JP3949830B2 - Camera subject selection device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮影される画面に含まれる複数の対象物から、焦点調節あるいは露出制御を行なうべき被写体を選択する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
写真撮影において、ファインダから観察される画面に例えば2人の人物が含まれていて、そのうちの前方の人物に焦点を合わせたい場合、あるいは逆光等のために背景が明るすぎることによる被写体像の露出不足を防止したい場合がある。前者はフォーカスロックにより解決され、前方の人物がファインダ画面の中央に来るようにカメラの向きを変えて合焦状態を確保し、次にカメラの向きをもとへ戻してシャッタレリーズを行なえばよい。後者の場合には、逆光補正を行ない、被写体像の露出が適正値になるように露出補正スイッチを操作すればよい。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
フォーカスロックあるいは逆光補正等の操作は単純ではなく、ある程度の熟練を要するという問題がある。
【0004】
本発明は、フォーカスロックあるいは逆光補正等の操作の対象となる被写体を選択することによって、これらの操作を簡単に行なえるようにすることを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明のカメラの被写体選択装置は、撮影される画面に含まれる複数の対象物に測距光を照射する光源と、複数の対象物からの反射光を受け、受光量に応じた電荷が蓄積する多数の光電変換素子を有する撮像素子と、光電変換素子において信号電荷を積分することにより、カメラから複数の対象物の表面上の各点までの距離である3次元情報を検出する3次元情報検出手段と、距離のヒストグラムを求め、そのヒストグラムに基づいて、複数の対象物の中から撮影すべき被写体を選択する被写体選択手段とを備えたことを特徴としている。
【0006】
3次元情報検出手段は例えば、光電変換素子に隣接して設けられた信号電荷保持部と、光電変換素子に蓄積した不要電荷を光電変換素子から掃出してその動作を中止することにより、光電変換素子における信号電荷の蓄積動作を開始させる蓄積電荷掃出手段と、光電変換素子に蓄積した信号電荷を前記信号電荷保持部に転送する信号電荷転送手段と、蓄積電荷掃出手段と信号電荷転送手段とを交互に駆動することにより信号電荷保持部において信号電荷を積分する信号電荷積分手段とを備える。
【0007】
光電変換素子は好ましくは電荷蓄積型である。また光電変換素子は、例えば基板に沿って形成され、蓄積電荷掃出手段は不要電荷を基板側に掃出す。好ましくは信号電荷保持部は、信号電荷を3次元画像検出手段の外部に出力するための垂直転送部である。光電変換素子と信号電荷保持部は、例えば縦型オーバフロードレイン構造のインターライン型CCDとして構成される。
【0008】
好ましくは、蓄積電荷掃出手段によって出力され、不要電荷を掃出すための電荷掃出し信号と、信号電荷転送手段によって出力され、信号電荷を転送するための電荷転送信号とは、それぞれパルス信号である。この場合、光源によって、所定のパルス幅を有するパルス状の測距光が出力され、電荷掃出し信号が出力されてから電荷転送信号が出力されるまでの電荷蓄積期間中、測距光のパルスが出力されることによって、3次元情報に対応した信号電荷が信号電荷保持部において積分される。
【0009】
被写体選択手段は例えば、ヒストグラムの最大のピーク値に基づいて撮影すべき被写体を選択する。被写体選択手段は、ヒストグラムに含まれる複数のピーク値の比に基づいて撮影すべき被写体を選択してもよい。また被写体選択手段は、ヒストグラムに含まれる複数のピーク値の1つに対応した対象物を撮影すべき被写体として選択してもよい。
【0010】
カメラの被写体選択装置は、撮影すべき被写体に対して自動焦点調節を行なう自動焦点調節手段、または撮影すべき被写体に対して自動露出制御を行なう自動露出制御手段を備えることが好ましい。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図1は本発明の第1の実施形態である被写体選択装置を備えたカメラの斜視図である。
【0012】
カメラ本体10の前面において、撮影レンズ11の左上にはファインダ窓12が設けられ、右上にはストロボ13が設けられている。カメラ本体10の上面において、撮影レンズ11の真上には、測距光であるレーザ光を照射する発光装置(光源)14が配設されている。発光装置14の左側にはレリーズスイッチ15と液晶表示パネル16が設けられ、また右側にはモード切替ダイヤル17が設けられている。モード切替ダイヤル17は、カメラの撮影動作モードを絞り優先モード、シャッタスピード優先モード、プログラム撮影モード等の間において切換えるものである。
【0013】
図2は図1に示すカメラの回路構成を示すブロック図である。
撮影レンズ11の中には絞り25が設けられている。絞り25の開度はアイリス駆動回路26によって調整される。撮影レンズ11の焦点調節動作およびズーミング動作はレンズ駆動回路27によって制御される。
【0014】
撮影レンズ11の後方(図中、右側)には第1ミラー31が設けられ、第1ミラー31のさらに後方には第2ミラー32が配設されている。第1ミラー31はハーフミラーであり、第2ミラーは全反射ミラーである。これらのミラー31、32はそれぞれ、実線で示す傾斜位置と、破線で示す水平位置との間において回動可能である。
【0015】
第1ミラー31の上方にはファインダ33が設けられ、ファインダ33はピント板34と液晶パネル35と接眼レンズ36とを備えている。ピント板34と液晶パネル35は相互に重ねられ、水平位置にある第1ミラー31が対向する位置に設けられている。接眼レンズ36は、ファインダ33内において、ピント板34および液晶パネル35とは反対側に設けられている。
【0016】
液晶パネル35は液晶パネル駆動回路37によって制御され、これにより個々の液晶セルが独立に、光を透過させる状態と、光の透過を抑制する不透過状態との間において切換えられる。第1ミラー31が傾斜位置にあるとき、撮影レンズ11を介して得られた画像がピント板34に結像される。画像のうち、液晶パネル35の透過状態の部分に対応した部分は接眼レンズ36を介して鮮明に観察されるが、液晶パネル35の不透過状態の部分に対応した部分は暗く表示される。これに対し、第1ミラー31が水平位置にあるとき、ピント板34には何も結像されない。なお液晶パネル駆動回路37は後述するように、測距結果に基づいて、撮像信号処理回路47によって制御される。
【0017】
第2ミラー32の下方には撮像素子(CCD)38が設けられ、第2ミラー32の後方にはシャッタ41が設けられている。シャッタ41の後方には、撮影された画像を記録するためのフィルム42が配置されている。CCD38は、撮影レンズ11によって得られる1画面分の画像、すなわちフィルム42に導かれるる画像と同じ画像を検出することができ、測距のために用いられる。すなわち、第2ミラー32が傾斜位置にあるとき、撮影レンズ11によって得られた画像がCCD38上に形成され、この画像を用いて測距が行なわれ、カメラから被写体の表面の各点までの距離である3次元情報が検出される。これに対し、第2ミラー32が水平位置にあるとき、撮影レンズ11を通過した光はシャッタ41が開放することによってフィルム42に導かれ、画像が記録される。シャッタ41の開閉動作はシャッタ駆動回路43によって制御される。
【0018】
システムコントロール回路51には、発光素子制御回路52が接続されている。発光装置14には発光素子14aと照明レンズ14bが設けられ、発光素子14aの発光動作は発光素子制御回路52によって制御される。発光素子14aは測距光であるレーザ光を照射するものであり、このレーザ光は照明レンズ14bを介して被写体に照射される。被写体において反射した光は撮影レンズ11に入射する。この光をCCD38によって検出することにより測距が行なわれる。
【0019】
測距において、CCD38に設けられた多数の光電変換素子には、形成された画像に対応した電荷が発生する。CCD38における電荷の蓄積動作、電荷の読出動作等の動作はCCD駆動回路44によって制御される。CCD38から読み出された電荷信号すなわち画像信号はアンプ45において増幅され、A/D変換器46においてアナログ信号からデジタル信号に変換される。デジタルの画像信号は撮像信号処理回路47においてノイズリダクション等の処理を施され、3次元情報メモリ48に一時的に格納される。
【0020】
