JP3518891B2 - カメラの測距装置、カメラの移動体検出方法及びカメラ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カメラに係り、特に移
動被写体の測距、移動被写体の移動量や速度の算出を行
う技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、被写体に向けて測距用光を投射し
てその反射光を受光し被写体までの距離を算出する所謂
アクティブ式の測距装置に於いては、受光光量に測距精
度が比例する。また、被写体に投光像が欠けて当たった
場合（所謂スポット欠け）、投光像と被写体上での投光
像の反射像との重心位置にズレが生じて誤測距してしま
う。スポット欠けによる誤測距を防止する技術として受
光手段を複数個持ち上記投光像と反射像との重心位置の
ズレをキャンセルする技術が知られている。また、移動
している被写体の距離を随時測距して自動焦点調節を行
う技術も種々提案されており、例えば特開昭６３−１５
９８１７号公報では、動く被写体の距離を時間毎に測距
して、該距離データに基づいて撮影時点における被写体
の距離を予測する技術が開示されている。そして、特開
平２−１４９８１０号公報等では、測距装置に対し横方
向にも動く被写体までの距離と移動速度を算出する技術
が提案されている。更に特願平２−１４９８１０号公報
では複数の素子を有し、時間軸上に距離データ及び素子
データを出力し距離データと素子データとから被写体の
移動速度を算出する技術が開示されている。かかる技術
では素子数を増やし測距ポイントを増やすことで被写体
移動の検出能力を高めることができる。この他、同一箇
所を複数回測距してその結果を平均化することで測距精
度を高める技術も知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た複数の受光手段を持つ技術ではスポット欠けによる誤
測距を防止することはできるが、スポット欠けによる受
光光量の低下は防止できず受光光量の低下による測距精
度の低下が起きていた。そして、前述の特開昭３−１５
９８１７号公報により開示された技術では動く被写体の
測距データから撮影時点での動く被写体の距離は予測で
きるが被写体の光軸方向の動きしか検出できなかった。
また、前述の特開平２−１４９８１０号公報により開示
された技術では、撮影レンズ光軸方向とそれに直交方向
の被写体の動きを検出することができるが、複数の素子
が必要でありコスト高を招いていた。更には動く被写体
を測距してその動きを検出する為には複数のポイントの
測距を繰り返し行わなければならず測距時間の増大を招
いていた。

【０００４】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、スポット欠けが発生して
も高精度な測距を可能とすると共に、光軸方向を含む少
なくとも２方向の被写体の動きの検出を高速で行い、迅
速且つ高精度の測距を行う測距装置を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の第１の態様によるカメラの測距装置は、被
写体に対し測距用光を投射する投光手段と、上記投光手
段から投射された測距用光の上記被写体上での反射光を
受光する２つ以上の受光手段と、上記測距用光の上記被
写体上での反射状態を上記受光手段からの出力に基づい
て判別し上記被写体の特徴点を抽出するとともに、上記
被写体までの距離を算出する演算手段と、を有し、上記
特徴点の抽出を時系列で複数回行うことにより、上記被
写体の光軸に直交する方向の移動を検出することを特徴
とする。 本発明の第２の態様によるカメラの測距装置
は、上記第１の態様において、上記演算手段は、上記受
光手段が出力する光電変換値と、上記被写体距離より逆
算される光電変換値とを比較することにより、上記被写
体の特徴点を抽出することを特徴とする。 本発明の第
３の態様によるカメラの測距装置は、上記第１の態様に
おいて、上記演算手段は、上記２つ以上の受光手段のそ
れぞれが出力する光電変換値を比較することにより、上
記被写体の特徴点を抽出することを特徴とする。 本発
明の第４の態様によるカメラの移動体検出方法は、被写
体に向けて光を投射し、上記投射光の上記被写体上での
反射光を受光し、上記投射光の上記被写体上での反射状
態から上記被写体の特徴点を抽出し、上記特徴点の抽出
を時系列で複数回行い、この特徴点の移動を検出するこ
とで、上記被写体の光軸に直交する方向の移動を検出す
ることを特徴とする。 本発明の第５の態様によるカメ
ラは、被写体に向けて投光する投光手段と、上記投光手
段から投射された投光像の上記被写体上での反射光を受
光する２つ以上の受光手段と、上記被写体上での上記投
光像の反射状態から、上記被写体の特徴点を抽出する演
算手段と、を具備し、上記検出動作を時系列で繰り返し
行うことにより、上記被写体の光軸に直交する方向の移
動を検出することを特徴とする。

【０００６】

【０００７】

【０００８】

【作用】即ち、本発明の第１の態様によるカメラの測距
装置では、投光手段により測距用光が被写体に向けて投
射され２つ以上の受光手段により上記投光手段が投射し
た測距用光の上記被写体上での反射光が受光される。演
算手段により、上記測距用光の上記被写体上での反射状
態が上記受光手段からの出力に基づいて判別され、上記
被写体の特徴点が抽出されるとともに、上記被写体まで
の距離が算出される。特に、上記特徴点の抽出が時系列
で複数回行われることで、上記被写体の光軸に直交する
方向の移動が検出される。 本発明の第２の態様による
カメラの測距装置では、上記第１の態様において、上記
演算手段により、上記受光手段が出力する光電変換値
と、上記被写体距離より逆算される光電変換値とが比較
され、上記被写体の特徴点が抽出される。 本発明の第
３の態様によるカメラの測距装置では、上記第１の態様
において、上記演算手段により、上記２つ以上の受光手
段のそれぞれが出力する光電変換値が比較され、上記被
写体の特徴点が抽出される。 本発明の第４の態様によ
るカメラの移動体検出方法では、被写体に向けて光が投
射され、上記投射光の上記被写体上での反射光が受光さ
れ、上記投射光の上記被写体上での反射状態から上記被
写体の特徴点が抽出され、上記特徴点の抽出が時系列で
複数回行われ、この特徴点の移動が検出され、上記被写
体の光軸に直交する方向の移動が検出される。 本発明
の第５の態様によるカメラでは、投光手段により被写体
に向けて投光され、２つの受光手段により上記投光手段
から投射された投光像の上記被写体上での反射光が受光
され、演算手段により上記被写体上での上記投光像の反
射状態から、上記被写体の特徴点が抽出され、特に上記
検出動作を時系列で繰り返し行われることで、上記被写
体の光軸に直交する方向の移動が検出される。

