JP2004151628A - Range-finding device and camera device equipped with the same - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カメラに用いられて被写体からの光をもとに距離を測定するパッシブ方式の測距装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
カメラの自動合焦(AF)機構に用いられる測距方式として、三角測量法に基づいたパッシブ方式が従来より知られている。このパッシブ方式は、被写体のコントラスト(輝度差)を利用して距離を測定するため、例えば夜景を背景にしたポートレート撮影等遠くの背景のコントラストが高い一方で近くの人物等のコントラストが低い場合は、コントラストの高い背景に焦点を合わせるようにAF機構が動作してしまう可能性がある。
【0003】
このような問題を解決すべく、測距装置として、例えば露光時間を変化させながら走査を繰り返すことによって測距を行うものやセンサ素子ごとに露光時間を異ならせることによって測距を行うものが考案されている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開2001−108892号公報
【特許文献2】
特開平10−186460号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、露光時間を変化させながら走査を繰り返す場合は、露光時間が長くなるため、被写体までの距離を測定し合焦するまでに時間がかかりユーザはその間待機する必要性が生じることとなり利便性に欠ける。また、センサ素子ごとに露光時間を異ならせる場合は、多数のセンサ素子をそれぞれ個別に駆動させる必要が生じるため、測距装置の構造や制御が複雑となりコストの増大を招く。
【0006】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、構造が簡単で、かつ短時間で適切な被写体までの距離の測定を行うことができる測距装置を提供することを課題としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、ファインダ内の視野枠内に示される測距領域に対応して被写体からの光を採光する複数のセンサ素子を有する測距部と、該測距部を制御する制御部とを備え、前記測距領域は、複数の測距エリアに分割され、前記制御部は、前記センサ素子が同期して採光を行うことにより該各センサ素子に蓄積された光量の、前記各測距エリアにおける分布に基づいて、該各測距エリアごとに被写体距離を測定するとともに、前記蓄積された光量に基づいて、前記各測距エリアごとのコントラストを表す指標値を算出し、前記指標値に基づいて、いずれかの測距エリアを最適測距エリアとして決定し、前記最適測距エリアとして決定された測距エリアについての前記被写体距離を、最適被写体距離として出力する測距装置において、前記測距部は、前記採光に先立って、前記各センサ素子による予備的な採光を行い、前記制御部は、前記予備的な採光に基づいて得られた全測距エリアの光量分布について、該全測距エリアのうち中央側の測距エリアについての光量が外側の測距エリアについての光量よりも相対的に低いか否かを判定し、前記中央側の光量が前記外側の光量よりも相対的に低いときは、前記被写体距離を測定するための採光を、該中央側の測距エリアに属するセンサ素子のうち所定数のセンサ素子が飽和するまで行わせ、前記中央側の光量が前記外側の光量よりも相対的に低くないときは、前記被写体距離を測定するための採光を、前記全測距エリアに属するセンサ素子のうち所定数のセンサ素子が飽和するまで行わせるように前記測距部を制御するとともに、前記指標値に基づく前記最適測距エリアの決定は、前記被写体距離が短い側の測距エリアから長い側の測距エリアの順に、前記指標値が所定値を充足するか否かを判定することにより行うことを特徴とする。
【0008】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、夜景モードと通常モードとのうち一方を選択するモード選択手段を備えるとともに、前記制御部は、前記モード選択手段により前記夜景モードが選択されているときは、前記中央側の測距エリアについての光量と前記外側の測距エリアについての光量との相対的な比較を行わずに、前記中央側の測距エリアに属するセンサ素子のうち所定数のセンサ素子が飽和するまで、前記被写体距離を測定するための採光を行うことを特徴とする。
【0009】
請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の発明において、前記制御部は、前記予備的な採光を、前記被写体距離を測定するための採光に比して短時間で行うことを特徴とする。
【0010】
請求項4に記載の発明は、ファインダ内の視野枠内に示される測距領域に対応して被写体からの光を採光する複数のセンサ素子を有する測距部と、該測距部を制御する制御部と、夜景モードと通常モードとのうち一方を選択するモード選択手段とを備え、前記測距領域は、複数の測距エリアに分割され、前記制御部は、前記センサ素子が同期して採光を行うことにより該各センサ素子に蓄積された光量の、前記各測距エリアにおける分布に基づいて、該各測距エリアごとに被写体距離を測定するとともに、前記蓄積された光量に基づいて、前記各測距エリアごとのコントラストを表す指標値を算出し、前記指標値に基づいて、いずれかの測距エリアを最適測距エリアとして決定し、前記最適測距エリアとして決定された測距エリアについての前記被写体距離を、最適被写体距離として出力する測距装置において、前記制御部は、前記モード選択手段により前記夜景モードが選択されているときは、前記被写体距離を測定するための採光を、該中央側の測距エリアに属するセンサ素子のうち所定数のセンサ素子が飽和するまで行わせ、前記モード選択手段により前記通常モードが選択されているときは、前記被写体距離を測定するための採光を、前記全測距エリアに属するセンサ素子のうち所定数のセンサ素子が飽和するまで行わせるように前記測距部を制御するとともに、前記指標値に基づく前記最適測距エリアの決定は、前記被写体距離が短い側の測距エリアから長い側の測距エリアの順に、前記指標値が所定値を充足するか否かを判定することにより行うことを特徴とする。
【0011】
請求項5に記載の発明は、請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の発明において、前記所定数のセンサ素子は1つのセンサ素子であることを特徴とする。
【0012】
請求項6に記載の発明は、請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の発明において、前記測距部は2眼測距センサを備え、該2眼測距センサ内で前記複数のセンサ素子が直線状に配置されており、前記制御部は、該2眼測距センサ間で対応する測距エリアにおける光量分布に基づいて、前記各測距エリアごとの前記被写体距離を測定することを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【0014】
