JP3640515B2 - 距離検出装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は銀塩カメラ、ビデオカメラ、SVC(スチルビデオカメラ)等でオートフォーカス等のために用いられる距離検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
このような距離検出装置の一種に、従来では図17に示すようにカメラ等の撮影画面10に対して水平に1ラインの測距エリアL1で測距を行うものがあった。しかしながら、上述の従来の距離検出装置では、図17に示すように測距エリアL1が撮影画面10の中央を横切るだけであり、被写体15が撮影画面10の下部又は上部に位置するときには測距が不可能となっていた。
【0003】
そこで、被写体15の測距を確実に行うことができるようにするため、複数対のラインセンサを設けた測距センサやをエリアセンサを利用した距離検出装置が考えられている。前者の場合、例えば図18に示すように、測距エリアL1〜L5を複数ラインとすることにより広い範囲で測距を行うことができるようになる。このとき、ラインセンサがにらむ測距エリアL1〜L5を多く設けるほど、被写体15の検出が確実となり、また、多くのラインセンサを用いて被写体15の検出ができるようになるので距離検出精度の向上も可能となる。
【0004】
この従来の距離検出装置に設けられている測距センサは、図19に示すような構成となっており、5対のラインセンサ90〜94を備えている。各ラインセンサ90〜94は受光部列22と、この受光部列22で発生した光電荷を画素ごとに順番に出力処理する処理部21とから成る。また、測距センサの左右を分ける中心に上記光電荷の出力処理に必要なクロックを生成する制御回路20が設けられている。従来では図19に示すように5対のラインセンサ90〜94は受光部列22と処理部21が同一方向を向くように配置されており、各受光部列22の間隔は一定となっていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記測距センサでは測距エリアが増えることにより、ラインセンサを制御するための回路の規模が大きくなるため、測距センサのサイズが大きくならざるを得なかった。また、被写体までの距離を演算するマイクロコンピュータ(以下「マイコン」という)では、データ処理が増大して演算に長時間を要し、測距にタイムラグが発生してしまっていた。そのため、カメラ等ではオートフォーカスが遅れることとなり操作性の低下を招いていた。
【0006】
特に撮影倍率を変化させることができる変倍光学系を有する銀塩カメラにおいては、撮影倍率の低い場合には図20(a)に示すように、測距エリアL1〜L5が撮影画面10の全体に配置されていたとしても、撮影倍率が高くなった場合には図19(b)に示すように撮影画角が狭くなるので撮影画面10に対して測距エリアL1〜L5の間隔が広がり、測距エリアL3を除いて撮影画面10からはみ出してしまうこともあった。したがって、実質的に測距エリアを増やしたことにはならず、被写体15の確実な検出を行えなくなってしまうという問題があった。
【0007】
一方、後者のエリアセンサを利用した距離検出装置では、図21(a)に示すように、測距エリアE1〜E9のように全体を均等に9分割し、各エリアE1〜E9で被写体15の検出及び被写体までの距離の検出を行っていた。
【0008】
しかし、この場合も、エリア全体からの情報で測距を行っているのでマイコンでのデータ処理が増大して演算時間が長くなってしまっていた。また、変倍光学系を有した銀塩カメラでは、撮影倍率が高くなると図21(b)に示すように、測距エリアE5を除いて撮影画面10から測距エリアがはみ出してしまい、実質的に測距エリアを増やしたことにならなくなるという問題もあった。
【0009】
本発明は上記課題を解決するもので、複数対のラインセンサを有する測距用センサ及びエリアセンサを備えた距離検出装置において、演算時間の短縮を図るとともに、撮影倍率が上昇した場合でも測距エリアの密度を十分に維持して確実な被写体への測距を行うことができる距離検出装置を提供することを目的とする。
【0010】
【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では、撮像光学系と、前記撮像光学系とは別に設けられ、被写体像を結像する測距用光学系と、前記測距用光学系の略結像面に配置された一対のラインセンサを3個以上有する測距用センサと、前記測距用センサの出力に基づいて被写体までの距離を演算する手段とを備えた距離検出装置において、複数個の前記ラインセンサが同じ方向に並列配置され、前記ラインセンサ間の受光部列の間隔が異なっている部分を有するようにしている。
【0011】