【０００９】

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例につ
いて説明する。先ず図１には本発明の第１の実施例に係
るカメラの測距装置の構成を示し説明する。この図１に
おいて、投光部２１では、測距用光を投射するためのキ
セノン（Ｘｅ）管１は発光回路２により発光制御され
る。そして、符号３はＸｅ管１の光の一部をとり出す為
のマスクを示し、該マスク３によってとり出されたＸｅ
管１の光は投光レンズ４によって集光され被写体に投射
される。

【００１１】一方、受光部２２，２３では、投光部２１
から投射された光の被写体による反射光を受光レンズ５
ａ，５ｂを介して受光素子６ａ，６ｂ上に結像する。こ
の受光素子６ａ，６ｂは上記反射光の結像位置に応じた
光電変換信号を出力し、距離情報算出部７は上記光電変
換信号より被写体距離情報を算出する。情報記憶部８は
各タイミングにおける上記被写体距離情報と上記光電変
換信号のうちの一方（ここでは受光素子６ａの出力する
光電変換信号）とを時系列的に記憶する。

【００１２】速度算出部９は、第（ｎ−１）から第ｎの
タイミングの被写体の光軸方向の移動速度を情報記憶部
８が記憶した第（ｎ−１）と第ｎのタイミングの被写体
距離情報から算出する。速度算出部９は、光軸に直交す
る方向の移動速度を情報記憶部８が記憶した第（ｎ−
１）と第ｎのタイミングの被写体距離情報と光電変換信
号との比較により算出する。

【００１３】さらに、速度算出部９は、これら複数のタ
イミングの被写体距離情報の変化から被写体の光軸方向
の移動速度を算出し、複数のタイミングの被写体距離情
報と光電変換信号から投光スポット像の欠け量を算出
し、該欠け量の変化から被写体の光軸に垂直方向の移動
速度とを算出する。

【００１４】ここで、図２乃至図５を参照して、かかる
構成で被写体の光軸方向とそれに直交する方向の移動速
度を算出する原理について説明する。図２において、ｌ
_n は第ｎのタイミング、ｌ_n-1 は第（ｎ−１）のタイミ
ングの被写体距離、ａ_n は第ｎのタイミング、ａ_n-1 は
第（ｎ−１）のタイミングの被写体距離情報から求まる
光電変換信号値、ｅ_n は第ｎのタイミング、ｅ_n-1 は第
（ｎ−１）のタイミングの受光素子６ａの光電変換信号
値、Ｈ_n は第ｎのタイミング、Ｈ_n-1 は第（ｎ−１）の
タイミングでの被写体であり、Ｔ_n は第ｎのタイミン
グ、Ｔ_n-1 は第（ｎ−１）のタイミングの被写体位置で
の投光像を示し、投光像のうち被写体に当った部分が反
射像となる。また、第１の実施例では投光像を正方形と
しているが、これに限定されることはない。

【００１５】いま、第（ｎ−１）のタイミングと第ｎの
タイミングとの時間間隔をΔｔとし、それぞれのタイミ
ングでの被写体の中央位置をＸ_n ，Ｘ_n-1 とすれば、こ
の間の図３でのｘ軸方向（水平方向）の移動速度ｖ_x.n
は次式で示される。

【００１６】 ｖ_x.n ＝（Ｘ_n −Ｘ_n-1 ）／Δｔ …（１） ここで、被写体の右側のエッジの位置について考える
と、 Ｘ_n ＋ｂ_n ／２＝Ａ_n ＋ｄ_n ／２−ｉ_n …（２） Ｘ_n-1 ＋ｂ_n-1 ／２＝Ａ_n-1 ＋ｄ_n-1 ／２−ｉ_n-1 …（３） となる。尚、ｂ_n は被写体の幅、ｄ_n は投光像の幅、ｉ
_n は投光像のケラレ量、Ａ_n は被写体位置での投光像重
心位置である。さらに、被写体位置での反射像重心のＡ
_n に対するズレ量をｘ_n とすると、ｉ_n は投光像が正方
形であるので、 ｉ_n ＝２ｘ_n …（４） ｉ_n-1 ＝２ｘ_n-1 …（５） と表わせる。よって、上記（２）乃至（５）式より、 Ｘ_n −Ｘ_n-1 ＝Ａ_n ＋ｄ_n ／２−２ｘ_n −Ａ_n-1 −ｄ_n-1 ／２＋２・ｘ_n-1 …（６） となるので上記（１），（６）式により被写体の移動速
度を求める事ができる。