図1は本発明の実施の形態に係る測距装置を備えたカメラを示すものである。カメラ1の正面2の中央には撮影光を入射させる撮像レンズ3が設けられ、撮像レンズ3の上方には測距部4と、ユーザが目視によって撮影範囲等を確認するための光学ファインダ5と、低照度での撮影時に使用されるストロボ6とが設けられている。また、カメラ1の上面7には操作部8(図6参照)の一部としてのシャッターボタン9が設けられている。
【0015】
測距部4は図2及び図3に示す2眼測距センサ10を備えている。2眼測距センサ10は第1測距部11及び第2測距部12からなり、第1測距部11及び第2測距部12はそれぞれn個、例えばここでは200個のフォトダイオードであるセンサ素子P1,P2・・・P200が直線状に配置されたラインイメージセンサ13,14とレンズ15,16とを備えている。ラインイメージセンサ13,14は同一直線上に一定の間隔を設けて配置されて、これらのラインイメージセンサ13,14の前方にそれぞれレンズ15,16が設けられている。なお、この他の測距センサも可能であるが、2眼測距センサは廉価であり、かつ、複数のセンサ素子が直線状に配置されたものは2眼測距センサの中でも単純な構造であるため、コストの低減を図ることができる。
【0016】
第1測距部11及び第2測距部12においては、レンズ15,16を通して被写体からの光が採光され、この光がラインイメージセンサ13,14の位置を合焦面として収束され、各センサ素子P1,P2・・・P200によって電荷に変換されてセンサ素子P1,P2・・・P200ごとに電荷が蓄積されるようになっている。このとき、各センサ素子P1,P2・・・P200はそれぞれ同期して動作するようになっており、各センサ素子P1,P2・・・P200とも採光時間は同一となる。
【0017】
図4に示すように、ファインダ5の視野枠20の中央には測距装置21(図6参照)の測距領域22を示すAFフレーム23が表示される。ユーザは焦点を合わせたい被写体がこのAFフレーム23内に含まれるようにカメラ1を調整した状態でシャッターボタン9を半押しすることによって、その被写体に対して焦点調整を行うようになっている。
【0018】
図5に示すように、測距領域22は5つの測距エリアAa,Ab,Ac,Ad,Aeに分割され、測距エリアAaにはセンサ素子P1,P2・・P40が、測距エリアAbにはセンサ素子P41,P42・・P80が、測距エリアAcにはセンサ素子P81,P82・・P120が、測距エリアAdにはセンサ素子P121,P122・・P160が、測距エリアAeにはセンサ素子P161,P162・・P200がそれぞれ対応するようになっている。なお、ここでは測距領域を5つに分割したが、これに限られるものではなく、n/2以下の範囲であれば任意の数であってよい。
【0019】
測距装置21は被写体の測距領域22に含まれる部分からの光を受光することによって得られる画像に基づいてカメラ1から被写体までの距離(被写体距離)を算出するようになっている。具体的には、三角測量法を用い、2眼測距センサ10の第1測距部11のラインイメージセンサ13の各センサ素子P1,P2・・・P200に蓄積された光量(電荷)の分布と第2測距部12のラインイメージセンサ14の各センサ素子P1,P2・・・P200に蓄積された光量(電荷)の分布との相対的な位置のずれから被写体距離は算出される。
【0020】
図6はカメラ1に備えられた測距装置の概略構成を示す。符号21は測距装置、30は制御部としての制御回路、31は測距制御部、32は測距演算部、33はメモリ、8は操作部、34はフォーカスレンズ、35はフォーカスドライバ、36は撮像部をそれぞれ表している。
【0021】
制御回路30は自動合焦(AF)等のカメラ1の動作全体を制御し、測距制御部31、測距演算部32及びメモリ33を有している。測距制御部31は、接地電圧(GRD)、同期信号(CLK)、センサ素子P1,P2・・・P200の電位読み出し(AFDATA)、積分開始・終了制御(CTRL)、定電圧(VDD)等の制御信号を測距部4に送ることにより測距部4の制御を行う。
【0022】
フォーカスドライバ35は測距装置21の測距結果に基づいて制御回路30から送られる信号に従って、ラインイメージセンサ13,14の位置と合焦面が一致するようにフォーカスレンズ34を光軸方向に駆動させる。また、撮像部36は制御回路30からの指示に従って撮像処理を行う。
【0023】
つぎに、測距装置21の動作について説明する。図7は測距装置21の測距動作を示すフローチャートである。
【0024】
シャッターボタン9が半押しされたことにより測距開始信号を受けた測距制御部31は、測距部4に一定時間において被写体の測距領域22に含まれる部分からの光を予備的に採光させる(S1)。ステップS1において採光された光が各センサ素子P1,P2・・・P200において電荷に変換され、この電荷から測距制御部31は各測距エリアAa,Ab,Ac,Ad,Aeごとのコントラストを表す指標値としての各センサ素子P1,P2・・・P200ごとの輝度値Li(センサ素子P1の輝度値をL1とし、以下同様に各センサ素子P2・・・P200の輝度値をそれぞれL2・・・L200とする)を取得する(S2)。測距制御部31は測距演算部32に輝度値L1,L2・・・L200の情報を送り、測距演算部32はこれらの輝度値L1,L2・・・L200から(1)式に基づいて中央輝度評価値Vを算出する(S3)。
【0025】
【数1】
【0026】
(1)式において、第2項は各センサ素子の輝度値の総和を示すのに対して、第1項は中央側の測距エリアにあるセンサ素子の輝度値よりも外側の測距エリアにあるセンサ素子の輝度値に重み付けが行われており、中央側の測距エリアにあるセンサ素子の輝度値よりも外側の測距エリアにあるセンサ素子の輝度値の方が大きいほど大きい値を示すようになっている。
【0027】
つぎに、測距制御部31はステップS3において算出された中央輝度評価値Vの情報を測距演算部32から受けとり、この中央輝度評価値Vが0以下(V≦0)か、又は、中央輝度評価値Vが0を超える(V>0)かを判断をする(S4)。ステップS4において測距制御部31がV≦0であると判断した場合は、外側の測距エリアに対して中央側の測距エリアの輝度が充分な通常状態として採光終了判定エリア(後述するステップS7において採光の終了を決定するための判定対象として最適な最適測距エリア)を全部の測距エリア(全測距エリア)Aa,Ab,Ac,Ad,Aeと認定する(S5)。一方、ステップS4において測距制御部31がV>0であると判断した場合は、外側の測距エリアに対して中央側の測距エリアの輝度が不足な特殊環境状態として採光終了判定エリアを中央の測距エリア(中央測距エリア)Acと認定する(S6)。
【0028】
すなわち、全ての測距エリアのうち中央側の測距エリアの光量が外側の測距エリアの光量よりも相対的に低いか否かをステップS4において判定し、中央側の測距エリアの光量が外側の測距エリアの光量よりも相対的に低くないときは、ステップS5おいて採光終了判定エリアを全測距エリアとし、中央側の測距エリアの光量が外側の測距エリアの光量よりも相対的に低いときは、ステップS6おいて採光終了判定エリアを中央側の測距エリアとする。なお、ここでは中央側の測距エリアを測距エリアAcのみとしたが、これに限られるものではなく、適宜複数の測距エリアとしてよい。