アイリス駆動回路26、レンズ駆動回路27、シャッタ駆動回路43、CCD駆動回路44、撮像信号処理回路47はシステムコントロール回路51によって制御される。またシステムコントロール回路51には、レリーズスイッチ15、モード切替ダイヤル17、手動選択スイッチ18から成るスイッチ群53と、カメラの撮影動作モード等を表示するための液晶表示パネル16とが接続されている。
【0021】
図3および図4を参照して、本実施形態における測距の原理を説明する。なお図4において横軸は時間tである。
【0022】
距離測定装置Bから出力された測距光は被写体Sにおいて反射し、図示しないCCDによって受光される。測距光は所定のパルス幅Hを有するパルス状の光であり、したがって被写体Sからの反射光も、同じパルス幅Hを有するパルス状の光である。また反射光のパルスの立ち上がりは、測距光のパルスの立ち上がりよりも時間δ・t(δは遅延係数)だけ遅れる。測距光と反射光は距離計測装置Tと被写体Sの間の2倍の距離rを進んだことになるから、その距離rは
r=δ・t・C/2 ・・・(1)
により得られる。ただしCは光速である。
【0023】
例えば測距光のパルスの立ち上がりから反射光を検知可能な状態に定め、反射光のパルスが立ち下がる前に検知不可能な状態に切換えるようにすると、すなわち反射光検知期間Tを設けると、この反射光検知期間Tにおける受光量Aは距離rの関数である。すなわち受光量Aは、距離rが大きくなるほど(時間δ・tが大きくなるほど)小さくなる。
【0024】
本実施形態では上述した原理を利用して、CCD38に設けられ、2次元的に配列された複数のフォトダイオード(光電変換素子)においてそれぞれ受光量Aを検出することにより、カメラ本体10から被写体Sの表面の各点までの距離をそれぞれ検出し、被写体Sの表面形状に関する3次元画像のデータを一括して入力している。
【0025】
図5は、CCD38に設けられるフォトダイオード61と垂直転送部62の配置を示す図である。図6は、CCD38を基板63に垂直な平面で切断して示す断面図である。このCCD38は従来公知のインターライン型CCDであり、不要電荷の掃出しにVOD(縦型オーバーフロードレイン)方式を用いたものである。
【0026】
フォトダイオード61と垂直転送部(信号電荷保持部)62はn型基板63の面に沿って形成されている。フォトダイオード61は2次元的に格子状に配列され、垂直転送部62は所定の方向(図5において上下方向)に1列に並ぶフォトダイオード61に隣接して設けられている。垂直転送部62は、1つのフォトダイオード61に対して4つの垂直転送電極62a,62b,62c,62dを有している。したがって垂直転送部62では、4つのポテンシャルの井戸が形成可能であり、従来公知のように、これらの井戸の深さを制御することによって、信号電荷をCCD38から出力することができる。なお、垂直転送電極の数は目的に応じて自由に変更できる。
【0027】
基板63の表面に形成されたp型井戸の中にフォトダイオード61が形成され、p型井戸とn型基板63の間に印加される逆バイアス電圧によってp型井戸が完全空乏化される。この状態において、入射光(被写体からの反射光)の光量に応じた電荷がフォトダイオード61において蓄積される。基板電圧Vsub を所定値以上に大きくすると、フォトダイオード61に蓄積した電荷は、基板63側に掃出される。これに対し、転送ゲート部64に電荷転送信号(電圧信号)が印加されたとき、フォトダイオード61に蓄積した電荷は垂直転送部62に転送される。すなわち電荷掃出し信号によって電荷を基板63側に掃出した後、フォトダイオード61に蓄積した信号電荷を、電荷転送信号によって垂直転送部62側に転送することにより、いわゆる電子シャッタ動作が実現される。
【0028】
図7は、被写体の表面の各点までの距離に関するデータを検出する3次元情報検出動作のタイミングチャートである。図1、図2、図5〜図7を参照して3次元情報検出動作を説明する。
【0029】
垂直同期信号S1の出力に同期して電荷掃出し信号(パルス信号)S2が出力され、これによりフォトダイオード61に蓄積していた不要電荷が基板63の方向に掃出される。電荷掃出し信号S2の出力の終了と同時に発光装置14が起動され、一定のパルス幅を有するパルス状の測距光S3が出力される。測距光S3は被写体において反射し、CCD38に入射する。すなわちCCD38によって被写体からの反射光S4が受光される。測距光S3の出力から一定時間が経過したとき、電荷転送信号(パルス信号)S5が出力され、これによりフォトダイオード61に蓄積された電荷が垂直転送部62に転送される。なお、電荷転送信号S5の出力は、測距光の出力の終了よりも前に行なわれる。
【0030】
このように電荷掃出し信号S2の出力の終了から電荷転送信号S5の出力開始までの期間TU1の間、フォトダイオード61には、被写体までの距離に対応した信号電荷が蓄積される。すなわち測距光S3が出力される期間TS と電荷蓄積期間TU1は同時に開始するが、電荷蓄積期間TU1の方が早く終了し、反射光S4の一部のみがCCD38によって検知され、検知された光によって生じる信号電荷S6は被写体までの距離に対応している。換言すれば、被写体からの反射光S4のうち、電荷蓄積期間TU1内にフォトダイオード61に到達した光に対応した信号電荷S6がフォトダイオード61に蓄積される。この信号電荷S6は、電荷転送信号S5によって垂直転送部62に転送される。なお測距光S3の出力期間TS は電荷蓄積期間TU1よりも早く開始してもよい。
【0031】
電荷転送信号S5の出力から一定時間が経過した後、再び電荷掃出し信号S2が出力され、垂直転送部62への信号電荷の転送後にフォトダイオード61に蓄積された不要電荷が基板63の方向へ掃出される。すなわち、フォトダイオード61において新たに信号電荷の蓄積が開始する。そして、上述したのと同様に、電荷蓄積期間TU1が経過したとき、信号電荷は垂直転送部62へ転送される。
【0032】
このような信号電荷S6の垂直転送部63への転送動作は、次の垂直同期信号S1が出力されるまで、繰り返し実行される。これにより垂直転送部62において、信号電荷S6が積分され、1フィールドの期間(2つの垂直同期信号S1によって挟まれる期間)に積分された信号電荷S6は、その期間被写体が静止していると見做せれば、被写体の3次元情報に対応している。
【0033】
以上説明した信号電荷S6の検出動作は1つのフォトダイオード61に関するものであり、全てのフォトダイオード61においてこのような検出動作が行なわれる。1フィールドの期間の検出動作の結果、各フォトダイオード61に隣接した垂直転送部62の各部位には、そのフォトダイオード61によって検出された3次元情報が保持される。この3次元情報は、垂直転送部62における垂直転送動作におよび図示しない水平転送部における水平転送動作によって、CCD38から出力される。
【0034】
図8および図9は、上述した測距の原理を用いて、撮影される画面に含まれる複数の被写体からひとつを選択し、その被写体に対して自動焦点調節と自動露出制御を行なって撮影するためのプログラムのフローチャートである。
【0035】
ステップ101では、パラメータnが0に定められる。ステップ102ではレリーズスイッチ15が半押しされたか否か、すなわち測光スイッチがオン状態に定められたか否かが判定される。レリーズスイッチ15が半押しされるとステップ103へ進み、測距が行なわれる。
【0036】
ステップ103では、発光装置14とCCD38が駆動され、撮影される画面に含まれる全ての対象物に関する3次元情報が検出される。すなわち、CCD38の各フォトダイオードによって対象物までの各点までの距離が検出され、3次元情報メモリ48に格納される。またステップ103では、3次元情報に基づいて、例えば図10に示されるような距離に関するヒストグラムが作成される。このヒストグラムにおいて、横軸はカメラから対象物の表面の各点までの距離を示し、縦軸は、その距離に該当する画素数、すなわちその距離を検出したフォトダイオードの数を示している。換言すればヒストグラムは、各距離毎に、その距離の信号を出力するフォトダイオードの出現頻度を示している。
【0037】
ステップ104では、距離のヒストグラムにおいて最も大きいピーク値H1 をとる距離D1 が求められ、撮影すべき被写体に対応した有意距離Daとして定められる。ステップ105では、有意距離Daが無限遠であるか否か、すなわち1/Da≒0であるか否かが判定される。有意距離Daが無限遠であるとき、すなわちCCD38によって得られた画像のほとんどの部分が無限遠の距離にあるとき、有意距離Daは、実際に撮影しようとする被写体までの距離を示していないと見做され、ステップ106〜108において有意距離Daが再設定される。
【0038】