【００１７】また、投光像重心位置Ａ_n は図４に示すよ
うに投光方向をθとすれば、 Ａ_n ＝ｌ_n ×ｔａｎθ …（７） と表わす事ができ、投光像の大きさｄ_n は、 ｄ_n ＝（発光部サイズ）×（被写体距離）／（投光レンズ焦点距離） ＋（投光レンズサイズ） …（８） と表わす事ができる。

【００１８】よって、もし被写体距離が一定かつ、投光
方向も一定であれば、Ａ_n ＝Ａ_n-1，ｄ_n ＝ｄ_n-1 とな
り（６）式は、 Ｘ_n −Ｘ_n-1 ＝−２ｘ_n ＋２ｘ_n-1 …（９） と表す事ができる。

【００１９】さらに、ｘ_n の算出法について説明する。
被写体距離情報から逆算される光電変換信号値を基準信
号値ａと考える。この基準信号値ａは測距用光全体がケ
ラレることなく被写体に当った場合に受光素子から出力
される光電変換信号値と一致する。つまり、基準信号値
ａとは被写体位置における測距用光の投光像重心と反射
像重心が一致している時の光電変換信号値と等しい。

【００２０】一方、実際の測距において受光素子は測距
用光の反射像重心に応じて光電変換信号値ｅを出力して
いるので、図３のように測距用光が被写体に対しズレて
当っている場合においては、被写体位置における測距用
光の投光像重心と反射像重心が一致していないので基準
信号値ａとズレを生じる事になる。

【００２１】この実際に出力された光電変換出力値ｅと
基準信号値ａとのズレ量からｘ_n を求める事ができる。
そして、受光レンズ焦点距離をｆ_j とすると図２より、 ｘ_n ＝ｌ_n （ｅ_n −ａ_n ）／ｆ_j …（１０） ｘ_n-1 ＝ｌ_n-1 （ｅ_n-1 −ａ_n-1 ）／ｆ_j …（１１） と示すことができる。

【００２２】続いて、被写体の光軸方向の移動速度ｖ
_z.n の算出法について説明する。光軸方向の移動量ｚ_n
とは、即ち被写体距離の変化であるから、 ｚ_n ＝ｌ_n −ｌ_n-1 …（１２） と表わされ、移動速度ｖ_z.n は、 ｖ_z.n ＝ｚ_n ／Δｔ …（１３） として算出される。

【００２３】図３では投光像が正方形について述べた
が、投光像が円の場合について説明する。図５に被写体
と投光像の関係図を示す。基本的な考え方は投光像が正
方形の場合と同様であり、光軸方向の被写体の移動速度
ｖ_z.n は上記（１２），（１３）式により求める事がで
きる。光軸に直交する方向の移動速度も投光像が正方形
の場合と同様に求める事ができるが、上記（４），
（５）式にあるｉ_n とｘ_n の関係が大きく異なり以下の
関係式が成り立つ。

【００２４】

【数１】

【００２５】よって、上記（４），（５）式に変えて上
記（１４），（１５）式からｉ_n ，ｉ_n-1 を求めて計算
を行えば、投光像が円の場合の被写体の光軸に直交する
方向の移動速度を求める事ができる。更に、測距用光の
受光位置を２次元で検出可能な受光素子（例えば２次元
ＰＳＤ）を用いれば、被写体の光軸に直交する２方向の
動きをも検出可能となり光軸方向の動きと合わせて被写
体の３次元の動きを検出することができる。

【００２６】以上説明したように第１の実施例において
は被写体の光軸方向と、それに直交方向の移動速度が複
数箇所の測距を繰り返し行わずとも算出する事ができる
ので、測距の高速化と低消費エネルギー化が可能とな
る。

【００２７】そして、投光光源として従来用いられてい
る赤外発光ダイオードに比べ、遥かに強い光量を投射す
る事が可能なＸｅ管を用いたので、複数回投光を行わず
とも精度良く測距可能となり、より高速化が図れる。さ
らに、２つの受光部を有しているので被写体の移動によ
ってスポット欠けが発生したとしても正確な被写体距離
情報を得る事ができる。

【００２８】尚、第１の実施例において投光像を正方形
としたのは、光電変換信号と基準信号のズレ量から簡単
な計算で、被写体位置における投光像中心と、反射像重
心のズレ量を算出する為であり、また、２つの受光部２
２，２３間の中央に投光部２１を設けているが、これに
限定されることではない。

【００２９】次に図６には第２の実施例に係るカメラの
測距装置の構成を示し説明する。この図６において、投
光部２１では、測距用光を被写体に投射するためのＸｅ
管１を発光回路２により発光させ、マスク３により該Ｘ
ｅ管１の光の一部を取り出す。そして、このマスク３に
よって取り出された光は投光レンズ４によって集光され
被写体に投射される。投光方向切替部１０はマスク３を
動かすことによって投光方向を切り替えるものであり、
このように投光方向を切り替えることで複数箇所の測距
が可能となっている。

【００３０】一方、受光部２２，２３では、投光部２１
から投射され被写体により反射された反射光を受光レン
ズ５ａ，５ｂを介して受光素子６ａ，６ｂに結像する。
この受光素子６ａ，６ｂは上記反射光の入射位置に応じ
て光電変換信号を出力する。

【００３１】距離情報算出部７は受光素子６ａ，６ｂが
出力した光電変換信号から被写体距離情報を算出し、被
写体幅算出部１１は複数の被写体距離情報と投光方向か
ら被写体の幅を算出する。情報記憶部８は距離情報算出
部７が算出した被写体距離情報と受光素子６ａか６ｂの
どちらか一方（ここでは受光素子６ａ）が出力した光電
変換信号と被写体幅算出部１１が算出した被写体幅情報
とを記憶する。