【0029】
測距制御部31はステップS5又はステップS6で認定した採光終了判定エリアをメモリ33に記憶させる(S7)。
【0030】
つぎに、測距制御部31は再度測距部4に被写体の測距領域22に含まれる部分からの光を採光させる(S8)。このとき、測距制御部31はステップS1における1度めの予備的な採光のときよりも採光時間を長くとるようにする。具体的には、ステップS7において記憶された採光終了判定エリアが全測距エリアである場合はこの全測距エリアAa,Ab,Ac,Ad,Aeに属する各センサ素子P1,P2・・・P200の輝度値L1,L2・・・L200のうち、所定数のセンサ素子の蓄積電荷(蓄積光量)が飽和したときをもって採光を終了させ、ステップS7において記憶された採光終了判定エリアが中央測距エリアである場合はこの中央測距エリアAcに属する各センサ素子P81,P82・・・P120の輝度値L81,L82・・・L120のうち、所定数のセンサ素子の蓄積電荷(蓄積光量)が飽和したときをもって採光を終了させる。すなわち、採光終了判定エリアの中で最も明るい箇所に対応するセンサ素子が最大光量になったときに採光を終了させるため、コントラストを最大化にすることができる。ステップS8において採光された光が各センサ素子P1,P2・・・P200において電荷に変換され、この電荷に基づいて測距制御部31は各センサ素子P1,P2・・・P200ごとの輝度値L1,L2・・・L200を更新する(S9)。
【0031】
なお、ここでの所定数とは単数であっても複数であってもよいが、一定数が単数又は複数であってもその数が小さい場合は、短時間で測距を行うことができる。また、ここではセンサ素子の蓄積電荷(蓄積光量)が飽和したときをもって採光を終了させることとしたが、これに限られず、例えばセンサ素子の蓄積電荷(蓄積光量)が任意の一定値に達したときをもって採光を終了させることとしてもよい。
【0032】
つぎに、測距制御部31は各測距エリアAa,Ab,Ac,Ad,Aeごとに被写体距離Da,Db,Dc,Dd,Deを測定する(S10)。ステップS10において測定された被写体距離Da,Db,Dc,Dd,Deを測距制御部31は短い順(短い側から長い側)にソートする(S11)。ここでは、短い順として例えばDc,Dd,Db,De,Daの順番にソートされたとする。
【0033】
また、測距制御部31は測距演算部32にステップS9において更新された輝度値L1,L2・・・L200の情報を送り、測距演算部32はこれらの輝度値L1,L2・・・L200から(2)式に基づいて各測距エリアAa,Ab,Ac,Ad,Aeのコントラスト値Ca,Cb,Cc,Cd,Ceを算出する(S12)。
【0034】
【数2】
【0035】
(但し、ここでのLiは測距エリアAk(ここでは、k=a,b,c,d,e)に属するセンサ素子の輝度値)
(2)式は、各測距エリア内における全部のセンサ素子について、それぞれ隣り合う2つのセンサ素子の輝度値の差分値の総和を示したものである。
【0036】
つぎに、測距制御部31はステップS12において算出された各測距エリアAa,Ab,Ac,Ad,Aeのコントラスト値Ca,Cb,Cc,Cd,Ceの情報を測距演算部32から受けとり、このコントラスト値Ca,Cb,Cc,Cd,CeをステップS11においてソートされた被写体距離の順番に対応付けてコントラスト値をCc,Cd,Cb,Ce,Caの順にソートし(S13)、メモリ33に記憶させる(S14)。
【0037】
測距制御部31は合焦するときに用いる最終被写体距離Dfを初期化してDf=0とする(S15)。つぎに、測距制御部31はステップS14において記憶させたコントラスト値のうち一番最初のコントラスト値Cc(被写体距離が一番短い測距エリアAcのコントラスト値)が所定値Cfより大きいか否かを判断する(S16)。
【0038】
ステップS16において測距制御部31がコントラスト値Ccが所定値Cfより大きいと判断した場合は、最終被写体距離DfをDf=Dc(コントラスト値Ccが対応する被写体距離)として更新する(S17)。
【0039】
一方、ステップS16においてコントラスト値Ccが所定値Cfより大きくないと判断した場合は、測距制御部31はステップS14において記憶させたコントラスト値の順番において、コントラスト値Ccの次に位置するコントラスト値があるか否かを判断する(S18)。ステップ18においてコントラスト値Ccの次に位置するコントラスト値Cdがあると判断した測距制御部31は、コントラスト値Cd(ステップS13において記憶させたコントラスト値のうち2番めに相当するコントラスト値)についてステップS16を繰り返す。すなわち、測距制御部31はコントラスト値Cdが所定値Cfより大きいか否かを判断し(S16)、コントラスト値Cdが所定値Cfより大きいと判断した場合は、最終被写体距離DfをDf=Ddとして更新する(S17)一方、コントラスト値Cdが所定値Cfより大きくないと判断した場合は、ステップS18を経てステップS16を繰り返す。
【0040】
このようにして、コントラスト値Ckが所定値Cfより大きい(所定値Cfを充足している)と判断されるまで、ステップS14において記憶させた順番(被写体距離が短い側の測距エリアのコントラスト値から長い側の測距エリアのコントラスト値の順番)に従って各コントラスト値をステップS16において所定値Cfと比較していき、コントラスト値Ckが所定値Cfより大きいと判断されたところで、ステップS17において最終被写体距離DfをDf=Dk(コントラスト値Ckに対応する被写体距離Dk)として更新する。
【0041】
ステップS17において最終被写体距離Dfを更新した場合、又は、ステップS16においてコントラスト値Ca(ステップS14において記憶させたコントラスト値のうち一番最後のコントラスト値)が所定値Cfより大きくないと判断しステップS18において次に位置するコントラスト値がないと判断した場合は、測距制御部31は最終被写体距離Dfが0か否かを判断する(S19)。
【0042】
ステップS19において最終被写体距離Dfが0でないと判断した場合は、測距制御部31は更新された被写体距離Dkを最終被写体距離Df(合焦の基準として最適な最適被写体距離)として出力する(S20)。このステップS20において出力された最終被写体距離Dfに基づいてカメラ1は自動合焦を行う。
【0043】
一方、ステップS19において最終被写体距離Dfが0であると判断した場合は、測距制御部31は測距の無効を出力する(S21)。この場合は、カメラ1は測距不能として自動合焦を行わない。
この実施の形態に係る測距装置では、中央輝度評価値Vに基づいて、V≦0であると判断した場合は採光終了判定エリアを全測距エリアAa,Ab,Ac,Ad,Aeと認定し、V>0であると判断した場合は採光終了判定エリアを中央測距エリアAcとしたので、中央において光量が不足している場合は受光時間を長くすることによって必要な光量を得ることができる。これによって、コントラストを大きくとることができるようになるため、例えば夜景を背景にしたポートレート撮影等遠くの背景のコントラストが高い一方で近くの人物等の被写体のコントラストが低い場合においても、可能な限り近くの被写体までの距離を選択する測距を行うことができる。また、例えば日陰等の比較的暗い場所におけるポートレート撮影等であっても、背景側ではなく人物等の近くの被写体側に合焦しやすくなる。