ステップ106では、ヒストグラムにおいて2番目に大きいピーク値H2 をとる距離D2 が求められる。ステップ107では、比(H2 /H1 )が所定値(例えば1以下の値)よりも大きいか否かが判定される。この比は、撮影されようとしている画面において、距離D2 にある被写体像が無限遠にある背景に対して占める割合を示している。比が所定値よりも大きいとき、撮影すべき被写体は距離D2 にあると見做され、ステップ108において距離D2 が有意距離Daとして定められる。なおステップ107において、値H2 (画素数)が1画面の全画素数に占める割合が所定値よりも大きいか否かを判定してもよい。
【0039】
ステップ111では、撮影すべき被写体に対して自動焦点調節が行なわれ、撮影レンズ11が駆動されて光軸方向に変位し、焦点が有意距離Daに合わせられる。ステップ112では、CCD38が駆動され、有意距離Daに対応したフォトダイオードを用いて各画素の輝度値が検出される。そして、これらの輝度値すなわち撮影すべき被写体の像の輝度値を積分することによって測光が行なわれ、撮影時における絞りおよびシャッタスピードの露出条件が求められる。すなわちステップ112では、自動露出制御が行なわれる。
【0040】
ステップ113では、ステップ112において求められた露出条件(すなわち絞り)から被写界深度Δdが求められる。ステップ114では、液晶パネル35が駆動され、距離が(Da±Δd)の範囲に入る画素に対応した液晶セルが透過状態に定められるとともに、他の液晶セルは不透過状態に定められる。この結果、図11に示されるように、(Da±Δd)の範囲の被写体SSが実質的に合焦している部分であり、ファインダ33によって明瞭に観察されるが、その他の部分(斜線を付した部分)は不明瞭になる。したがって撮影者は、焦点調節と露出制御が行なわれる対象である被写体SSを識別することができる。
【0041】
ステップ115では、レリーズスイッチ15が全押しされたか否かが判定される。レリーズスイッチ15が全押しされていないとき、ステップ116が実行され、手動選択スイッチ18がオン状態に定められたか否かが判定される。手動選択スイッチ18は、焦点調節されるべき被写体を手動で選択するためのスイッチである。手動選択スイッチ18がオフ状態であるとき、ステップ115、116が繰り返し実行される。この間にレリーズスイッチ15が全押しされると、ステップ121〜123において撮影動作が実行されるが、手動選択スイッチ18がオン状態に定められると、ステップ117へ進み、焦点調節される被写体が変更される。
【0042】
ステップ117ではパラメータnが1だけインクリメントされる。ステップ118では、パラメータnが5以下であるか否かが判定され、5以下であればステップ120へ進む。すなわち、n番目に大きいピーク値をとる距離Dnが有意距離Daとして設定される。そしてステップ111へ戻り、この有意距離Daに関して上述した動作が実行される。これに対し、ステップ118においてパラメータnが5を越えていると判定されたとき、ステップ119においてパラメータnが0に定められ、ステップ117へ戻る。すなわちこの実施形態において、パラメータnは1〜5の範囲において設定可能である。
【0043】
一方ステップ121では、絞り25が全開状態から露出条件に対応した開度まで絞り込まれるとともに、第1ミラー31と第2ミラー32がそれぞれ水平状態に定められる。またステップ121では、シャッタ41が開放される。これによりフィルム42が露光される。ステップ122では、ステップ112において決定された露出時間(シャッタスピード)が経過したか否かが判定される。露出時間が経過すると、ステップ123が実行される。すなわち、シャッタ41が閉じられるとともに、第1ミラー31と第2ミラー32がそれぞれ傾斜状態に定められ、また絞り25が全開状態に復帰せしめられる。これにより、このプログラムは終了する。
【0044】
以上のように本実施形態によれば、1つの画面に含まれる複数の対象物から、フォーカスロック等の操作を行なうことなく簡単な操作によって、合焦すべき被写体を選択することができ、すなわち、焦点調節あるいは露出制御等の対象となる被写体を正確に選択することができる。
【0045】
図12は、第2の実施形態である被写体選択装置を備えたデジタルカメラの回路構成を示すブロック図である。基本的な構成は、図2に示される第1の実施形態と同じであり、異なる構成について説明する。
【0046】
CCD38は撮影レンズ11の後方に配置され、撮影レンズ11に直接対向しており、第1の実施形態のようにミラーとシャッタは設けられていない。撮像信号処理回路47には、3次元情報メモリ48の他に画像メモリ71とLCD駆動回路72が接続され、LCD駆動回路72には液晶モニタ73が接続されている。3次元情報メモリ48には被写体までの距離の情報が格納されるのに対し、画像メモリ71には、撮影動作によって得られた画像データが格納される。一方、液晶モニタ73はLCD駆動回路72によって制御され、CCD38によって得られた動画を表示することができる。すなわち液晶モニタ73はファインダとして機能する。また液晶モニタ73には、画像メモリ71に格納された画像データに従って静止画像が表示可能である。
【0047】
システムコントロール回路51にはメモリカードコントローラ74が接続され、メモリカードコントローラ74にはメモリカード75が装着可能である。メモリカード75には、画像メモリ71に格納された画像データが転送されて記録される。
【0048】
その他の構成は第1の実施形態と同様である。
【0049】
図13および図14は、第2の実施形態において、被写体を選択して撮影を行ないメモリカード75に記録するためのプログラムのフローチャートである。
ステップ201〜208の処理内容は、図8に示されるステップ101〜108と同じである。すなわち、1つの画面に含まれる複数の被写体の3次元情報に関するヒストグラムに基づいて、実際に撮影しようとする被写体までの距離である有意距離Daが求められる。
【0050】
ステップ211では、撮影すべき被写体に対して自動焦点調節が行なわれ、撮影レンズ11が駆動されて光軸方向に変位し、焦点が有意距離Daに合わせられる。ステップ212では、CCD38が駆動され、有意距離Daに対応したフォトダイオードを用いて各画素の輝度値が検出される。そして、これらの輝度値を積分することによって測光が行なわれ、撮影時における絞りおよびシャッタスピードの露出条件が求められる。またステップ212では、全てのフォトダイオードから得られた画像データが画像メモリ71に格納される。
【0051】
ステップ213では、ステップ212において求められた露出条件(すなわち絞り)から被写界深度Δdが求められる。ステップ214では、液晶モニタ73が駆動され、距離が(Da±Δd)の範囲に入る領域は通常の状態で表示されるが、他の領域については、画像データが1ビット分だけシフトされることにより、暗めに表示される。これにより撮影者は、焦点調節と露出制御が行なわれる対象である被写体を認識することができる。
【0052】
ステップ215〜220の処理内容は、図9に示されるステップ115〜120と同じである。すなわち、手動選択スイッチ18を操作することによって、焦点調節されるべき被写体を手動で選択することができ、またステップ215においてレリーズスイッチ15が全押しされていることが検出されると、ステップ221へ進む。すなわち、絞り25が全開状態から露出条件に対応した開度まで絞り込まれるとともに、CCD38が駆動され、ステップ212において求められたシャッタスピードに対応した時間だけ露光される。これにより得られた画像データは画像メモリ71に一時的に格納され、ステップ222において画像メモリ71から読み出されてメモリカード75に記録される。これにより、このプログラムは終了する。
【0053】
以上のように第2の実施形態は、本発明をデジタルカメラに応用した例であって、銀塩カメラに応用した第1の実施形態と同様な効果が得られる。
【0054】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、1つの画面に含まれる複数の対象物から撮影の対象となる被写体を選択する操作が簡単になり、この被写体に対するフォーカスロックあるいは逆光補正等の制御が単純化される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態である被写体選択装置を備えたカメラの斜視図である。
【図2】図1に示すカメラの回路構成を示すブロック図である。
【図3】測距光による測距の原理を説明するための図である。
【図4】測距光、反射光、ゲートパルス、およびCCDが受光する光量分布を示す図である。
【図5】CCDに設けられるフォトダイオードと垂直転送部の配置を示す図である。
【図6】CCDを基板に垂直な平面で切断して示す断面図である。
【図7】被写体までの距離に関するデータを検出する3次元情報検出動作のタイミングチャートである。
【図8】複数の対象物からひとつを撮影すべき被写体として選択し、その被写体に対して自動焦点調節と自動露出制御を行なうためのプログラムのフローチャートの前半部分である。