【００３２】そして、速度算出部９は情報記憶部８が記
憶した複数のタイミングの被写体距離情報の変化から被
写体の光軸方向の移動速度を算出し、また複数のタイミ
ングの被写体距離情報と複数のタイミングの光電変換信
号の変化から被写体の光軸に直交する方向の移動速度の
算出を行う。

【００３３】さらに、露出制御部１６は速度算出部９が
算出した被写体の移動速度を考慮して撮影レンズのシャ
ッタ開口時間とシャッタの絞りとを制御し、予測部１２
は測距終了から撮影までの時間を考慮して、速度算出部
９の出力を基に撮影時における被写体の位置と距離とを
予測する。

【００３４】また、被写体ケラレ判定部１３は予測部１
２が予測した撮影時における被写体の位置と距離と情報
記憶部８が記憶した被写体幅情報とから撮影時に被写体
が撮影範囲からはみ出るか否かの判定を行い、撮影範囲
変更部１４は被写体ケラレ判定部１３の出力に応じて撮
影範囲を変更する。撮影範囲変更部１４とは不図示の撮
影レンズのズーム機構と兼ねる。焦点調節部１５は予測
部１２が予測した撮影時における被写体距離情報から撮
影レンズの焦点調節を行う。

【００３５】以下、図７（ａ）乃至（ｃ）及び図８を参
照して、第２の実施例の動作を説明する。尚、図７
（ａ）は第１のタイミングにおける測距用光の被写体位
置での投光像と被写体の関係図であり、Ｐ₁ 〜Ｐ₇ は各
投光方向の測距用光の被写体位置での投光像を示し、Ｈ
は被写体である。そして、図７（ｂ）は第１のタイミン
グにおける投光方向と被写体距離情報とのグラフであ
り、図７（ｃ）は第２のタイミングにおける測距用光の
被写体位置での投光像と被写体の関係図である。

【００３６】さて、不図示のパワースイッチがオンさ
れ、電源が供給されると、シーケンスを開始し、カメラ
の不図示のレリーズ釦の押し込みが検知されると（ステ
ップＳ１）、測距のタイミング数を示す変数ｎを“０”
にリセットし（ステップＳ２）、変数ｎをインクリメン
トした後（ステップＳ３）、投光方向切替部１０の駆動
を開始する（ステップＳ４）。

【００３７】続いて、複数箇所（ここでは７箇所）の測
距を行う。この複数箇所の測距が第１のタイミングの測
距に相当する。この第１のタイミングの複数箇所の測距
は複数箇所を同時に測距することが望ましいが、被写体
の移動速度に比べ充分に短い時間で複数箇所の測距を終
了できれば何等問題はない。この第１のタイミングの測
距で投光方向に対する被写体距離情報の分布を知ること
ができる。つまり、例えば図７（ａ）のようなシーンに
おいては図７（ｂ）のような被写体距離情報を得ること
ができるのである（ステップＳ５）。

【００３８】次いで、被写体幅算出部１１により被写体
の幅ｂを算出し、情報記憶部８が被写体幅情報として記
憶する。この被写体幅ｂは、例えば図７（ｂ）のような
被写体距離情報が得られた時には被写体距離情報が連続
して一定な投光方向範囲δは同一被写体が存在すると判
断して投光方向範囲δとその投光方向での被写体距離情
報とから算出可能である（ステップＳ６）。

【００３９】続いて、連続して同一な距離情報を出力し
ている測距箇所のうち中央の箇所（図７（ａ）中Ｐ₄ ）
の被写体距離情報を第１のタイミングの被写体距離情報
として情報記憶部８が記憶し（ステップＳ７）、被写体
の両側のエッジ部分（図７（ａ）中Ｐ₃ ，Ｐ₅ ）を第２
のタイミング以降の測距箇所として選び出す。どの測距
箇所が被写体のエッジ部分かどうかの判定はそれぞれの
測距箇所における被写体距離情報より求められる光電変
換信号値と実際に出力されている光電変換信号値との比
較により行い、差異があれば被写体のエッジ部分である
と判定する（ステップＳ８）。また、この判定は受光部
２２，２３が出力した光電変換信号値の比較によっても
可能であり、この場合は２つの光電変換信号値に差異が
有れば被写体のエッジ部分であると判定する。

【００４０】次いで、上記ステップＳ８で選択された測
距箇所の第１のタイミングの測距で受光素子６ａから出
力された光電変換信号を情報記憶部８が記憶し（ステッ
プＳ９）、ｎ＝２であるかを判定してｎ＝２でなければ
ステップＳ１１へと進む（ステップＳ１０）。そして、
ｎをインクリメントし（ステップＳ１１）、ステップＳ
８で選択されたＰ₃ ，Ｐ₅ の方向の測距を行い距離情報
算出部７により被写体距離を算出する（ステップＳ１
２）。尚、図７（ｃ）に第２のタイミングにおける被写
体と測距用光の投光像との関係図を示す。