【0044】
また、センサ素子P1,P2・・・P200は同期して前記採光を行うため、従来の技術のように、各センサ素子を個別に制御する必要がなく装置の構造を簡単にすることができ、コストの低減を図ることができる。
【0045】
さらに、センサ素子P1,P2・・・P200における採光は予備的な採光を含めて2回のみであるため、従来の技術のように、測距に長い時間を要せず利便性に優れている。
【0046】
また、本実施の形態の他の例として、採光終了判定エリアをユーザが選択できるようにしてもよい。すなわち、上述の実施の形態では、ステップS1〜S6の動作において測距装置21が自動的に採光終了判定エリアを決定するようにしたが、この自動決定に加えてユーザにおいてもその採光終了判定エリアを選択できるように構成する。
【0047】
この他の例では、操作部8に通常モード又は夜景モードを切り換えるモード選択手段としてのモード選択ボタンを含み、このモード選択ボタンはカメラ1の背面に設けられている(図示略)。ユーザはこのモード選択ボタンによって通常モードと夜景モードとのうち一方を選択することができるようになっている。また、このモード選択ボタンは制御回路30に接続されて、通常モード又は夜景モードのいずれのモードが選択されているかの情報を制御回路30に提供するようになっている。
【0048】
このような構成において、測距装置21の動作について説明すると、図8に示すように、シャッターボタン9が半押しされたことにより測距開始信号を受けた測距制御部31は、まずモード選択ボタンによって選択されているモードが通常モードか夜景モードかを判断する(S101)。ステップS101において、夜景モードが選択されていると判断した場合は、測距制御部31はステップS6に移行し、特殊環境状態として採光終了判定エリアを中央の測距エリアAcと認定する。続いて、ステップS7以降の処理を行う。
【0049】
一方、ステップS101において、通常モードが選択されていると判断した場合は、測距制御部31はステップS1に移行し、測距部4に一定時間において被写体の測距領域22に含まれる部分からの光を採光する。つぎに、ステップS2において各センサ素子P1,P2・・・P200ごとの輝度値L1,L2・・・L200を取得し、これらの輝度値L1,L2・・・L200に基づいてステップS3において中央輝度評価値Vを算出した結果、ステップS4〜S6において採光終了判定エリアを認定する。続いて、ステップS7以降の処理を行う。
【0050】
この他の例に係る測距装置では、通常モード又は夜景モードを切り換えるモード選択ボタンが設けられ、モード選択ボタンにより夜景モードが選択されている場合は、外側の測距エリアの光量に対する中央側の測距エリアの光量の相対的な比較を行わずに特殊環境状態として、採光終了判定エリアを中央の測距エリアAcとしたので、ユーザが、例えば夜景を背景にしたポートレート撮影等近くの人物等の被写体のコントラストが背景のコントラストより低いと感じた場合等に、確実に可能な限り近くの被写体までの距離を選択する測距を行わせることができ、ユーザの意図を反映することが可能となる。したがって、より状況に合わせて柔軟に対応でき、例えば夜景等に適した撮影ができるようになる。
【0051】
また、上述の他の例から測距装置21が自動的に採光終了判定エリアを決定する自動決定に関するステップS1〜S6を除いて、ユーザが採光終了判定エリアを選択するのみの構成であっても構わない。
【0052】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したよう構成したので、構造が簡単で、かつ短時間で適切な被写体までの距離の測定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る測距装置を備えたカメラの正面斜視図である。
【図2】測距装置の2眼測距センサの斜視図である。
【図3】図2の2眼測距センサを模式的に示す断面図である。
【図4】ファインダの視野枠内を示す図である。
【図5】測距領域と各センサ素子の関係を説明する図である。
【図6】測距装置の概略構成を示すブロック図である。
【図7】測距装置の測距動作を示すフローチャートである。
【図8】測距装置の測距動作の他の例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
4 測距部
5 ファインダ
10 2眼測距センサ
20 視野枠
21 測距装置
22 測距領域
30 制御回路(制御部)
Aa、Ab、Ac、Ad、Ae 測距エリア
P1,P2・・・P200 センサ素子[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a passive distance measuring apparatus used in a camera to measure a distance based on light from a subject.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art As a distance measuring method used for an automatic focusing (AF) mechanism of a camera, a passive method based on a triangulation method has been conventionally known. In the passive method, the distance is measured using the contrast (luminance difference) of the subject. May cause the AF mechanism to operate so as to focus on a background with high contrast.
[0003]
In order to solve such a problem, for example, a distance measuring device that measures a distance by repeating scanning while changing an exposure time or a device that measures a distance by varying an exposure time for each sensor element has been devised. (For example, see Patent Documents 1 and 2).
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2001-108892 A
[Patent Document 2]
JP-A-10-186460