このような構成によると、距離検出装置はラインセンサのそれぞれで被写体像が写し出されているいるか判断し、被写体像の写し出されている場合に、マイコン等の演算する手段によって例えば三角測距の原理を応用して被写体までの距離検出を行っている。このとき、ラインセンサを有する測距用センサはラインセンサ間の受光部列の間隔が異なっており、間隔は全て同一にはなっていない。そのため、測距にとって重要な部分については間隔を小さくし、重要でない部分については間隔を大きくすることにより、間隔を全て同一にした従来のラインセンサに比べて測距の精度の維持を図りながらラインセンサ数の低減が図られている。そのため、被写体までの距離を演算するマイコン等の手段では、演算時間の短縮が図られている。
【0012】
また、本発明では、撮像光学系と、前記撮像光学系とは別に設けられ、被写体像を結像する測距用光学系と、前記測距用光学系の略結像面に配置された一対のラインセンサを3個以上有する測距用センサと、前記測距用センサの出力に基づいて被写体までの距離を演算する手段とを備えた距離検出装置において、前記ラインセンサは前記光学系を通過した前記被写体像を受光する複数の画素より成る受光部列及びこの受光部列で発生した光電荷を出力処理する処理部列とから成り、前記複数個のラインセンサが同じ方向に並列配置され、前記受光部列の間隔が異なっている部分を有するようにしている。
【0013】
このような構成では、ラインセンサはホトダイオード等から成る受光部列と、受光部列での光電荷を出力処理する処理部列とから成る。例えば、処理部列はクロックの入力により上記光電荷を各画素ごとに順に転送するCCD(Charge Coupled Device)となっており、測距用センサから出力が行われる。
【0014】
また、本発明では上記構成において、さらに前記間隔は所定方向に漸次大きくなっている。このような構成では、前記間隔は例えば一方向に漸次大きくなっている。このとき、例えばカメラの撮影画面では下部側で間隔が小さくなるようにすることにより、被写体が画面下部にある可能性が高い場合には測距の確実さを増大することが可能となる。
【0015】
また、本発明では上記構成において、前記間隔は前記測距用センサの中央では小さくなっている。このような構成では、例えばカメラの撮影画面では中央付近に測距エリアを多く設けることができるので、画面中央での測距精度の向上を図ることができる。
【0016】
また、本発明では上記構成において、前記間隔が大きくなっている場所に前記ラインセンサを制御する制御回路が挿入されるようにしている。このような構成では、間隔の大きくなったところに制御回路が設けられているので、その間隔が有効に利用でき、測距用センサの小型化を図ることができる。
【0017】
また、本発明では上記構成のおいて、画素ごとに受光部と処理部がL字状パターンを形成するとともに、隣接画素の前記パターンがそれに噛み合う如く配列されて上記受光部列と処理部列を構成するようにしている。
【0018】
例えば上下対称となるような測距エリアの配置としたときには、その対称軸となるところに、上記パターンが配列されたラインセンサを設けることにより、それに両隣に接するラインセンサとの間隔を狭く保つことが可能となる。
【0019】
また、本発明では、撮像光学系と、前記撮像光学系とは別に設けられ、被写体像を結像する測距用光学系と、前記測距用光学系の略結像面に配置されたエリアセンサを有する測距用センサと、前記測距用センサの出力に基づいて被写体検出エリアの情報を抽出する抽出手段と、前記情報に基づいて前記被写体までの距離を演算する手段とを備えた距離検出装置において、前記被写体検出エリアが前記エリアセンサに対して不均等となるように設けられている。
【0020】
このような構成によると、距離検出装置はエリアセンサの全領域のデータ処理を行う必要がなく、銀塩カメラ等の撮影画面の中央部又は下部に重点的に密度を高めて被写体検出エリアを設けて、それ以外では密度を下げるようにすることにより、マイコン等の演算手段では測距精度の低下等を抑制しつつ測距のデータ処理が減少する。
【0021】
また、本発明では上記構成において、前記被写体検出エリアは前記エリアセンサの中央になるほど高密度に設けられるようにしている。このような構成では、エリアセンサの周辺部では測距にとって重要でないので、被写体検出エリアの密度を低減して演算時間の短縮を図っている。また、被写体検出エリアがエリアセンサの一端に向かって漸次密度が高くなるようにすることにより、例えば撮影画面の下部側に重点的に被写体の検出が可能となる。
【0022】
また、本発明では上記構成において、前記被写体検出エリアの密度の高い部分には前記被写体検出エリアが部分的に重なっている構造を有している。このような構成によると、例えば変倍光学系を備えた銀塩カメラ等において、撮影倍率が高くなっても撮影範囲のなかに多くの被写体検出エリアを確保することができる。
【0023】
【発明の実施の形態】
<第1の実施形態>
以下、本発明の実施形態について説明する。図1は本実施形態の距離検出装置8を搭載した銀塩カメラ等の撮像装置1のブロック図である。撮像装置1は撮像光学系5によって被写体を銀塩等の撮像手段7に結像する。距離検出装置8は前記被写体までの距離を検出する。そして、距離検出装置8に内蔵されているマイコン4は検出した被写体までの距離に基づいてモータ等から成る駆動手段6によって撮像光学系5を矢印Aのように移動させてオートフォーカスを行う。