【００４１】続いて、ステップＳ１２で得られた被写体
距離情報を情報記憶部８が記憶し（ステップＳ１３）、
ステップＳ１２で行った測距で得られた受光素子６ａの
光電変換信号を情報記憶部８が記憶し（ステップＳ１
４）、速度算出部９が第（ｎ−１）と第ｎのタイミング
の測距で情報記憶部８が記憶した被写体距離情報から求
まる光電変換信号値と記憶された光電変換信号値との差
異を求め、更に第（ｎ−１）と第ｎのタイミング間の変
化を算出する。そして、第（ｎ−１）と第ｎのタイミン
グの被写体距離情報の変化とにより第１の実施例と同様
に被写体の光軸に直交する方向の移動速度を算出し、被
写体の光軸方向の移動速度も第１の実施例と同様に算出
し上記ステップＳ１０へと戻る（ステップＳ１５）。

【００４２】一方、上記ステップＳ１０でｎ＝２と判定
されるとステップＳ１６へと進み、投光方向切替部１０
の駆動を停止する。さらに、予測部１２がＳ１５で速度
算出部９が出力した被写体の移動速度を基に測距終了か
ら撮影までにかかる時間を考慮して撮影時における被写
体の位置と距離とを算出し（ステップＳ１７）、被写体
ケラレ判定部１３がステップＳ１７で予測部１２が出力
した撮影時における被写体の位置と距離とステップＳ６
で情報記憶部８が記憶した被写体幅情報を基に被写体が
撮影範囲からはみ出るか否かを判定する（ステップＳ１
８）。

【００４３】ここで、被写体が撮影範囲からはみ出ると
判定されたならばステップＳ１９へと移り、撮影範囲変
更部１４が被写体が撮影範囲からはみ出ないように撮影
範囲を変更する。上記ステップＳ１８で被写体が撮影範
囲からはみ出ないと判定されたならば、撮影範囲の変更
は行わずにステップＳ２０へと移る。

【００４４】そして、焦点調節部１５がステップＳ１７
で予測部１２が予測した被写体距離を基に撮影レンズの
焦点調節を行い（ステップＳ２０）、露出制御部１６が
ステップＳ１５で速度算出部９が出力した被写体の移動
速度を考慮して自動露出の計算で求まる複数あるシャッ
タ開口時間と絞りの組合せのうち被写体がブレて撮影さ
れないようなシャッタ開口時間と絞りの組合せを選び出
し撮影を行う（ステップＳ２１）。さらに、投光方向切
替部１０を初期化してシーケンスを終了する（ステップ
Ｓ２２）。

【００４５】このように、第２の実施例においては第２
のタイミングでは測距の高速化を狙うと共に被写体が図
７（ａ）において左右どちらに動いても被写体の移動速
度を算出することができるように第１のタイミングにお
ける被写体の両側のエッジ部分の２箇所の測距を行って
いるが、更に高速化を狙うのであれば第２のタイミング
の測距を１箇所にすることも可能である。

【００４６】また、第２のタイミングでは被写体が図７
（ａ）において左右どちらに動いても被写体のエッジ部
分を測距することができるように第１のタイミングにお
ける被写体のどちらか一方のエッジが投光像の中心とな
るような箇所（図７（ａ）では例えばＰ₅ とＰ₆ の中間
付近）を選び出して投光方向を変更してその１箇所のみ
の測距で被写体の移動速度を算出することが可能であ
る。

【００４７】図７（ｄ）に、このときの投光像と被写体
の関係図を示す。Ｈ₁ は第１のタイミングの被写体、Ｈ
₂ は第２のタイミングの被写体、Ｐ_5-6 は第２のタイミ
ングの投光像でありその中心は第１のタイミングの被写
体の図中右側のエッジ部分になっている。

【００４８】また、第１のタイミングの測距で得られた
被写体幅情報から投光像の幅を被写体の幅に合わせるよ
うに変化させれば第１のタイミングにおける被写体中央
位置１箇所のみの測距でも被写体が図７（ａ）において
左右どちらに動いても被写体のエッジ部分の測距ができ
るので被写体の移動速度を算出することができる。

【００４９】このときの投光像と被写体の関係図を図７
（ｅ）に示す。Ｈ₁ は第１のタイミングの被写体、Ｈ₂
は第２のタイミングの被写体、Ｐ_c は第２のタイミング
の投光像であり被写体の幅に投光像の幅を合わせてあ
る。また、逆に測距の高速化が必要ない場合には第２の
タイミングの測距も第１のタイミングと同数の複数箇所
の測距を行ってより被写体の移動を検知出来るようにし
ても良い。

【００５０】また、第２の実施例では複数のタイミング
の測距は２回までだが測距のタイミング数を増やす事も
可能でその場合は本実施例ではｎ＝２としていた図８の
ステップＳ１０のｎを所望の数にすれば良い。また、第
３のタイミング以降の測距を行う場合、第１，第２のタ
イミングの測距で被写体のエッジの動きを見て被写体の
移動速度を算出すれば第３のタイミング以降は算出した
被写体の移動速度をもとに予測部１２が次のタイミング
の測距時点での被写体位置を予測し投光方向切換部１０
により投光方向を切り替えて被写体のエッジ部分を追尾
しながら測距を行うこともできる。

【００５１】この場合、第１，第２のタイミングの測距
から被写体の移動速度の算出できれば良いので本実施例
の第１のタイミングの測距と同様に複数箇所の測距を第
１と第２のタイミングで行って被写体のエッジの位置を
検出してそのエッジの位置の移動から被写体の移動速度
を算出しても良いし、測距の高速化を図るために本実施
例のように第１のタイミングの測距は７箇所の測距を行
い、第２のタイミングの測距は第１のタイミングにおけ
る被写体の両側のエッジ部分の２箇所を測距しても良
い。つまり、第２のタイミングの測距は測距箇所数を第
１のタイミングより減らして測距を行って被写体の移動
速度を算出しても良い。