【図9】図8に示されるプログラムのフローチャートの後半部分である。
【図10】距離に関するヒストグラムの一例である。
【図11】ファインダによって観察される画面の一例を示すブロック図である。
【図12】第2の実施形態である被写体選択装置を備えたデジタルカメラの回路構成を示すブロック図である。
【図13】第2の実施形態において、複数の被写体からひとつを選択して自動焦点調節と自動露出制御を行なうためのプログラムのフローチャートの前半部分である。
【図14】図13に示されるプログラムのフローチャートの後半部分である。
【符号の説明】
14 発光装置(光源)
38 撮像素子
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus for selecting a subject to be subjected to focus adjustment or exposure control from a plurality of objects included in a screen to be photographed.
[0002]
[Prior art]
In photography, for example, when two people are included in the screen observed from the viewfinder and you want to focus on the person in front of them, or when the subject image is exposed because the background is too bright due to backlighting, etc. You may want to prevent the shortage. The former can be solved by focus lock, change the camera direction so that the person in front is in the center of the viewfinder screen, secure the in-focus state, then return the camera to the original position and release the shutter. . In the latter case, it is only necessary to perform backlight correction and operate the exposure correction switch so that the exposure of the subject image becomes an appropriate value.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Operations such as focus lock and backlight correction are not simple, and there is a problem that a certain level of skill is required.
[0004]
An object of the present invention is to make it possible to easily perform these operations by selecting a subject to be subjected to operations such as focus lock or backlight correction.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The subject selection device for a camera according to the present invention receives a light source that irradiates distance measuring light onto a plurality of objects included in a screen to be photographed, and reflected light from the plurality of objects, and accumulates charges according to the amount of received light. An image sensor having a large number of photoelectric conversion elements, and three-dimensional information for detecting three-dimensional information that is the distance from the camera to each point on the surface of a plurality of objects by integrating signal charges in the photoelectric conversion elements It is characterized by comprising a detection means and a subject selection means for obtaining a distance histogram and selecting a subject to be photographed from a plurality of objects based on the histogram.
[0006]
The three-dimensional information detection means, for example, includes a signal charge holding unit provided adjacent to the photoelectric conversion element, and sweeps unnecessary charges accumulated in the photoelectric conversion element from the photoelectric conversion element to stop the operation thereof. Stored charge sweeping means for starting the signal charge accumulation operation in the signal, signal charge transfer means for transferring the signal charge accumulated in the photoelectric conversion element to the signal charge holding unit, accumulated charge sweeping means and signal charge transfer means, And signal charge integration means for integrating the signal charge in the signal charge holding unit by alternately driving.
[0007]
The photoelectric conversion element is preferably a charge storage type. The photoelectric conversion element is formed along the substrate, for example, and the accumulated charge sweeping unit sweeps unnecessary charges to the substrate side. Preferably, the signal charge holding unit is a vertical transfer unit for outputting the signal charge to the outside of the three-dimensional image detection unit. The photoelectric conversion element and the signal charge holding unit are configured as, for example, an interline CCD having a vertical overflow drain structure.