【0024】
距離検出装置8は、並列に並べられている1対の測距用の光学系2a、2bと、光学系2a、2bの略結像面に配置された複数対のラインセンサを有する測距センサ3と、測距センサ3からの信号により被写体への距離を求める演算を行う手段であるマイコン4とから成る。測距センサ3では制御回路3cと光学系2a、2bによって受ける1対のラインセンサ3a、3bのみを示しているが、後述するように測距センサ3には複数ラインで測距できるように複数のラインセンサが設けられている。
【0025】
第1の実施形態の距離検出装置は、図2に示すように撮影画面10に対して4ラインの測距エリアL1〜L4を備えるものである。画面10の上部の測距エリアL1とL2の間隔16が大きくなっており、下部側の測距エリアL2〜L4の各間隔17、18は間隔16よりも小さくなっている。被写体15は撮影画面10の下方に位置する可能性が高いので、測距にとってあまり重要でない画面上部では測距エリアの密度が下げられ、重要性の高い下方にしたがって密度が高くなっている。
【0026】
したがって、従来のように画面全体に一定間隔で測距エリアを設けた場合に比べ、重要部分では被写体の確実な検出を確保しつつ測距エリア数を少なくすることができる。そのため、マイコン4(図1参照)での演算時間の短縮化が図られている。
【0027】
測距センサ3は図3に示すような構成となっている。実際には上下に逆向きに設けられているが、図2に示す測距エリアL1〜L4との比較の便宜を図っている。測距エリアL1〜L4のそれぞれに対応して4対のラインセンサ30〜33が設けられている。ラインセンサ30〜33はいずれも被写体像を受光する複数の画素より成る受光部列22及びこの受光部列22で発生した光電荷を出力処理する処理部21とから成っている。前記受光素子は例えばホトダイオードであり、受光部列22には各画素に対応して複数の受光素子が設けられている。
【0028】
ラインセンサ30と31の間は大きく開けられ、制御回路20が挿入されている。3個のラインセンサ31〜33は各受光部列22と処理部21が同一方向に向くように配置されているので、これらのラインセンサ31〜33の各受光部列22のそれぞれの間隔が等しくなっている。このように、ラインセンサ30〜33間の受光部列22の間隔はすべて等しいという形態でなく、異なっている部分がある。尚、制御回路20は各ラインセンサ30〜33に対してデータ転送用のクロックを生成している。また、ラインセンサ30と31の間に制御用の制御回路20を挿入してその間隔を有効に利用しているので測距センサ30のサイズの拡大が抑えられている。
【0029】
ここで、処理部21と受光部列22との関係を図4に示す。処理部21は増幅器25、スイッチ26及びシフトレジスタ27から成る。受光部列22では受光により発生した光電荷が画素ごとに蓄積される。そして、クロックCKTが制御回路20(図3参照)から送られてくることによりスイッチ26はオン/オフ制御され、クロックCKTに応じて上記光電荷は受光部列22から増幅器25及びスイッチ26を介してシフトレジスタ27に送られる。
【0030】
シフトレジスタ27には制御回路20(図3参照)からの転送用のクロックCKRが供給され、上記光電荷の信号は各画素ごとに順番に矢印Bの方向に転送される。尚、クロックCKRは主として2相又は3相のクロックである。そして、出力側に存在する浮遊拡散容量28及び増幅器29によって信号電圧Voとなって測距センサ3(図3参照)から出力される。このように本実施形態の測距センサ3はCCD(Charge Coupled Device)デバイスである。
【0031】
尚、図1においてマイコン4では、測距センサ3からの信号に基づいて被写体までの距離を三角測距の原理を応用した演算で求めている。この演算について簡単に説明する。
【0032】
まず、マイコン4は複数ラインの信号から被写体像が写し出されているラインを選び出す。そして、左右の対となってラインセンサでの測距センサ3上での被写体像と像との間隔を求める。距離検出装置の各モジュールでは、あらかじめ被写体までの距離と被写体像間の間隔との関係が測定されており、マイコン4にはその測定結果が記憶されている。そして、測距の際には、この記憶されている測定結果に基づいて被写体までの距離を求める。
【0033】
例えば、被写体までの距離が1mであるときに被写体像間の間隔がx、被写体までの距離が2mであるときに被写体像間の間隔がyになるとあらかじめ測定されている場合に、測距センサ3からの信号に基づき被写体像間の間隔がこのxとyの中間の値となるときには、マイコン4は被写体までの距離を約1.5mであると判断するような処理を行っている。また、複数ラインから被写体像が得られている場合には、各ラインで被写体までの距離を演算で求め、これらの演算結果を集計することにより検出精度の向上を図ることも可能である。
【0034】
<第2の実施形態>