【００５２】そして、第３のタイミング以降は測距の高
速化をはかる為に被写体のエッジ部分の１箇所でも良い
し投光像が被写体に当たり易いように被写体のエッジ付
近を何箇所か選んで測距をしても良い。この時、第２の
タイミング以降の測距で投光像が被写体に当たらなかっ
た場合は再び第１のタイミングと同様に複数箇所の測距
を行って被写体に確実に投光像が当たるようにして測距
を行えば良い。

【００５３】また、第２の実施例では第１のタイミング
の被写体距離情報として被写体中央位置の被写体距離情
報のみ用いているが同一被写体と判定された複数箇所
（図７（ａ）ではＰ₃ ，Ｐ₄ ，Ｐ₅ ）の被写体距離情報
を平均化して被写体距離情報の信頼性を高めて第１のタ
イミングの被写体距離情報として用いても良い。

【００５４】以上説明した様に第２の実施例によると複
数箇所の測距を繰り返し行わないので高速で被写体の移
動速度と被写体距離を算出することができる上、撮影時
において適切な撮影レンズの焦点調節及びシャッタ開口
時間の設定が可能となりピントが良好で被写体のブレて
いない写真を得ることができ、尚且つ被写体が移動して
撮影画面からはみ出るような場合には撮影範囲を変更し
て被写体が撮影画面からはみ出すといった失敗写真をも
防ぐことができる。

【００５５】次に図９（ａ），（ｂ）を参照して第３の
実施例について説明する。基本構成については第２の実
施例に準ずるが、撮影範囲変更部１４が、撮影レンズ６
１を偏心させて撮影範囲を変更する撮影レンズ偏心部６
２となっている。

【００５６】第３の実施例においては、露出制御部１６
によりシャッタスピードを決定する際に被写体がブレな
いシャッタスピードが設定できない場合、例えば被写体
の移動速度が自動露出の計算より求まるシャッタスピー
ドにおいてもブレてしまう程速い時は、予測部１２の出
力に基づいて撮影範囲変更部１４により撮影開始時にお
ける被写体位置を撮影画面中央になるように画面変更を
行った後、撮影を開始する。更に撮影終了時までの被写
体の動きを予測部１２により予測し、その出力に基づい
て撮影時間中も撮影範囲変更部１４によって被写体が画
面中央に結像されるように撮影範囲変更を続ける。

【００５７】撮影時間中に被写体が図９（ａ）中、点Ａ
から点Ｂへ移動した場合に何ら画面変更を行わないと撮
影終了時には、点ｂに被写体が結像され図中、距離Ｏｂ
だけブレた写真となるが、前述のように画面変更を行う
と、図９（ｂ）に示すように撮影終了時にも被写体は撮
影開始時と同じ位置点Ｏに結像され、被写体のブレのな
い写真を得る事ができる。

【００５８】また、露出制御部１１により被写体がブレ
ないシャッタスピードを設定する事ができる場合は、撮
影開始時における被写体位置が撮影範囲中央となるよう
に撮影範囲を変更した後撮影を開始し、撮影中は撮影範
囲の変更を行わない。

【００５９】このようにする事で、この場合は被写体は
画面中央にあり、また被写体も背景もブレていない写真
が得られる。また、別に外部入力装置を設けることによ
り撮影者が背景をブラして撮影したい時には、外部入力
装置を予め操作することにより被写体がブレない適正な
シャッタスピードが選択できる場合においてもシャッタ
スピードを遅く設定し、撮影時間中にも撮影範囲変更を
行えば被写体はブレず背景がブレた写真を得る事がで
き、より撮影者の意図にあった撮影を行うことができ
る。

【００６０】更に、撮影レンズ偏心部６２は他の機能と
兼ねても良く、例えば撮影レンズとファインダ光学系の
パララックスを補正するためのパララックス補正手段と
兼ねても良いし、手ブレによるブレ写真を防止するため
のブレ補正手段と兼ねてもよい。

【００６１】以上説明したように、第３の実施例によれ
ば、動く被写体に対して、被写体を常に画面中央で撮影
することができ、また、従来撮影者に高度な技術が求め
られていた背景をブラして、被写体はブラさない、所謂
「流し撮り」も撮影者が面倒な操作を行わずとも可能と
なる。

【００６２】以上詳述したように、本発明による動体検
出の測距装置は、被写体の光軸方向とそれに直交する方
向の動きが検出可能となる。しかも複数箇所の測距を繰
り返し行わないので、測距の高速化と、消費エネルギー
の低減を図る事ができ、動く被写体にあった測距装置と
なる。

【００６３】引き続き第４の実施例について図１０を用
いて説明する。投光部２１は測距用光を被写体に投射す
る為の光源であるキセノン管（Ｘｅ管）１を、発光回路
２により発光させマスク３によりＸｅ管１の光の一部を
取り出す。マスク３によって取り出された光は投光レン
ズ４によって集光され被写体に投射される。投光方向切
替部１０はマスク３を動かすことによって投光方向を切
り替える手段であり、投光方向を切り替えることで複数
箇所の測距及び任意の方向の測距が可能となっている。
受光部２２，２３は投光部２１から投射され被写体によ
り反射された反射光を受光レンズ５ａ，５ｂにより受光
素子６ａ，６ｂ上に結像する。受光素子６ａ，６ｂは上
記反射光の入射位置に応じて光電変換信号を出力する。
距離情報算出部７は受光素子６ａ，６ｂが出力した光電
変換信号から被写体距離情報を算出する。投光状態判定
部１７は上記距離情報算出部７が出力した被写体距離情
報と上記受光素子６ａ，６ｂのどちらか一方（図１０で
は受光素子６ａ）が出力した光電変換信号とから上記投
光部２１が投光した投光像が被写体に投射されている状
態を判定し、スポット欠けが発生している場合はスポッ
トの欠け量を算出する。再測距制御部１８は上記投光状
態判定部１７がスポット欠けしていると判定した場合に
於いては投光状態判定部１７が算出したスポット欠け量
を基にスポット欠けが発生しないような投光方向を算出
してその方向に投光方向を投光方向切替部１０を駆動し
て変更する。