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, when scanning is repeated while changing the exposure time, the exposure time becomes longer, so that it takes time to measure the distance to the subject and focus, and the user needs to wait during that time. Chip. Further, when the exposure time is made different for each sensor element, it is necessary to individually drive a large number of sensor elements, which complicates the structure and control of the distance measuring device and causes an increase in cost.
[0006]
The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a distance measuring apparatus having a simple structure and capable of measuring a distance to an appropriate subject in a short time.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve such a problem, an invention according to claim 1 has a distance measuring device having a plurality of sensor elements that collect light from a subject corresponding to a distance measuring region shown in a field frame in a finder. And a control unit for controlling the distance measuring unit, wherein the distance measuring area is divided into a plurality of distance measuring areas, and the control unit performs the lighting by synchronizing the sensor elements to each of the plurality of distance measuring areas. Based on the distribution of the light quantity accumulated in the sensor element in each of the distance measurement areas, the subject distance is measured for each of the distance measurement areas, and based on the accumulated light quantity, each of the distance measurement areas is measured. Calculate an index value representing contrast, based on the index value, determine any one of the ranging areas as the optimal ranging area, and the subject distance for the ranging area determined as the optimal ranging area, Optimal subject distance The distance measuring unit performs preliminary lighting by each of the sensor elements prior to the lighting, and the control unit performs a total measurement obtained based on the preliminary lighting. For the light quantity distribution in the distance area, it is determined whether or not the light quantity in the center distance measurement area of the entire distance measurement areas is relatively lower than the light quantity in the outer distance measurement area. Is relatively lower than the outer light amount, the lighting for measuring the subject distance is performed until a predetermined number of sensor elements among the sensor elements belonging to the center-side ranging area are saturated, When the light amount on the center side is not relatively lower than the light amount on the outside, a predetermined number of sensor elements among the sensor elements belonging to the entire ranging area saturate lighting for measuring the subject distance. Let go The distance measurement unit is controlled as described above, and the determination of the optimum distance measurement area based on the index value is performed by setting the index value in a predetermined order from the distance measurement area on the short side of the subject distance to the distance measurement area on the long side. The determination is performed by determining whether or not the value is satisfied.