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。本実施形態は上記第1の実施形態と同様のブロック構成(図1)となっている。図5に示すように4ラインの測距エリアL1〜L4で測距を行うが、撮影画面10の下端から上方に向かって測距エリアL1〜L4の各間隔37、36、35は漸次大きくなるような配置となっている。
【0035】
測距センサ3は図6に示すような構成となっている。測距センサ3は上述のように実際には上下逆向きに設けられている。測距エリアL1〜L4のそれぞれに対応して4個のラインセンサ40〜43が設けられている。ラインセンサ40〜43はいずれも被写体像を受光する複数の画素より成る受光部列22及びこの受光部列22で発生した光電荷を出力処理する処理部21とから成っている。
【0036】
ラインセンサ40と41の間は大きく開けられ、クロック生成用の制御回路20が挿入されている。2対のラインセンサ41、42は各受光部列22と処理部21が同一方向を向くように配置されている。そして、最下段の測距エリアL4に対応する1個のラインセンサ43はその受光部列21がラインセンサ42の受光部列21と向かい合うように配置されている。したがって、図5に示すように測距エリアL3と測距エリアL4の間隔37を最も小さくなっている。
【0037】
以上説明したように本実施形態によれば、撮影画面10の下方ほど被写体15の検出にとって重要度の高い領域の測距エリアが上記第1の実施形態と比べてさらに高密度となっている。そのため、撮影画面10の下側で被写体15の検出が確実となっている。また、測距精度の向上を図ることができる。
【0038】
<第3の実施形態>
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。本実施形態は上記第1の実施形態と同様のブロック構成(図1)となっている。図7(a)に示すように、5ラインの測距エリアL1〜L5が設けられ、測距エリアL3を対称軸として上下対称となるように測距エリアL1〜L5が設けられている。
【0039】
測距エリアL1、L2の間隔38と、測距エリアL2〜L3の間隔39では、撮影画面10の中央に位置する測距エリアL3に近づくにつれて間隔が狭くなるようになっている。したがって、撮影画面10の中心付近に測距エリアの間隔が小さくなっている。被写体15が画面10の中心に存在する可能性が高い場合に適した測距エリアL1〜L5の配置となっている。比較的重要度の低い撮影画面の上部又は下部では、測距エリアの密度が低くなっている。
【0040】
また、銀塩カメラにおいて撮影倍率を変化させることができる変倍光学系を有するものがあり、撮影倍率を高倍率に変化させることによって図7(a)から図7(b)に撮影画面10が変化する。そのとき、測距エリアL1、L5は撮影画面10からはみ出してしまうが、測距エリアL2〜L4は間隔が小さく設けられているので撮影画面10から追いやられてしまうことがない。そのため、被写体15の測距の精度が低下しないようになっている。
【0041】
測距センサ3は図8に示すような構成となっている。測距エリアL1〜L5(図7参照)に対応して5個のラインセンサ50〜54が設けられている。ラインセンサ50〜54はいずれも被写体像を受光する複数の画素より成る受光部列22及び受光部列22で発生した光電荷を出力処理する処理部21とから成っている。
【0042】
ラインセンサ52については受光部と処理部がL字状パターンを形成するとともに、隣接画素のパターンがそれに噛み合うように配列されて受光部列と処理部が構成されている。
【0043】
ラインセンサ50、51、53、54はそれぞれの受光部列22が各処理部21よりも中央部に近くなるように配置されている。そのため、中央部にあるラインセンサ51〜53の受光部列22の互いの間隔は小さくなり、上部又は下部方向に対応するラインセンサ50、51と53、54の間の受光部列22の間隔が大きくなっている。
【0044】
以上説明したように本実施形態によれば、撮影画面10の上部又は下部では測距エリアの間隔が大きくなっている。したがって、重要部分では検出の精度を確保しながら測距エリア数の低減を行っている。そのため、マイコン4(図1参照)でのデータ処理が軽減されるので、測距の演算に要する時間が長時間とならず、オートフォーカスでの処理が遅れずユーザに負担となることもない。尚、変倍光学系を有するカメラにおいて倍率を高くして図7(b)に示すような状態となったときには、測距エリアL1及びL5について測距を行う必要はない。
【0045】
<第4の実施形態>
次に、本発明の第4の実施形態について説明する。本実施形態は上記第1の実施形態と同様のブロック構成(図1)となっている。図9(a)に示すように、7ラインの測距エリアL1〜L7が設けられている。測距エリアL1〜L7の間隔は測距エリアL4を中心に小さくなっており、測距エリアL4から離れるにつれて漸次大きくなっている。このように、測距エリアL1〜L7が7ラインと多くなっているので被写体15の検出が確実となり、検出精度の向上も図ることができる。また、撮影画面10の中央ほど測距エリアL1〜L7の間隔が狭まっており、撮影画面10の中心に被写体15の検出が確実となるようにしている。
【0046】