【００６４】以下、図１１のフローに沿って説明する。
ステップＳ５１は不図示のカメラのレリーズ釦の押し込
みを検知するためのステップであり、レリーズ釦が押し
込まれるとステップＳ５２にて測距を行う。ステップＳ
５３では投光状態判定部１７がステップＳ５２で距離情
報算出部７が出力した被写体距離情報とその時受光素子
６ａが出力した光電変換信号とから投光像の被写体上で
の反射状態を検出してスポット欠けが発生しているか否
か判定し、スポット欠けが発生している場合はその欠け
量も算出する。尚、ここでいうスポット欠けとは投光像
の一部が被写体に当たっていない状態である。スポット
欠けが発生していると判定された場合はステップＳ５４
にて投光状態判定部１７が算出した投光像の欠け量を基
に被写体に投光像が正しく投射される（スポット欠けが
発生しない）ような投光方向を再測距制御部１８が算出
する。スポット欠けが発生していないと判定された場合
はステップＳ５７へと移る。ここでスポット欠けが発生
しているか否かの判定は被写体距離情報より求められる
光電変換信号値と、実際に出力されている光電変換信号
値との比較により行え差異があればスポット欠けが発生
していると判定でき、その欠け量は投光像の形状にもよ
るが例えば正方形であれば上記（４）式により求められ
るし、投光像が円であれば上記（１４）式により求めら
れる。ステップＳ５５ではステップＳ５４で再測距制御
部１８が算出した再測距すべき投光方向に投光方向切替
部１０を駆動して投光方向を切り替え、ステップＳ５６
で再び測距を行いステップＳ５７にて撮影を行いシーケ
ンスを終了する。

【００６５】以上詳述したように、第４の実施例によれ
ばスポット欠けが発生して測距精度が劣化する場合にお
いても、スポット欠け量を算出してスポット欠けが発生
しないように投光方向を切り替えた後、再び測距を行う
ので、常に高精度の測距データを得ることができる。

【００６６】尚、本発明の上記実施態様によれば、以下
のごとき構成が得られる。 （１）被写体に向けて測距用光を投射する投光手段と、
上記測距用光の投光方向を切り替える投光方向切替手段
と、上記測距用光の被写体での反射光を受光する２つ以
上の受光手段と、上記受光手段の出力に応じて被写体距
離と上記測距用光の反射状態を算出する演算手段とを有
する測距装置において、複数回の測距を行い、その初回
には被写体の距離と上記反射状態に応じた特徴点とを抽
出し、２回目以降は上記特徴点もしくは上記特徴点を含
むその近傍領域についてのみ測距する制御手段とを備
え、複数回の測距で得られる被写体距離情報と、上記反
射状態の時間的変化から光軸方向とそれに直交する方向
との少なくとも２方向への被写体の移動速度を算出する
ことを特徴とする測距装置。 （２）被写体に向けて測距用光を投射する投光手段と、
上記測距用光の投光方向を切り替える投光方向切替手段
と、上記測距用光の被写体での反射光を受光する２つ以
上の受光手段と、上記受光手段の出力に応じて被写体距
離と上記測距用光の反射状態を算出する演算手段とを有
し、複数回の測距を行い、複数回の測距で得られる被写
体距離情報と、上記反射状態の時間的変化から光軸方向
とそれに直交する方向との少なくとも２方向への被写体
の移動速度を算出し、フィルム露光時点での被写体の位
置に応じた撮影レンズの状態を補正する補正手段と持つ
カメラの測距装置において、上記撮影レンズの状態は、
焦点位置もしくは焦点距離もしくは光軸の偏向角度であ
ることを特徴とするカメラの測距装置。 （３）上記撮影レンズの補正手段は、撮影レンズのズー
ム手段もしくは撮影レンズとファインダ光学系とのパラ
ラックスを補正するパララックス補正手段もしくは手ブ
レによるブレ写真を防ぐためのブレ補正手段とを兼ねる
ことを特徴とする上記（２）に記載のカメラの測距装
置。 （４）被写体に向けて測距用光を投射する投光手段と、
上記測距用光の投光方向を切り替える投光方向切替手段
と、上記測距用光の被写体での反射光を受光する２つ以
上の受光手段と、上記受光手段の出力に応じて被写体距
離と上記測距用光の反射状態を算出する演算手段とを有
し複数回の測距を行い、複数回の測距で得られる被写体
距離情報と、上記反射状態の時間的変化から光軸方向と
それに直交する方向との少なくとも２方向への被写体の
移動速度を算出する測距装置に於いて、上記反射状態を
算出する為に上記複数の受光手段の出力から算出した被
写体距離情報と、上記複数の受光手段のうち１つの受光
手段の出力を用いて反射像の重心位置を算出することを
特徴とする測距装置。 （５）被写体に向けて測距用光を投射する投光手段と、
上記測距用光の投光方向を切り替える投光方向切替手段
と、上記測距用光の被写体での反射光を受光する２つ以
上の受光手段と、上記受光手段の出力に応じて被写体距
離と上記測距用光の反射状態を算出する演算手段とを有
し、複数回の測距を行いその被写体の距離と上記反射状
態に応じた特徴点とを抽出し、複数回の測距で得られる
被写体距離情報と上記反射状態に応じた特徴点とを抽出
し、複数回の測距で得られる被写体距離情報と、上記反
射状態の時間的変化から光軸方向とそれに直交する方向
との少なくとも２方向への被写体の移動速度を算出する
測距装置において、被写体の移動速度に応じて投光方向
を切り替える制御手段を持つことを特徴とする測距装
置。 （６）被写体に向けて測距用光を投射する投光手段と、
上記測距用光の投光方向を切り替える投光方向切替手段
と、上記測距用光の被写体での反射光を受光する２つ以
上の受光手段と、上記受光手段の出力に応じて被写体距
離を算出し、上記測距用光の投光方向と、各々の投光方
向での被写体距離情報とから被写体の幅を算出する演算
手段とを有する測距装置に於て、複数回の測距を行い、
その初回は複数方向へ測距用光を投射して、被写体の距
離と幅とを算出し、２回目以降被写体距離での投光像を
被写体の幅に合わせて投光して測距することを特徴とす
る測距装置。 （７）被写体に向けて測距用光を投射する投光手段と、
上記測距用光の投光方向を切り替える投光方向切替手段
と、上記測距用光の被写体での反射光を受光する２つ以
上の受光手段と、上記受光手段の出力に応じて被写体距
離と上記測距用光の反射状態を算出する演算手段とを有
する測距装置に於て、上記測距用光の反射状態に応じて
投光方向を切り替えて、再測距する制御手段を有するこ
とを特徴とする測距装置。