[0008]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the apparatus further comprises a mode selection unit that selects one of a night scene mode and a normal mode, and the control unit controls the night scene mode by the mode selection unit. Is selected, the sensor element belonging to the center-side ranging area is not compared with the light quantity of the center-side ranging area and the light amount of the outer ranging area. Lighting for measuring the subject distance is performed until a predetermined number of sensor elements are saturated.
[0009]
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the control unit performs the preliminary lighting in a shorter time than the lighting for measuring the subject distance. It is characterized by performing.
[0010]
According to a fourth aspect of the present invention, a distance measuring section having a plurality of sensor elements for collecting light from a subject corresponding to a distance measuring area shown in a field frame in a finder, and the distance measuring section is controlled. A control unit, comprising a mode selection unit for selecting one of a night scene mode and a normal mode, wherein the distance measurement area is divided into a plurality of distance measurement areas, and the control unit is configured such that the sensor elements are synchronized with each other. The amount of light accumulated in each sensor element by performing daylighting, based on the distribution in each of the ranging areas, and measuring the subject distance for each of the ranging areas, based on the accumulated amount of light, Calculating an index value representing a contrast for each of the distance measurement areas; determining one of the distance measurement areas as an optimum distance measurement area based on the index value; and determining the distance measurement area determined as the optimum distance measurement area. about In the distance measuring device that outputs the subject distance as an optimal subject distance, when the night view mode is selected by the mode selection means, the control unit transmits a light for measuring the subject distance to the center. The predetermined number of sensor elements among the sensor elements belonging to the side ranging area are saturated, and when the normal mode is selected by the mode selection means, lighting for measuring the subject distance is performed. The distance measuring unit is controlled so that a predetermined number of sensor elements among the sensor elements belonging to the entire distance measuring area are saturated, and the determination of the optimal distance measuring area based on the index value is performed by determining the subject distance. Is determined by determining whether the index value satisfies a predetermined value in order from the shorter distance measuring area to the longer distance measuring area.
[0011]
According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the predetermined number of sensor elements is one sensor element.
[0012]
According to a sixth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fifth aspects, the distance measuring unit includes a binocular distance measuring sensor, and the plurality of the plurality of distance measuring units are included in the binocular distance measuring sensor. Are arranged linearly, and the control unit measures the subject distance for each of the distance measurement areas based on the light amount distribution in the corresponding distance measurement area between the two-lens distance measurement sensors. It is characterized by the following.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0014]
FIG. 1 shows a camera provided with a distance measuring device according to an embodiment of the present invention. At the center of the
[0015]
The
[0016]
In the first
[0017]
As shown in FIG. 4, an
[0018]
As shown in FIG. 5, the ranging
[0019]
The
[0020]
FIG. 6 shows a schematic configuration of a distance measuring device provided in the camera 1.
[0021]
The
[0022]
The
[0023]
Next, the operation of the
[0024]
Upon receiving the distance measurement start signal due to the half-press of the
[0025]
(Equation 1)
[0026]
In the equation (1), the second term indicates the sum of the luminance values of the sensor elements, while the first term indicates the sum of the luminance values of the sensor elements located in the central distance measuring area. The brightness value of a certain sensor element is weighted, and the larger the brightness value of the sensor element in the outer ranging area is, the greater the brightness value of the sensor element in the center ranging area is. It has become.
[0027]
Next, the distance
[0028]
That is, it is determined in step S4 whether or not the light quantity of the center-side ranging area is relatively lower than the light quantity of the outer ranging area in all the ranging areas. If the light amount is not relatively lower than the light amount of the outer distance measuring area, the lighting end determination area is set as the entire distance measuring area in step S5, and the light amount of the central distance measuring area is smaller than the light amount of the outer distance measuring area. If the distance is relatively low, the daylighting end determination area is set as the center-side distance measurement area in step S6. Here, the distance measurement area on the center side is referred to as distance measurement area A. c However, the present invention is not limited to this, and a plurality of ranging areas may be appropriately used.
[0029]
The distance
[0030]
Next, the distance
[0031]
Here, the predetermined number may be singular or plural. However, even if the fixed number is singular or plural, if the number is small, distance measurement can be performed in a short time. Here, the lighting is terminated when the accumulated charge (accumulated light quantity) of the sensor element is saturated. However, the present invention is not limited to this. For example, the accumulated charge (accumulated light quantity) of the sensor element reaches an arbitrary constant value. Lighting may be terminated at times.
[0032]
Next, the distance
[0033]
Further, the distance
[0034]
(Equation 2)
[0035]
(However, here L i Is the distance measurement area A k (Here, the luminance value of the sensor element belonging to k = a, b, c, d, e)
Equation (2) shows the sum of the difference values of the luminance values of two adjacent sensor elements for all sensor elements in each ranging area.
[0036]
Next, the distance
[0037]
The distance
[0038]
In step S16, the distance
[0039]
On the other hand, in step S16, the contrast value C c Is the predetermined value C f When it is determined that the contrast value is not larger, the distance
[0040]
Thus, the contrast value C k Is the predetermined value C f Greater than (predetermined value C f Are satisfied in the order stored in step S14 (the order from the contrast value of the distance measurement area on the shorter distance to the distance measurement area on the longer distance area) in step S14. In step S16, the predetermined value C f And the contrast value C k Is the predetermined value C f When it is determined that the distance is larger than the final object distance D in step S17. f To D f = D k (Contrast value C k Subject distance D corresponding to k ).