また、銀塩カメラにおいて変倍光学系を有するものがあり、撮影倍率を高倍率に変化させることによって図9(a)から図9(b)に撮影画面10が変化する。そのとき、測距エリアL1、L7は撮影画面10からはみ出してしまうが、5ラインの測距エリアL2〜L6は撮影画面10から追いやられてしまわうことなく、有効な測距を行うことができる。
【0047】
本実施形態では、図9(b)に示すように撮影画面10の上部に位置する測距エリアL1、L2の間隔44と、下部に位置する測距エリアL6、L7の間隔49とでは、被写体15の検出にとって撮影画面10の下部側が重要であるため、間隔49の方が狭くなるようにしている。
【0048】
本実施形態の測距センサ3は図10に示すような構成となっている。測距エリアL1〜L5(図9)に対応して7個のラインセンサ60〜66が設けられている。ラインセンサ60〜66の左右を分ける位置に制御回路20が存在し、信号転送用のクロックを生成する。
【0049】
測距エリアL4、L7(図9参照)にそれぞれ対応するラインセンサ63、66は、受光部と処理部がL字状パターンを形成するとともに、隣接画素の前記パターンがそれに噛み合う如く配列されて受光部列と処理部列を構成している。ラインセンサ61、62、64、65は受光部列22が処理部21よりもラインセンサ63に近いように配置されている。
【0050】
ラインセンサ60、61は各処理部21が向かい合うように配列されており、各受光部列22の間隔67が大きく開けられている。また、それによっても、間隔67にそれぞれの処理部21が設けられているので測距センサ3の拡大が極力抑制されている。
【0051】
一方、ラインセンサ65、66の間隔68はラインセンサ66が上記パターンより形成されているので、間隔67よりも小さくなっている。このことは、図9において、測距エリアの間隔44が間隔49よりも大きいことに対応している。
【0052】
<第5の実施形態>
次に、本発明の第5の実施形態について説明する。図11は本実施形態の距離検出装置72を搭載した銀塩カメラ等の撮像装置1のブロック図である。撮像装置1は撮像光学系5によって被写体を銀塩等の撮像手段7に結像する。距離検出装置72は測距センサ70を用いて前記被写体までの距離を検出する。
【0053】
測距センサ70からの情報は、後述するように抽出手段71を用いて測距エリアの情報を抽出し、抽出された情報がマイコン4に送られその測距エリアで被写体までの距離検出を行う。そして、距離検出装置72は被写体までの距離に基づいてモータ等から成る駆動手段6によって撮像光学系5を矢印Aのように移動させてオートフォーカスを行う。
【0054】
距離検出装置72は、並列に並べられている1対の測距用の光学系2a、2bと、光学系2a、2bの略結像面に配置された測距センサ70と、測距センサ70からの信号により被写体への距離を求める演算を行う手段であるマイコン4とから成る。測距センサ70は左右に対となって存在するエリアセンサ70a、70b及びクロック生成用の制御回路70cから成る。
【0055】
本実施形態の距離検出装置では抽出手段71によって図12に示すように、撮影画面10に対して9箇所の測距エリアE1〜E9が抽出され、測距エリアE1〜E9のそれぞれについて被写体15の有無を判断し、被写体15を検出したときには被写体15までの距離を求める演算を行う。本実施形態では測距エリアE1〜E9はそれぞれ大きさ及び形状は等しくなっている。
【0056】
従来では、図21に示すように測距エリアE1〜E9は重なることなく、全体に配置されていたが、本実施形態では図12に示すように、測距エリアE1〜E9は一部重複している部分がある。また、撮影画面10の中央付近では5箇所の測距エリアE3〜E7が設けられて高密度となってなっているが、撮影画面10の上部及び下部では、測距エリアの密度は小さくなっている。また、測距エリアE3〜E9では部分的に重なっている構造となっている。
【0057】
これにより、被写体15は撮影画面の中央付近に存在する可能性が高い場合には、この付近での測距エリアを高密度とすることにより被写体15の検出が確実になるようにしている。また、撮影画面10に対して上部又は下部では測距エリアの密度が低下しているので、マイコン4(図11参照)での負担が軽減されることになる。
【0058】
銀塩カメラにおいて撮影倍率を変化させることができる変倍光学系を有するものがあり、撮影倍率を高倍率に変化させることによって図12(a)から図12(b)に撮影画面10が変化する。そのとき、測距エリアE1〜E3及びE7〜E9の各エリアの大部分が撮影画面10より追いやられてしまうので測距の意義が薄れてしまうが、被写体15に対して3箇所の測距エリアE4〜E6で測距を行うことは有効である。
【0059】
従来では図21(b)に示すように、撮影倍率が高倍率となると1箇所の測距エリアE5のみ有効となってしまっていたが、本実施形態ではそれより多く3箇所の測距エリアE4〜E6で測距することができる。そのため、被写体15の検出が確実となり、また検出精度の向上も可能となっている。
【0060】