【００６７】

【発明の効果】本発明によれば、投光像の被写体上での
反射状態から被写体の特徴点を抽出することが可能とな
り、光軸に直交する方向の被写体の移動を検出すること
が出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係るカメラの測距装置
の構成を示す図である。

【図２】被写体の光軸方向とそれに直交する方向の移動
速度を算出する原理について説明するための図である。

【図３】被写体上の投光像の様子を示す図である。

【図４】Ｘｅ管１による投光方向角θを示す図である。

【図５】被写体上の投光像の様子を示す図である。

【図６】図６は第２の実施例に係るカメラの測距装置の
構成を示す図である。

【図７】（ａ）は第１のタイミングにおける測距用光の
被写体位置での投光像と被写体の関係図、（ｂ）は第１
のタイミングにおける投光方向と被写体距離情報とを示
す図、（ｃ）は第２のタイミングにおける測距用光の被
写体位置での投光像と被写体の関係図である。

【図８】第２の実施例に係るカメラの測距装置の動作を
示すフローチャートである。

【図９】第３の実施例に係るカメラの測距装置について
説明するための図である。

【図１０】本発明の第４の実施例に係るカメラの測距装
置の構成を示す図である。

【図１１】第４の実施例に係るカメラの測距装置の動作
を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１…Ｘｅ管、２…発光回路、３…マスク、４…投光レン
ズ、５…受光レンズ、６…受光素子、７…距離情報算出
部、８…情報記憶部、９…速度算出部、２１…投光部、
２２，２３…受光部。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−52557（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−149810（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−188436（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−278907（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−59707（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−288816（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−157558（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−307711（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−76507（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−105471（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−45898（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 7/28 - 7/40

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被写体に対し測距用光を投射する投光手
   段と、 上記投光手段から投射された測距用光の上記被写体上で
   の反射光を受光する２つ以上の受光手段と、上記測距用光の上記被写体上での反射状態を上記受光手
   段からの出力に基づいて判別し上記被写体の特徴点を抽
   出するとともに、上記被写体までの距離を算出する演算
   手段と、を有し、上記特徴点の抽出を時系列で複数回行
   うことにより、上記被写体の光軸に直交する方向の移動
   を検出する ことを特徴とするカメラの測距装置。
2. 【請求項２】 上記演算手段は、上記受光手段が出力す
   る光電変換値と、上記被写体距離より逆算される光電変
   換値とを比較することにより、上記被写体の特徴点を抽
   出することを特徴とする請求項１に記載のカメラの測距
   装置。
3. 【請求項３】 上記演算手段は、上記２つ以上の受光手
   段のそれぞれが出力する光電変換値を比較することによ
   り、上記被写体の特徴点を抽出することを特徴とする請
   求項１に記載のカメラの測距装置。
4. 【請求項４】 被写体に向けて光を投射し、 上記投射光の上記被写体上での反射光を受光し、 上記投射光の上記被写体上での反射状態から上記被写体
   の特徴点を抽出し、 上記特徴点の抽出を時系列で複数回行い、この特徴点の
   移動を検出することで、上記被写体の光軸に直交する方
   向の移動を検出することを特徴とするカメラの移動体検
   出方法。
5. 【請求項５】 被写体に向けて投光する投光手段と、 上記投光手段から投射された投光像の上記被写体上での
   反射光を受光する２つ以上の受光手段と、 上記被写体上での上記投光像の反射状態から、上記被写
   体の特徴点を抽出する演算手段と、 を具備し、 上記検出動作を時系列で繰り返し行うことにより、上記
   被写体の光軸に直交する方向の移動を検出することを特
   徴とするカメラ。