う該測距セン
サの出力変化を補正し、前記測距光学系の検出温度に基
づいて該測距光学系の温度変化に応じた合焦制御量の補
正を行っているので、測距センサと測距光学系に温度差
が生じても正確に測距することが可能となる。
示すブロック図である。
である。
る。
ための図である。
の光量分布を説明するための図である。
明するための図である。
出力の変化を説明するための図である。
る。
ト) 6:センサ部 8:内部温度検出素子 9:外部温度検出素子 10:温度検出回路 35:焦点検出装置
Claims (11)
- 【請求項1】 測距センサの温度を検出する第1の温度
検出手段と、 測距光学系の温度を検出する第2の温度検出手段と、 前記測距センサ上に発生する暗電流の温度による変化に
伴う該測距センサの出力変化を補正する第1の補正手段
と、 前記測距光学系の温度変化に応じて合焦制御量を補正す
る第2の補正手段とを有し、 前記第1の温度検出手段により検出された温度に基づい
て前記第1の補正手段による補正を行い、前期第2の温
度検出手段により検出された温度に基づいて前記第2の
補正手段による補正を行うことを特徴とする測距装置。 - 【請求項2】 前記第1の温度検出手段は温度検出セン
サを含み、該温度検出センサは、前記測距センサと同一
のチップ上に形成されたことを特徴とする請求項1記載
の測距装置。 - 【請求項3】 前記第2の温度検出手段は温度検出セン
サを含み、該温度検出センサは、前記測距光学系上、又
は該測距光学系の近傍に配置されたことを特徴とする請
求項1又は2記載の測距装置。 - 【請求項4】 前記第1の温度検出手段と前記第2の温
度検出手段は、1つの温度検出処理手段を共用して温度
検出処理を行うことを特徴とする請求項1〜3の何れか
に記載の測距装置。 - 【請求項5】 前記測距装置は、位相差検出方式の焦点
検出装置に搭載されたことを特徴とする請求項1〜4の
何れかに記載の測距装置。 - 【請求項6】 測距センサの温度を検出する第1の温度
検出工程と、 測距光学系の温度を検出する第2の温度検出工程と、 前記測距センサ上に発生する暗電流の温度による変化に
伴う該測距センサの出力変化を補正する第1の補正工程
と、 前記測距光学系の温度変化に応じて合焦制御量を補正す
る第2の補正工程とを有し、 前記第1の温度検出工程により検出された温度に基づい
て前記第1の補正工程による補正を行い、前期第2の温
度検出工程により検出された温度に基づいて前記第2の
補正工程による補正を行うことを特徴とする測距方法。 - 【請求項7】 前記第1の温度検出工程は温度検出セン
サを使用し、該温度検出センサは、前記測距センサと同
一のチップ上に形成されたことを特徴とする請求項6記
載の測距方法。 - 【請求項8】 前記第2の温度検出工程は温度検出セン
サを使用し、該温度検出センサは、前記測距光学系上、
又は該測距光学系の近傍に配置されたことを特徴とする
請求項6又は7記載の測距方法。 - 【請求項9】 前記第1の温度検出工程と前記第2の温
度検出工程は、1つの温度検出処理工程を共用して温度
検出処理を行うことを特徴とする請求項6〜8の何れか
に記載の測距方法。 - 【請求項10】 前記測距装置は、位相差検出方式の焦
点検出装置に搭載されたことを特徴とする請求項6〜9
の何れかに記載の測距装置。 - 【請求項11】 測距センサの温度と測距光学系の温度
とを個別に検出し、 前記測距センサの検出温度に基づいて該測距センサ上に
発生する暗電流の温度による変化に伴う該測距センサの
出力変化を補正し、前記測距光学系の検出温度に基づい
て該測距光学系の温度変化に応じた合焦制御量の補正を
行う内容を有することを特徴とする制御プログラム。
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JP2001199051A JP2003015022A (ja) | 2001-06-29 | 2001-06-29 | 測距装置、測距方法、及び制御プログラム |
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