測距センサ70はCCD(Charge Coupled Device)イメージセンサであり、図13に示すようにデータ転送用クロックを生成する制御回路70cと、制御回路70cを挟んで左右に一対のエリアセンサ70a、70bが設けられている。エリアセンサ70a、70bは各領域がホトダイオード等の受光素子による画素で2次元的に配列されている。
【0061】
そして、測距エリアE1〜E9(図12参照)に対応して、エリアセンサ70aでは被写体検出エリアL1〜L9と、エリアセンサ70bでは被写体検出エリアR1〜R9が設けられている。エリアL1〜L9及びR1〜R9の各領域では例えば縦横に数十画素ずつ設けられるている。制御回路70cで生成された転送用クロックでエリアセンサ70a、70bの全領域の情報が測距センサ70より順次転送され、抽出手段71によってエリアL1〜L9とR1〜R9の情報がそれぞれ抽出された後マイコン4へ送られる。
【0062】
抽出手段71で抽出された被写体検出エリアの情報に基づいてマイコン4では、被写体像の有無を判断し、被写体像が写し出されているときには上記第1の実施形態の同様に三角測距の原理を応用した演算で求めている。すなわち、上述したようにあらかじめ被写体までの距離と、被写体像の測距センサ70上での間隔との関係が測定されており、マイコン4にはその測定結果が記憶されている。そして、実際の測距の際には、この記憶されている測定結果に基づいて被写体までの距離を判断する。また、被写体15がエリアE1〜E9はそれぞれ独立であるので、どのエリアに写し出されているかによって被写体15の方向を判断することもできる。
【0063】
以上説明したように本実施形態では、エリアセンサに対して不均等となるように被写体検出エリアを設けており、測距にとって重要部分について重点的に測距を行うことができ、重要でない部分の処理を少なくしているので測距演算を高速に行うことができる。尚、エリアセンサ70a、70bについて、エリアL1〜L9、R1〜R9以外では受光素子はあってもなくてもよい。
【0064】
<第6の実施形態>
次に、本発明の第6の実施形態について説明する。本実施形態は上記第5の実施形態と同様のブロック構成(図11)となっている。また、測距センサ70については図13に示すCCDイメージセンサが用いられ、抽出手段71によって抽出される測距エリアが異なっている。
【0065】
図14に示すように、49箇所の測距エリアE1〜E49が設けられている。測距の際には測距エリアE1〜E49のそれぞれについてマイコン4は被写体15の有無の判断と、被写体15が写し出されている場合に、上述の演算によって被写体15までの距離を求める。
【0066】
図14(a)に示すように、撮影画面10の水平方向及び垂直方向のいずれにおいても中央付近が測距エリアが高密度となるように、測距エリアの間隔75〜77について画面中心から離れるにつれて広がるようになっている。これにより、エリアセンサ70a、70b(図13参照)の全領域について測距の演算を行わなくてもよいのでマイコン4での演算時間の短縮にもなる。
【0067】
また、銀塩カメラにおいて撮影倍率を変化させることができる変倍光学系を有するものがあり、撮影倍率を高倍率に変化させることによって図14(a)から図14(b)に撮影画面10が変化する。このとき、測距エリアE16〜E20、E23〜E27、E30〜E34以外の測距エリアについては撮影画面10から追いやられてしまい、被写体15の検出の意義が失われるが、中央付近に高密度となるように測距エリアが設けられているため、測距の精度の大きな低下にはならない。また、撮影画面からはみ出した測距エリアについては、測距演算が不必要なので、これを省略することによって演算時間の短縮を図ることができる。
【0068】
<第7の実施形態>
次に、本発明の第7の実施形態について説明する。本実施形態は上記第5の実施形態と同様のブロック構成(図11)となっている。また、測距センサ70については図13に示すCCDイメージセンサが用いられ、抽出手段71によって抜き出される測距エリアが異なっている。
【0069】
図15に示すように、9箇所の測距エリアE1〜E9が設けられている。測距の際には測距エリアE1〜E9のそれぞれについてマイコン4は被写体15の有無の判断と、被写体15が写し出されている場合に、上述の演算によって被写体15までの距離を求める。
【0070】
図15に示すように、撮影画面10の下部側に高密度となるように測距エリアE1〜E9が設けられている。したがって、撮影画面10の下部側に重点的に測距を行うことができ、被写体15が撮影画面10の下部に位置する可能性の高いことに対応している。逆に、被写体15が撮影画面10の上部に位置する可能性が低いので、撮影画面10の上部側では測距エリアの密度を低くし、マイコン4(図11参照)での演算時間の短縮を図っている。
【0071】
<第8の実施形態>
次に、本発明の第8の実施形態について説明する。本実施形態は上記第5の実施形態と同様のブロック構成(図11)となっている。また、測距センサ70については図13に示すCCDイメージセンサが用いられ、抽出手段71によって抜き出される測距エリアが異なっている。