[0041]
In step S17, the final subject distance D f Has been updated, or in step S16, the contrast value C a (The last contrast value among the contrast values stored in step S14) is the predetermined value C f When it is determined that the contrast value is not larger than the threshold value and it is determined in step S18 that there is no next contrast value, the distance
[0042]
In step S19, the final subject distance D f Is determined to be not 0, the distance
[0043]
On the other hand, in step S19, the final subject distance D f Is determined to be 0, the distance
In the distance measuring apparatus according to this embodiment, if it is determined that V ≦ 0 based on the central luminance evaluation value V, the lighting end determination area is set to the entire distance measuring area A. a , A b , A c , A d , A e When it is determined that V> 0, the lighting end determination area is set to the center ranging area A. c Therefore, when the light quantity is insufficient at the center, the necessary light quantity can be obtained by lengthening the light receiving time. As a result, the contrast can be increased, and therefore, even when the contrast of a distant background is high while the contrast of a subject such as a nearby person is low, for example, portrait shooting with a night view as the background, this is possible. Distance measurement for selecting a distance to a subject as close as possible can be performed. Further, for example, even in portrait photography or the like in a relatively dark place such as a shade, it is easy to focus not on the background side but on a subject side near a person or the like.
[0044]
Also, the sensor element P 1 , P 2 ... P 200 Since the lighting is performed in synchronization with each other, there is no need to individually control each sensor element as in the related art, so that the structure of the device can be simplified and the cost can be reduced.
[0045]
Further, the sensor element P 1 , P 2 ... P 200 Since the lighting is only two times including the preliminary lighting, the distance measurement does not require a long time as in the related art, and is excellent in convenience.
[0046]
Further, as another example of the present embodiment, a user may be allowed to select a lighting end determination area. That is, in the above-described embodiment, the
[0047]
In this other example, the
[0048]
In such a configuration, the operation of the
[0049]
On the other hand, if it is determined in step S101 that the normal mode has been selected, the distance
[0050]
In the distance measuring apparatus according to this other example, a mode selection button for switching between a normal mode and a night scene mode is provided, and when the night scene mode is selected by the mode selection button, a center side with respect to the light amount of the outer distance measuring area is provided. As a special environment state without performing a relative comparison of the light amount of the ranging area, the lighting end determination area is set to the central ranging area A. c Therefore, if the user feels that the contrast of a subject such as a nearby person is lower than the contrast of the background, for example, in portrait shooting against the background of a night view, the distance to the subject as close as possible is ensured. The selected distance measurement can be performed, and the intention of the user can be reflected. Therefore, it is possible to flexibly respond to the situation, and for example, it is possible to perform shooting suitable for a night view or the like.
[0051]
In addition, even if the configuration is such that the user only selects the lighting end determination area, except for steps S1 to S6 relating to the automatic determination in which the
[0052]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, it has a simple structure and can measure an appropriate distance to a subject in a short time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front perspective view of a camera provided with a distance measuring device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of a two-lens distance measuring sensor of the distance measuring device.
FIG. 3 is a sectional view schematically showing the twin-lens distance measuring sensor of FIG. 2;
FIG. 4 is a view showing the inside of a view frame of a finder;
FIG. 5 is a diagram illustrating a relationship between a distance measurement area and each sensor element.
FIG. 6 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a distance measuring device.
FIG. 7 is a flowchart showing a distance measuring operation of the distance measuring device.
FIG. 8 is a flowchart showing another example of the distance measuring operation of the distance measuring device.
[Explanation of symbols]
4 Distance measuring unit
5 Finder
10 Two-lens distance measuring sensor
20 field frame
21 Distance measuring device
22 AF area
30 control circuit (control unit)
A a , A b , A c , A d , A e Distance measurement area
P 1 , P 2 ... P 200 Sensor element
Claims (6)
前記測距領域は、複数の測距エリアに分割され、
前記制御部は、前記センサ素子が同期して採光を行うことにより該各センサ素子に蓄積された光量の、前記各測距エリアにおける分布に基づいて、該各測距エリアごとに被写体距離を測定するとともに、前記蓄積された光量に基づいて、前記各測距エリアごとのコントラストを表す指標値を算出し、前記指標値に基づいて、いずれかの測距エリアを最適測距エリアとして決定し、前記最適測距エリアとして決定された測距エリアについての前記被写体距離を、最適被写体距離として出力する測距装置において、
前記測距部は、前記採光に先立って、前記各センサ素子による予備的な採光を行い、
前記制御部は、前記予備的な採光に基づいて得られた全測距エリアの光量分布について、該全測距エリアのうち中央側の測距エリアについての光量が外側の測距エリアについての光量よりも相対的に低いか否かを判定し、前記中央側の光量が前記外側の光量よりも相対的に低いときは、前記被写体距離を測定するための採光を、該中央側の測距エリアに属するセンサ素子のうち所定数のセンサ素子が飽和するまで行わせ、前記中央側の光量が前記外側の光量よりも相対的に低くないときは、前記被写体距離を測定するための採光を、前記全測距エリアに属するセンサ素子のうち所定数のセンサ素子が飽和するまで行わせるように前記測距部を制御するとともに、
前記指標値に基づく前記最適測距エリアの決定は、前記被写体距離が短い側の測距エリアから長い側の測距エリアの順に、前記指標値が所定値を充足するか否かを判定することにより行うことを特徴とするカメラの測距装置。A distance measuring unit having a plurality of sensor elements that collects light from a subject corresponding to a distance measuring area shown in a field frame in a viewfinder, and a control unit that controls the distance measuring unit,
The ranging area is divided into a plurality of ranging areas,