[0008]
Preferably, the charge sweep signal output by the accumulated charge sweeping means for sweeping unnecessary charges and the charge transfer signal output by the signal charge transfer means for transferring the signal charge are pulse signals, respectively. . In this case, the pulsed ranging light having a predetermined pulse width is output by the light source, and the ranging light pulse is generated during the charge accumulation period from the output of the charge sweep signal to the output of the charge transfer signal. By being output, the signal charge corresponding to the three-dimensional information is integrated in the signal charge holding unit.
[0009]
The subject selection means selects, for example, a subject to be photographed based on the maximum peak value of the histogram. The subject selecting means may select a subject to be photographed based on a ratio of a plurality of peak values included in the histogram. The subject selecting means may select an object corresponding to one of a plurality of peak values included in the histogram as a subject to be photographed.
[0010]
The subject selection device of the camera preferably includes automatic focus adjustment means for performing automatic focus adjustment on a subject to be photographed, or automatic exposure control means for performing automatic exposure control on a subject to be photographed.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view of a camera provided with a subject selection device according to a first embodiment of the present invention.
[0012]
On the front surface of the camera body 10, a finder window 12 is provided at the upper left of the taking lens 11, and a strobe 13 is provided at the upper right. On the upper surface of the camera body 10, a light emitting device (light source) 14 that irradiates laser light that is distance measuring light is disposed directly above the photographing lens 11. A release switch 15 and a liquid crystal display panel 16 are provided on the left side of the light emitting device 14, and a mode switching dial 17 is provided on the right side. The mode switching dial 17 is used to switch the photographing operation mode of the camera among an aperture priority mode, a shutter speed priority mode, a program photographing mode, and the like.
[0013]
FIG. 2 is a block diagram showing a circuit configuration of the camera shown in FIG.
A diaphragm 25 is provided in the photographic lens 11. The opening degree of the diaphragm 25 is adjusted by the iris drive circuit 26. The focus adjustment operation and zooming operation of the photographic lens 11 are controlled by the lens driving circuit 27.
[0014]
A first mirror 31 is provided behind the photographic lens 11 (on the right side in the drawing), and a second mirror 32 is provided further behind the first mirror 31. The first mirror 31 is a half mirror, and the second mirror is a total reflection mirror. Each of these mirrors 31 and 32 can rotate between an inclined position indicated by a solid line and a horizontal position indicated by a broken line.
[0015]
A finder 33 is provided above the first mirror 31, and the finder 33 includes a focus plate 34, a liquid crystal panel 35, and an eyepiece lens 36. The focus plate 34 and the liquid crystal panel 35 are overlapped with each other, and are provided at positions where the first mirror 31 in the horizontal position faces. The eyepiece 36 is provided in the finder 33 on the side opposite to the focus plate 34 and the liquid crystal panel 35.
[0016]
The liquid crystal panel 35 is controlled by a liquid crystal panel driving circuit 37, whereby each liquid crystal cell is independently switched between a state in which light is transmitted and a non-transmitted state in which transmission of light is suppressed. When the first mirror 31 is in the inclined position, an image obtained through the photographing lens 11 is formed on the focus plate 34. Of the image, the portion corresponding to the transparent portion of the liquid crystal panel 35 is clearly observed through the eyepiece lens 36, but the portion corresponding to the non-transmissive portion of the liquid crystal panel 35 is displayed darkly. On the other hand, when the first mirror 31 is in the horizontal position, nothing is imaged on the focus plate 34. The liquid crystal panel drive circuit 37 is controlled by the imaging signal processing circuit 47 based on the distance measurement result, as will be described later.
[0017]
An imaging device (CCD) 38 is provided below the second mirror 32, and a shutter 41 is provided behind the second mirror 32. A film 42 for recording a photographed image is disposed behind the shutter 41. The CCD 38 can detect an image for one screen obtained by the photographing lens 11, that is, the same image as the image guided to the film 42, and is used for distance measurement. That is, when the second mirror 32 is in the inclined position, an image obtained by the photographing lens 11 is formed on the CCD 38, and distance measurement is performed using this image, and the distance from the camera to each point on the surface of the subject. The three-dimensional information is detected. On the other hand, when the second mirror 32 is in the horizontal position, the light passing through the photographing lens 11 is guided to the film 42 by opening the shutter 41, and an image is recorded. The opening / closing operation of the shutter 41 is controlled by a shutter driving circuit 43.
[0018]
A light emitting element control circuit 52 is connected to the system control circuit 51. The light emitting device 14 includes a light emitting element 14 a and an illumination lens 14 b, and the light emitting operation of the light emitting element 14 a is controlled by the light emitting element control circuit 52. The light emitting element 14a irradiates laser light that is distance measuring light, and this laser light is applied to the subject through the illumination lens 14b. The light reflected from the subject enters the photographing lens 11. The distance is measured by detecting this light by the CCD 38.
[0019]
In ranging, charges corresponding to the formed image are generated in a large number of photoelectric conversion elements provided in the CCD 38. Operations such as charge accumulation operation and charge read operation in the CCD 38 are controlled by the CCD drive circuit 44. The charge signal read from the CCD 38, that is, the image signal is amplified by the amplifier 45 and converted from an analog signal to a digital signal by the A / D converter 46. The digital image signal is subjected to processing such as noise reduction in the imaging signal processing circuit 47 and temporarily stored in the three-dimensional information memory 48.
[0020]
The iris drive circuit 26, the lens drive circuit 27, the shutter drive circuit 43, the CCD drive circuit 44, and the imaging signal processing circuit 47 are controlled by the system control circuit 51. The system control circuit 51 is connected to a switch group 53 including a release switch 15, a mode switching dial 17, and a manual selection switch 18, and a liquid crystal display panel 16 for displaying a photographing operation mode of the camera.
[0021]
The principle of distance measurement in this embodiment will be described with reference to FIGS. In FIG. 4, the horizontal axis represents time t.
[0022]
The distance measuring light output from the distance measuring device B is reflected by the subject S and received by a CCD (not shown). The distance measuring light is pulsed light having a predetermined pulse width H. Therefore, the reflected light from the subject S is also pulsed light having the same pulse width H. The rising edge of the reflected light pulse is delayed by a time δ · t (where δ is a delay coefficient) from the rising edge of the ranging light pulse. Since the distance measuring light and the reflected light have traveled a distance r twice that between the distance measuring device T and the subject S, the distance r is
r = δ · t · C / 2 (1)
Is obtained. However, C is the speed of light.
[0023]
For example, when the reflected light is detected from the rising edge of the ranging light pulse and switched to the undetectable state before the reflected light pulse falls, that is, when the reflected light detection period T is provided, The received light amount A in the reflected light detection period T is a function of the distance r. That is, the received light amount A decreases as the distance r increases (the time δ · t increases).
[0024]
In the present embodiment, using the principle described above, the object S is detected from the camera body 10 by detecting the received light amount A by a plurality of photodiodes (photoelectric conversion elements) provided in the CCD 38 and arranged two-dimensionally. The distance to each point on the surface is detected, and three-dimensional image data relating to the surface shape of the subject S is input together.
[0025]
FIG. 5 is a diagram illustrating the arrangement of the photodiode 61 and the vertical transfer unit 62 provided in the CCD 38. FIG. 6 is a cross-sectional view showing the CCD 38 cut along a plane perpendicular to the substrate 63. The CCD 38 is a conventionally known interline CCD, and uses a VOD (vertical overflow drain) system for sweeping out unnecessary charges.