【0072】
図16に示すように、25箇所の測距エリアE1〜E25が設けられている。測距の際には測距エリアE1〜E25のそれぞれについてマイコン4は被写体15の有無の判断と、被写体15が写し出されている場合に、上述の演算によって被写体15までの距離を求める。
【0073】
図16に示すように、撮影画面10の最上列の測距エリアE1〜E5は互いに等間隔に設けられているが、2列目の測距エリアE6〜E10とは間隔80が設けられている。そして、2列目の測距エリアE6〜E10と3列目の測距エリアE11〜E15の間隔81は間隔80よりも小さくなっている。3列目の測距エリアE11〜E15と4列目の測距エリアE16〜E20の間隔82は間隔81よりもさらに小さくなっている。4列目の測距エリアE16〜E20と最下列の測距エリア21〜E25の間隔はなく接触している。尚、上記各列については測距エリアは最上列と同様に、測距エリアは等間隔に設けられている。
【0074】
したがって、撮影画面10の下部側に重点的に測距を行うことができ、被写体15が撮影画面10の下部に位置する可能性の高いことに対応している。逆に、被写体15が撮影画面10の上部に位置する可能性が低いので、撮影画面10の上部側では測距エリアの密度を低くし、マイコン4(図11参照)での演算時間の短縮を図っている。
【0075】
【発明の効果】
<請求項1の効果>
以上説明したように本発明によれば、測距エリアの間隔が異なっており、被写体が位置する可能性の低い重要でない部分について測距エリアの間隔を広くとることにより被写体の検出を確保しつつラインセンサ数を少なくでき、回路規模を縮小することができる。そのため、測距センサのサイズの縮小も可能となっている。また、ラインセンサ数の減少により測距のための演算時間も短縮され、カメラのオートフォーカス等にタイムラグが生じないようになる。尚、重要部分では測距エリアの密度が高くなっているので、従来のように等間隔に測距エリアを設けた場合に比べても被写体の検出もれや検出精度の劣化にはならない。また、変倍光学系を有するカメラの場合には、撮影倍率が高くなると撮影画面から測距ラインがはみ出すこともあるが、重要でない部分をはみ出すようにし、測距エリアを高密度とした部分を撮影画面に残しておくようにすることにより、被写体の確実な検出及び測距精度の向上を図ることが可能となる。
【0076】
<請求項2の効果>
また、本発明では受光部列で生成した光電荷をCCD等の処理部列によって測距用センサから出力される。
【0077】
<請求項3の効果>
また、本発明では測距エリアの間隔が例えば一方向に漸次大きくなっているので、前記測距エリアが高密度となっている。そのため、例えば撮影画面の下部付近が被写体の検出にとって重要であるならば、そこに重点的に測距を行うことが可能である。
【0078】
<請求項4の効果>
また、本発明では中央で間隔が小さくなっているので、被写体が撮影画面の中央にいる可能性の高いときに有効である。
【0079】
<請求項5の効果>
受光部列の間隔が大きくなっているところに制御回路が挿入されているので、測距センサの配置を有効に利用してサイズを縮小を図ることができる。
【0080】
<請求項6の効果>
また、本発明では受光部列を向かい合わせることによりラインセンサによる測距エリアの間隔の短いところを設けることができる。
【0081】
<請求項7の効果>
また、本発明では光電荷を出力処理する処理部列を向かい合わせることにより、測距エリアの間隔が大きいところを設けることができる。また、その間隔を有効に利用しているので測距センサのサイズが拡大しないようにもなっている。
【0082】
<請求項8の効果>
また、本発明では受光部列と処理部列がL字状パターンを形成するとともに、隣接画素の前記パターンがそれに噛み合うように配列されて受光部列と処理部列を構成しているので、隣接するラインセンサの受光部列との間隔を短くすることが可能である。
【0083】
<請求項9の効果>
また、本発明ではエリアセンサを利用して測距を行う距離検出装置において、測距エリアを不均等となるように抽出することにより被写体検出にあまり重要でない部分での測距エリアを縮小することができ、この測距用センサからの情報に基づく測距演算の負担が低減され、例えばオートフォーカスにタイムラグが生じないようにしている。
【0084】
<請求項10の効果>
また、本発明では撮影画面に対して中央になるほど測距エリアが高密度に設けられているので撮影画面の中央に被写体が存在する可能性の高い場合に有効な測距エリアの配置となっている。
【0085】
<請求項11の効果>
また、本発明では撮影画面の例えば下部に向かって漸次密度が高くなるように測距エリアが設けられているので、被写体が撮影画面の下部に存在する可能性の高い場合に有効な測距エリアの配置となっている。
【0086】
<請求項12の効果>
また、本発明では抽出手段では互いの測距エリアの一部が重複するように抽出することができるので、測距エリアの高密度化は容易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施形態の撮像装置のブロック図。