The control unit measures the subject distance for each of the distance measurement areas based on the distribution of the amount of light accumulated in each of the sensor elements by the sensor elements taking light synchronously in each of the distance measurement areas. And, based on the accumulated light amount, calculate an index value representing the contrast of each of the distance measurement areas, based on the index value, determine one of the distance measurement areas as the optimal distance measurement area, In the distance measuring device that outputs the subject distance for the ranging area determined as the optimal ranging area, as an optimal subject distance,
The distance measurement unit performs preliminary lighting by each of the sensor elements prior to the lighting,
The controller may be configured such that, with respect to the light quantity distribution of the entire ranging area obtained based on the preliminary lighting, the light quantity of the central ranging area in the entire ranging area is the light quantity of the outer ranging area. It is determined whether or not the light amount on the center side is relatively lower than the light amount on the outer side. When a predetermined number of sensor elements among the sensor elements belonging to are saturated, and when the light amount on the center side is not relatively lower than the light amount on the outside, lighting for measuring the subject distance is performed. Along with controlling the distance measuring unit so that a predetermined number of sensor elements among the sensor elements belonging to the entire distance measuring area are saturated,
The determination of the optimum distance measurement area based on the index value may include determining whether or not the index value satisfies a predetermined value in order from the short distance measurement area to the long distance measurement area. A ranging device for a camera, characterized in that the measurement is performed by:
前記制御部は、前記モード選択手段により前記夜景モードが選択されているときは、前記中央側の測距エリアについての光量と前記外側の測距エリアについての光量との相対的な比較を行わずに、前記中央側の測距エリアに属するセンサ素子のうち所定数のセンサ素子が飽和するまで、前記被写体距離を測定するための採光を行うことを特徴とする請求項1に記載のカメラの測距装置。A mode selecting means for selecting one of the night view mode and the normal mode is provided,
When the night view mode is selected by the mode selection unit, the control unit does not perform a relative comparison between the light amount for the center-side ranging area and the light amount for the outer ranging area. 2. The camera according to claim 1, wherein the lighting for measuring the subject distance is performed until a predetermined number of sensor elements among the sensor elements belonging to the center-side ranging area are saturated. Distance device.
前記測距領域は、複数の測距エリアに分割され、
前記制御部は、前記センサ素子が同期して採光を行うことにより該各センサ素子に蓄積された光量の、前記各測距エリアにおける分布に基づいて、該各測距エリアごとに被写体距離を測定するとともに、前記蓄積された光量に基づいて、前記各測距エリアごとのコントラストを表す指標値を算出し、前記指標値に基づいて、いずれかの測距エリアを最適測距エリアとして決定し、前記最適測距エリアとして決定された測距エリアについての前記被写体距離を、最適被写体距離として出力する測距装置において、
前記制御部は、前記モード選択手段により前記夜景モードが選択されているときは、前記被写体距離を測定するための採光を、該中央側の測距エリアに属するセンサ素子のうち所定数のセンサ素子が飽和するまで行わせ、前記モード選択手段により前記通常モードが選択されているときは、前記被写体距離を測定するための採光を、前記全測距エリアに属するセンサ素子のうち所定数のセンサ素子が飽和するまで行わせるように前記測距部を制御するとともに、
前記指標値に基づく前記最適測距エリアの決定は、前記被写体距離が短い側の測距エリアから長い側の測距エリアの順に、前記指標値が所定値を充足するか否かを判定することにより行うことを特徴とするカメラの測距装置。A distance measuring unit having a plurality of sensor elements for collecting light from a subject corresponding to a distance measuring area shown in a field frame in a viewfinder; a control unit for controlling the distance measuring unit; a night view mode and a normal mode And mode selection means for selecting one of the
The ranging area is divided into a plurality of ranging areas,
The control unit measures the subject distance for each of the distance measurement areas based on the distribution of the amount of light accumulated in each of the sensor elements by the sensor elements taking light synchronously in each of the distance measurement areas. And, based on the accumulated light amount, calculate an index value representing the contrast of each of the distance measurement areas, based on the index value, determine one of the distance measurement areas as the optimal distance measurement area, In the distance measuring device that outputs the subject distance for the ranging area determined as the optimal ranging area, as an optimal subject distance,
When the night view mode is selected by the mode selection means, the control unit emits light for measuring the subject distance to a predetermined number of sensor elements among sensor elements belonging to the center-side distance measurement area. Is performed until the normal mode is selected by the mode selection means, and a predetermined number of sensor elements among the sensor elements belonging to the entire distance measurement area emit light for measuring the subject distance. While controlling the distance measurement unit so that the measurement is performed until saturation is achieved,
The determination of the optimum distance measurement area based on the index value may include determining whether or not the index value satisfies a predetermined value in order from the short distance measurement area to the long distance measurement area. A ranging device for a camera, characterized in that the measurement is performed by:
前記制御部は、該2眼測距センサ間で対応する測距エリアにおける光量分布に基づいて、前記各測距エリアごとの前記被写体距離を測定することを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載のカメラの測距装置。The ranging unit includes a binocular ranging sensor, and the plurality of sensor elements are linearly arranged in the binocular ranging sensor;
6. The apparatus according to claim 1, wherein the control unit measures the subject distance for each of the distance measurement areas based on a light amount distribution in a corresponding distance measurement area between the two-lens distance measurement sensors. The distance measuring device for a camera according to any one of claims 1 to 7.
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