[0026]
The photodiode 61 and the vertical transfer unit (signal charge holding unit) 62 are formed along the surface of the n-type substrate 63. The photodiodes 61 are two-dimensionally arranged in a grid pattern, and the vertical transfer units 62 are provided adjacent to the photodiodes 61 arranged in a line in a predetermined direction (vertical direction in FIG. 5). The vertical transfer unit 62 has four vertical transfer electrodes 62 a, 62 b, 62 c, 62 d for one photodiode 61. Therefore, in the vertical transfer section 62, wells having four potentials can be formed, and signal charges can be output from the CCD 38 by controlling the depths of these wells as conventionally known. The number of vertical transfer electrodes can be freely changed according to the purpose.
[0027]
A photodiode 61 is formed in a p-type well formed on the surface of the substrate 63, and the p-type well is completely depleted by a reverse bias voltage applied between the p-type well and the n-type substrate 63. In this state, charges corresponding to the amount of incident light (reflected light from the subject) are accumulated in the photodiode 61. When the substrate voltage Vsub is increased to a predetermined value or more, the charge accumulated in the photodiode 61 is swept out to the substrate 63 side. On the other hand, when a charge transfer signal (voltage signal) is applied to the transfer gate unit 64, the charge accumulated in the photodiode 61 is transferred to the vertical transfer unit 62. That is, after the charge is swept to the substrate 63 side by the charge sweep signal, the signal charge accumulated in the photodiode 61 is transferred to the vertical transfer unit 62 side by the charge transfer signal, thereby realizing a so-called electronic shutter operation.
[0028]
FIG. 7 is a timing chart of a three-dimensional information detection operation for detecting data related to the distance to each point on the surface of the subject. The three-dimensional information detection operation will be described with reference to FIGS. 1, 2, and 5 to 7.
[0029]
A charge sweep signal (pulse signal) S2 is output in synchronism with the output of the vertical synchronization signal S1, whereby the unnecessary charges accumulated in the photodiode 61 are swept in the direction of the substrate 63. The light emitting device 14 is activated simultaneously with the end of the output of the charge sweep signal S2, and pulsed ranging light S3 having a constant pulse width is output. The distance measuring light S3 is reflected by the subject and enters the CCD 38. That is, the CCD 38 receives the reflected light S4 from the subject. When a certain period of time has elapsed from the output of the distance measuring light S3, a charge transfer signal (pulse signal) S5 is output, whereby the charges accumulated in the photodiode 61 are transferred to the vertical transfer unit 62. The charge transfer signal S5 is output before the end of the distance measuring light output.
[0030]
Thus, the period T from the end of the output of the charge sweep signal S2 to the start of the output of the charge transfer signal S5. U1 During this time, signal charges corresponding to the distance to the subject are accumulated in the photodiode 61. That is, the period T during which the ranging light S3 is output. S And charge accumulation period T U1 Start simultaneously, but the charge accumulation period T U1 This process ends earlier, and only part of the reflected light S4 is detected by the CCD 38, and the signal charge S6 generated by the detected light corresponds to the distance to the subject. In other words, out of the reflected light S4 from the subject, the charge accumulation period T U1 A signal charge S 6 corresponding to the light reaching the photodiode 61 is accumulated in the photodiode 61. The signal charge S6 is transferred to the vertical transfer unit 62 by the charge transfer signal S5. The output period T of the distance measuring light S3 S Is the charge accumulation period T U1 You may start earlier.
[0031]
After a predetermined time has elapsed from the output of the charge transfer signal S5, the charge sweep signal S2 is output again, and unnecessary charges accumulated in the photodiode 61 after the transfer of the signal charge to the vertical transfer unit 62 are swept in the direction of the substrate 63. Is issued. That is, signal charge accumulation is newly started in the photodiode 61. Then, as described above, the charge accumulation period T U1 When elapses, the signal charge is transferred to the vertical transfer unit 62.
[0032]
The transfer operation of the signal charge S6 to the vertical transfer unit 63 is repeatedly executed until the next vertical synchronization signal S1 is output. As a result, the signal charge S6 is integrated in the vertical transfer unit 62, and the signal charge S6 integrated in a period of one field (a period sandwiched between two vertical synchronization signals S1) is considered that the subject is stationary during that period. If it is thin, it corresponds to the three-dimensional information of the subject.
[0033]
The detection operation of the signal charge S6 described above relates to one photodiode 61, and such a detection operation is performed in all the photodiodes 61. As a result of the detection operation in the period of one field, the three-dimensional information detected by the photodiode 61 is held in each part of the vertical transfer unit 62 adjacent to each photodiode 61. This three-dimensional information is output from the CCD 38 by a vertical transfer operation in the vertical transfer unit 62 and a horizontal transfer operation in a horizontal transfer unit (not shown).
[0034]
8 and 9, using the above-mentioned distance measurement principle, one is selected from a plurality of subjects included in the screen to be photographed, and the subject is photographed by performing automatic focus adjustment and automatic exposure control. It is a flowchart of the program for.
[0035]
In step 101, parameter n is set to zero. In step 102, it is determined whether or not the release switch 15 has been half-pressed, that is, whether or not the photometric switch has been set to the on state. When the release switch 15 is half-pressed, the routine proceeds to step 103 where distance measurement is performed.
[0036]
In step 103, the light emitting device 14 and the CCD 38 are driven, and three-dimensional information related to all objects included in the screen to be photographed is detected. That is, the distance to each point up to the object is detected by each photodiode of the CCD 38 and stored in the three-dimensional information memory 48. In step 103, a distance-related histogram as shown in FIG. 10, for example, is created based on the three-dimensional information. In this histogram, the horizontal axis indicates the distance from the camera to each point on the surface of the object, and the vertical axis indicates the number of pixels corresponding to the distance, that is, the number of photodiodes that have detected the distance. In other words, the histogram shows the appearance frequency of the photodiode that outputs a signal of the distance for each distance.
[0037]
In step 104, the largest peak value H in the distance histogram 1 Distance D 1 Is determined as the significant distance Da corresponding to the subject to be photographed. In step 105, it is determined whether or not the significant distance Da is infinity, that is, whether 1 / Da≈0. When the significant distance Da is at infinity, that is, when most of the image obtained by the CCD 38 is at an infinite distance, the significant distance Da does not indicate the distance to the subject to be actually photographed. As a result, the significant distance Da is reset in steps 106 to 108.
[0038]
In step 106, the second largest peak value H in the histogram 2 Distance D 2 Is required. In step 107, the ratio (H 2 / H 1 ) Is larger than a predetermined value (for example, a value of 1 or less). This ratio is the distance D on the screen being shot. 2 Indicates the ratio of the subject image to the background at infinity. When the ratio is greater than a predetermined value, the subject to be photographed is the distance D 2 At step 108, the distance D 2 Is defined as the significant distance Da. In step 107, the value H 2 It may be determined whether the ratio of (pixel number) to the total number of pixels in one screen is greater than a predetermined value.