【図2】 その撮像装置の撮影画面と測距エリアとの関係を示す図。
【図3】 その撮像装置の距離検出装置の測距センサの正面図。
【図4】 その測距センサの受光部列と処理部の詳細図。
【図5】 本発明の第2の実施形態の撮像装置の撮影画面と測距エリアの関係を示す図。
【図6】 その撮像装置の距離検出装置の測距センサの正面図。
【図7】 本発明の第3の実施形態の撮像装置の撮影画面と測距エリアの関係を示す図。
【図8】 その撮像装置の距離検出装置の測距センサの正面図。
【図9】 本発明の第4の実施形態の撮像装置の撮影画面と測距エリアの関係を示す図。
【図10】 その撮像装置の距離検出装置の測距センサの正面図。
【図11】 本発明の第5の実施形態の撮像装置のブロック図。
【図12】 その撮像装置の撮影画面と測距エリアの関係を示す図。
【図13】 その撮像装置の距離検出装置の測距センサの正面図。
【図14】 本発明の第6の実施形態の撮像装置の撮影画面と測距エリアの関係を示す図。
【図15】 本発明の第7の実施形態の撮像装置の撮影画面と測距エリアの関係を示す図。
【図16】 本発明の第8の実施形態の撮像装置の撮影画面と測距エリアの関係を示す図。
【図17】 従来の撮像装置の撮影画面と測距エリアの関係の一例を示す図。
【図18】 従来の撮像装置の撮影画面と測距エリアの関係の別例を示す図。
【図19】 その撮像装置の距離検出装置の測距センサの正面図。
【図20】 その撮像装置の撮影画面と測距エリアの関係を示す図。
【図21】 従来の撮像装置の撮影画面と測距エリアの関係を示す図。
【符号の説明】
1 撮像装置
2a、2b 光学系
3 測距用センサ
4 マイコン
5 撮像光学系
6 駆動手段
7 撮像手段
8 距離検出装置
10 撮影画面
20 制御回路
21 処理部
22 受光部列
70a、70b エリアセンサ
71 抽出手段
Claims (12)
- 撮像光学系と、前記撮像光学系とは別に設けられ、被写体像を結像する測距用光学系と、前記測距用光学系の略結像面に配置された一対のラインセンサを3個以上有する測距用センサと、前記測距用センサの出力に基づいて被写体までの距離を演算する手段とを備えた距離検出装置において、
複数個の前記ラインセンサが同じ方向に並列配置され、
前記ラインセンサ間の受光部列の間隔が異なっている部分を有することを特徴とする距離検出装置。 - 撮像光学系と、前記撮像光学系とは別に設けられ、被写体像を結像する測距用光学系と、前記測距用光学系の略結像面に配置された一対のラインセンサを3個以上有する測距用センサと、前記測距用センサの出力に基づいて被写体までの距離を演算する手段とを備えた距離検出装置において、
前記ラインセンサは前記光学系を通過した前記被写体像を受光する複数の画素より成る受光部列及びこの受光部列で発生した光電荷を出力処理する処理部列とから成り、
前記複数個のラインセンサが同じ方向に並列配置され、
前記受光部列の間隔が異なっている部分を有することを特徴とする距離検出装置。 - 前記間隔は所定方向に漸次大きくなっていることを特徴とする請求項2に記載の距離検出装置。
- 前記間隔は前記測距用センサの中央では小さいことを特徴とする請求項2に記載の距離検出装置。
- 前記間隔が大きくなっている場所に前記ラインセンサを制御する制御回路が挿入されていることを特徴とする請求項2乃至請求項4のいずれかに記載の距離検出装置。
- 前記受光部列が向かい合うように前記ラインセンサが配置されているラインセンサ対を有することを特徴とする請求項2乃至請求項5のいずれかに記載の距離検出装置。
- 前記処理部列が向かい合うように前記ラインセンサが配置されているラインセンサ対を有することを特徴とする請求項2乃至請求項6のいずれかに記載の距離検出装置。
- 画素ごとに受光部と処理部がL字状パターンを形成するとともに、隣接画素の前記パターンがそれに噛み合う如く配列されて上記受光部列と処理部列を構成していることを特徴とする請求項1に記載の距離検出装置。
- 撮像光学系と、前記撮像光学系とは別に設けられ、被写体像を結像する測距用光学系と、前記測距用光学系の略結像面に配置されたエリアセンサを有する測距用センサと、前記測距用センサの出力に基づいて被写体検出エリアの情報を抽出する抽出手段と、前記情報に基づいて前記被写体までの距離を演算する手段とを備えた距離検出装置において、
前記被写体検出エリアが前記エリアセンサに対して不均等となるように設けられていることを特徴とする距離検出装置。 - 前記被写体検出エリアは前記エリアセンサの中央になるほど高密度に設けられていることを特徴とする請求項9に記載の距離検出装置。
- 前記被写体検出エリアは前記エリアセンサの一端に向かって漸次密度が高くなっていることを特徴とする請求項9に記載の距離検出装置。
- 前記被写体検出エリアの密度の高い部分には前記被写体検出エリアが部分的に重なっている構造を有していることを特徴とする請求項9乃至請求項11のいずれかに記載の距離検出装置。
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