[0039]
In step 111, automatic focus adjustment is performed on the subject to be photographed, the photographing lens 11 is driven and displaced in the optical axis direction, and the focal point is adjusted to the significant distance Da. In step 112, the CCD 38 is driven, and the luminance value of each pixel is detected using a photodiode corresponding to the significant distance Da. Then, photometry is performed by integrating these luminance values, that is, the luminance value of the image of the subject to be photographed, and the exposure conditions of the aperture and shutter speed at the time of photographing are obtained. That is, in step 112, automatic exposure control is performed.
[0040]
In step 113, the depth of field Δd is obtained from the exposure condition (that is, the aperture) obtained in step 112. In step 114, the liquid crystal panel 35 is driven, and the liquid crystal cell corresponding to the pixel whose distance falls within the range of (Da ± Δd) is set to the transmissive state, and the other liquid crystal cells are set to the non-transmissive state. As a result, as shown in FIG. 11, the subject SS in the range of (Da ± Δd) is substantially in focus, and is clearly observed by the finder 33, but other parts (hatched lines are shown). The attached part) becomes unclear. Therefore, the photographer can identify the subject SS that is the subject of focus adjustment and exposure control.
[0041]
In step 115, it is determined whether or not the release switch 15 has been fully pressed. When the release switch 15 is not fully pressed, step 116 is executed to determine whether or not the manual selection switch 18 is set to the on state. The manual selection switch 18 is a switch for manually selecting a subject to be focused. When the manual selection switch 18 is in the OFF state, steps 115 and 116 are repeatedly executed. If the release switch 15 is fully pressed during this time, the photographing operation is executed in steps 121 to 123. If the manual selection switch 18 is set to the on state, the process proceeds to step 117, and the subject whose focus is adjusted is changed. The
[0042]
In step 117, the parameter n is incremented by one. In step 118, it is determined whether or not the parameter n is 5 or less. That is, the distance Dn having the nth largest peak value is set as the significant distance Da. Then, the process returns to step 111, and the operation described above with respect to the significant distance Da is executed. On the other hand, when it is determined in step 118 that the parameter n exceeds 5, the parameter n is set to 0 in step 119 and the process returns to step 117. That is, in this embodiment, the parameter n can be set in the range of 1 to 5.
[0043]
On the other hand, in step 121, the aperture 25 is reduced from the fully open state to the opening corresponding to the exposure condition, and the first mirror 31 and the second mirror 32 are set in the horizontal state. In step 121, the shutter 41 is opened. Thereby, the film 42 is exposed. In step 122, it is determined whether or not the exposure time (shutter speed) determined in step 112 has elapsed. When the exposure time has elapsed, step 123 is executed. That is, the shutter 41 is closed, the first mirror 31 and the second mirror 32 are each set in an inclined state, and the diaphragm 25 is returned to the fully opened state. This terminates this program.
[0044]
As described above, according to the present embodiment, a subject to be focused can be selected from a plurality of objects included in one screen by a simple operation without performing an operation such as a focus lock. It is possible to accurately select a subject to be subjected to focus adjustment or exposure control.
[0045]
FIG. 12 is a block diagram illustrating a circuit configuration of a digital camera including the subject selection device according to the second embodiment. The basic configuration is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 2, and a different configuration will be described.
[0046]
The CCD 38 is disposed behind the photographic lens 11 and directly faces the photographic lens 11, and no mirror and shutter are provided as in the first embodiment. In addition to the three-dimensional information memory 48, an image memory 71 and an LCD drive circuit 72 are connected to the imaging signal processing circuit 47, and a liquid crystal monitor 73 is connected to the LCD drive circuit 72. The three-dimensional information memory 48 stores information on the distance to the subject, while the image memory 71 stores image data obtained by the photographing operation. On the other hand, the liquid crystal monitor 73 is controlled by the LCD drive circuit 72 and can display a moving image obtained by the CCD 38. That is, the liquid crystal monitor 73 functions as a finder. Further, a still image can be displayed on the liquid crystal monitor 73 according to the image data stored in the image memory 71.
[0047]
A memory card controller 74 is connected to the system control circuit 51, and a memory card 75 can be attached to the memory card controller 74. The image data stored in the image memory 71 is transferred to the memory card 75 and recorded.
[0048]
Other configurations are the same as those of the first embodiment.
[0049]
FIG. 13 and FIG. 14 are flowcharts of a program for selecting a subject and taking a picture in the memory card 75 in the second embodiment.
The processing contents of steps 201 to 208 are the same as those of steps 101 to 108 shown in FIG. That is, the significant distance Da, which is the distance to the subject to be actually photographed, is obtained based on the histogram relating to the three-dimensional information of a plurality of subjects included in one screen.
[0050]
In step 211, automatic focus adjustment is performed on the subject to be photographed, the photographing lens 11 is driven and displaced in the optical axis direction, and the focal point is adjusted to the significant distance Da. In step 212, the CCD 38 is driven, and the luminance value of each pixel is detected using a photodiode corresponding to the significant distance Da. Then, photometry is performed by integrating these luminance values, and the exposure conditions of the aperture and shutter speed at the time of photographing are obtained. In step 212, image data obtained from all the photodiodes is stored in the image memory 71.
[0051]
In step 213, the depth of field Δd is obtained from the exposure condition (that is, the aperture) obtained in step 212. In step 214, the liquid crystal monitor 73 is driven and the area whose distance is within the range of (Da ± Δd) is displayed in the normal state, but the image data is shifted by 1 bit for the other areas. Thus, the image is displayed darkly. As a result, the photographer can recognize the subject that is subject to focus adjustment and exposure control.
[0052]
The processing contents of steps 215 to 220 are the same as those of steps 115 to 120 shown in FIG. That is, by operating the manual selection switch 18, it is possible to manually select the subject to be focused, and when it is detected in step 215 that the release switch 15 is fully pressed, the process proceeds to step 221. move on. That is, the aperture 25 is reduced from the fully open state to the opening corresponding to the exposure condition, and the CCD 38 is driven to perform exposure for a time corresponding to the shutter speed obtained in step 212. The image data thus obtained is temporarily stored in the image memory 71, read out from the image memory 71 in step 222, and recorded on the memory card 75. This terminates this program.
[0053]
As described above, the second embodiment is an example in which the present invention is applied to a digital camera, and an effect similar to that of the first embodiment applied to a silver salt camera can be obtained.
[0054]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, an operation for selecting a subject to be photographed from a plurality of objects included in one screen is simplified, and control such as focus lock or backlight correction for the subject is simplified. Is done.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a camera including a subject selection device according to a first embodiment of the present invention.
2 is a block diagram showing a circuit configuration of the camera shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a diagram for explaining the principle of distance measurement using distance measurement light;
FIG. 4 is a diagram illustrating distance distribution light, reflected light, gate pulse, and light quantity distribution received by a CCD.
FIG. 5 is a diagram illustrating an arrangement of photodiodes and vertical transfer units provided in a CCD.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a CCD cut along a plane perpendicular to the substrate.
FIG. 7 is a timing chart of a three-dimensional information detection operation for detecting data related to a distance to a subject.
FIG. 8 is a first half of a flowchart of a program for selecting one of a plurality of objects as a subject to be photographed and performing automatic focus adjustment and automatic exposure control on the subject.
9 is the second half of the flowchart of the program shown in FIG.
FIG. 10 is an example of a histogram relating to distance.
FIG. 11 is a block diagram illustrating an example of a screen observed by a finder.
FIG. 12 is a block diagram illustrating a circuit configuration of a digital camera including a subject selection device according to a second embodiment.
FIG. 13 is a first half of a flowchart of a program for performing automatic focus adjustment and automatic exposure control by selecting one of a plurality of subjects in the second embodiment.
14 is the latter half of the flowchart of the program shown in FIG.
[Explanation of symbols]
14 Light emitting device (light source)
38 Image sensor

Claims (10)

撮影画面に含まれる全ての対象物に測距光を照射する光源と、
記対象物からの反射光を受け、受光量に応じた電荷が蓄積する多数の光電変換素子を有し、撮影される画像と同じ画像を検出可能な撮像素子と、
前記光電変換素子において信号電荷を積分することにより、カメラから前記対象物の表面上の各点までの距離である3次元情報を検出する3次元情報検出手段と、
前記距離のヒストグラムを求め、前記ヒストグラムに基づいて、前記対象物の中から撮影すべき被写体を選択する被写体選択手段とを備え、
前記3次元情報検出手段が、
前記光電変換素子に隣接して設けられた信号電荷保持部と、
前記光電変換素子に蓄積した不要電荷を前記光電変換素子から掃出してその動作を中止することにより、前記光電変換素子における信号電荷の蓄積動作を開始させる蓄積電荷掃出手段と、
前記光電変換素子に蓄積した信号電荷を前記信号電荷保持部に転送する信号電荷転送手段と、
前記蓄積電荷掃出手段と前記信号電荷転送手段とを交互に駆動することにより前記信号電荷保持部において前記信号電荷を積分する信号電荷積分手段とを備え、
前記蓄積電荷掃出手段によって出力され、前記不要電荷を掃出すための電荷掃出し信号と、前記信号電荷転送手段によって出力され、前記信号電荷を転送するための電荷転送信号とがそれぞれパルス信号であり、
前記光源によって、所定のパルス幅を有するパルス状の測距光が出力され、前記電荷掃出し信号が出力されてから前記電荷転送信号が出力されるまでの電荷蓄積期間中、前記測距光のパルスが出力されることによって、3次元情報に対応した信号電荷が前記信号電荷保持部において積分されることを特徴とするカメラの被写体選択装置。
A light source that emits ranging light to all objects included in the shooting screen ;
Receiving a reflected light from the pre-Symbol Target product, a number of a photoelectric conversion element, capable of detecting the same image as the image photographed image sensor charge corresponding to the amount of light received is accumulated,
By integrating the signal charges in the photoelectric conversion element, a three-dimensional-information detecting means for detecting three-dimensional information is the distance to each point on the surface of the pre-Symbol Target object from the camera,
A histogram of the distance, on the basis of the histogram, and a subject selection means for selecting an object to be photographed from the front Symbol Target material,
The three-dimensional information detecting means
A signal charge holding portion provided adjacent to the photoelectric conversion element;
The accumulated charge sweeping means for starting the accumulation operation of the signal charge in the photoelectric conversion element by sweeping unnecessary charge accumulated in the photoelectric conversion element from the photoelectric conversion element and stopping its operation,
Signal charge transfer means for transferring the signal charge accumulated in the photoelectric conversion element to the signal charge holding unit;
Bei give a signal charge integrating means for integrating the signal charges in the signal charge storage part by driving said signal charge transfer means and the accumulated charge sweeping means alternately,
A charge sweep signal output by the accumulated charge sweeping means for sweeping out the unnecessary charge and a charge transfer signal output by the signal charge transfer means for transferring the signal charge are pulse signals, respectively. ,
A pulse-shaped ranging light having a predetermined pulse width is output by the light source, and the ranging light pulse is output during a charge accumulation period from the output of the charge sweep signal to the output of the charge transfer signal. Is output, the signal charge corresponding to the three-dimensional information is integrated in the signal charge holding unit .
前記光電変換素子が電荷蓄積型であることを特徴とする請求項1に記載のカメラの被写体選択装置。  2. The camera subject selection apparatus according to claim 1, wherein the photoelectric conversion element is of a charge storage type. 前記光電変換素子が基板に沿って形成され、前記蓄積電荷掃出手段が不要電荷を前記基板側に掃出すことを特徴とする請求項1に記載のカメラの被写体選択装置。  2. The camera subject selection apparatus according to claim 1, wherein the photoelectric conversion element is formed along a substrate, and the accumulated charge sweeping unit sweeps unnecessary charges toward the substrate. 前記信号電荷保持部が前記信号電荷を3次元画像検出手段の外部に出力するための垂直転送部であることを特徴とする請求項1に記載のカメラの被写体選択装置。  2. The camera subject selection apparatus according to claim 1, wherein the signal charge holding unit is a vertical transfer unit for outputting the signal charge to the outside of the three-dimensional image detection unit. 前記光電変換素子と信号電荷保持部が、縦型オーバーフロードレイン構造のインターライン型CCDとして構成されることを特徴とする請求項1に記載のカメラの被写体選択装置。  2. The camera subject selection device according to claim 1, wherein the photoelectric conversion element and the signal charge holding unit are configured as an interline CCD having a vertical overflow drain structure. 前記被写体選択手段が、前記ヒストグラムの最大のピーク値に基づいて撮影すべき被写体を選択することを特徴とする請求項1に記載のカメラの被写体選択装置。  2. The camera subject selection apparatus according to claim 1, wherein the subject selection unit selects a subject to be photographed based on a maximum peak value of the histogram. 前記被写体選択手段が、前記ヒストグラムに含まれる複数のピーク値の比に基づいて撮影すべき被写体を選択することを特徴とする請求項1に記載のカメラの被写体選択装置。  The camera subject selection apparatus according to claim 1, wherein the subject selection unit selects a subject to be photographed based on a ratio of a plurality of peak values included in the histogram. 前記被写体選択手段が、前記ヒストグラムに含まれる複数のピーク値の1つに対応した対象物を撮影すべき被写体として選択することを特徴とする請求項1に記載のカメラの被写体選択装置。  The camera subject selection device according to claim 1, wherein the subject selection unit selects an object corresponding to one of a plurality of peak values included in the histogram as a subject to be photographed. 前記撮影すべき被写体に対して自動焦点調節を行なう自動焦点調節手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載のカメラの被写体選択装置。  The camera subject selection apparatus according to claim 1, further comprising an automatic focus adjustment unit configured to perform automatic focus adjustment on the subject to be photographed. 前記撮影すべき被写体に対して自動露出制御を行なう自動露出制御手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載のカメラの被写体選択装置。  2. The camera subject selection apparatus according to claim 1, further comprising automatic exposure control means for performing automatic exposure control on the subject to be photographed.
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