JP3995307B2 - カメラの測距装置 - Google Patents
カメラの測距装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3995307B2 JP3995307B2 JP16419497A JP16419497A JP3995307B2 JP 3995307 B2 JP3995307 B2 JP 3995307B2 JP 16419497 A JP16419497 A JP 16419497A JP 16419497 A JP16419497 A JP 16419497A JP 3995307 B2 JP3995307 B2 JP 3995307B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- difference
- sensor
- image
- data
- change
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Focusing (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被写体までの距離を測定するカメラの測距装置に関し、特に、同じ被写体から２つの異なる視野によって得た２つの像信号に従って被写体距離を算出するタイプの測距装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
同じ被写体から２つの異なる視野によって得た２つの像信号に従って被写体距離を算出するタイプの測距装置が種々知られている。
この種の測距装置の弱点は、像信号にコントラストがない場合、上記２像の一致度が測定できず、測距ができなくなることである。
【０００３】
そこで、実開昭５９−１０１２３１号公報に開示されているように、測距不能時には、カメラのレンズを固定焦点位置に制御したり、特開昭５４−１２６０２３号公報に開示されているように、カメラから被写体に補助的な光を照射してコントラストを補う提案などがなされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者の実開昭５９−１０１２３１号公報に開示されているような固定焦点のものは、そのピント位置より近いものや遠いものに対してはピントを合わせることができないという問題がある。
【０００５】
また、後者の特開昭５４−１２６０２３号公報に開示されているような補助光のものは、遠距離に対しては光が届かず効果がない。本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、コントラストの低い被写体に対してもピント合わせを可能とし、コントラストが低くて、ピントが合せられず、シャッタが切れなくなってしまうような状況を防止できるカメラの測距装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明によるカメラの測距装置は、視差を有する２つの光路を介して入射する被写体像をそれぞれ異なる光電変換素子センサアレイ上に結像させ、これら光電変換素子センサアレイより出力される２像信号に基づいて被写体までの距離を求めるカメラの測距装置において、上記センサアレイによる２像信号を順次シフトさせながら相関演算して相対的位置差を算出する相関演算手段と、上記センサアレイによる２像信号のそれぞれにおいて隣接する信号との差が最大となる信号を検出し、上記信号の相対位置差を算出するエッジ差演算手段と、上記センサアレイ上の所定領域部分による２像信号の明暗変化が単調か否かを判定するデータ状態判定手段と、上記データ状態判定手段により上記２像信号の明暗変化が単調であると判定された場合は、上記エッジ差演算手段に基づいて相対位置差を算出する演算制御手段と、を具備することを特徴とする。
【０００７】
即ち、本発明のカメラの測距装置によれば、エッジ差演算手段によって、センサアレイによる２像信号のそれぞれにおいて隣接する信号との差が最大となる信号を検出し且つ上記信号の相対位置差を算出し、上記センサアレイ上の所定領域部分による２像信号の明暗変化が単調か否かを、データ状態判定手段によって判定し、このデータ状態判定手段により上記２像信号の明暗変化が単調であると判定された場合は、演算制御手段によって、上記エッジ差演算手段に基づいて相対位置差を算出するようにしている。
【０００８】
【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。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態にかかるカメラの測距装置の構成を示す図である。
【０００９】
同図において、参照番号１０Ａ，１０Ｂは受光レンズであり、この２つのレンズの視差に基づいて、三角測距の原理に従って画面１２内の被写体の距離を測定する。そのために、センサアレイ１４Ａ，１４Ｂが両受光レンズ１０Ａ，１０Ｂの後方に配置されており、これらセンサアレイ１４Ａ，１４Ｂは、両受光レンズ１０Ａ，１０Ｂを通った被写体像に応じた光電変換信号を出力する。これらセンサアレイ１４Ａ，１４Ｂの出力は、Ａ／Ｄ変換器１６Ａ，１６Ｂによってディジタルデータに変換され、この一対のディジタルの像信号を演算制御部１８が比較して被写体距離が求められる。
【００１０】
この場合、演算制御部１８はワンチップマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）により構成されるが、最近のワンチップマイクロコンピュータには、Ａ／Ｄ変換機能を内蔵したものが多いので、演算制御部１８の内部に、上記Ａ／Ｄ変換器１６Ａ，１６Ｂが設けられているように図示している。もちろん、Ａ／Ｄ変換器１６Ａ，１６Ｂは演算制御部１８と別体のものでも良い。
【００１１】
このようにディジタル値に変換されたセンサデータは、演算制御部１８内の記憶用メモリ（ＲＡＭ）２０に記憶され、制御部２２は、このＲＡＭ２０内のデータを必要に応じて、相関演算部２４に与えて、後述するような相関演算を行わせる。この場合、相関演算部２４での相関演算の範囲を切り換えるために、エリア切換部２６が設けられている。
【００１２】
補間演算部２８は、上記相関演算部２４によって求められた相関関数より、最も相関の高い位置（補間結果）を、近似にて求める。この処理により、センサアレイ１４Ａ，１４Ｂのセンサピッチ以下の精度で、後述するような相対位置差Ｘを求めることができる。また、これらの相関結果及び補間結果に信頼性が欠ける場合や、エリア内のデータにコントラストのないローコントラスト状態を検出するために、データ状態判定手段であるデフォルト判定部３０が内蔵されている。
【００１３】
なお、参照番号３２は、測距開始のタイミングで操作されるスイッチであり、カメラに応用される時は、レリーズボタンの操作に連動するようにする。
ここで、オートフォーカス（ＡＦ）が苦手なシーンについて説明する。
【００１４】
図２の（Ａ）は、人物３４Ａの写真を撮影するシーンを示している。この場合、画面１２内には、人物３４Ａの前方や背景に雑被写体３４Ｂがあることが多いが、画面内全域を一度に測距すると、人物３４Ａと雑被写体３４Ｂの情報がまざってしまうので、正しいピント合せができない。
【００１５】
そこで、一般に、ＡＦカメラでは、画面１２内の一部分の情報のみを用いて距離測定を行っている。
センサアレイ１４Ａ，１４Ｂは、図１に示すようにＷの幅で画面１２内を見つめているが、この時、一方のセンサアレイ１４Ａ又は１４Ｂから得られたセンサデータは、図２の（Ｂ）のようになる。同図において、横軸はセンサアレイ１４Ａ又は１４Ｂの並びを示しており、縦軸は像の明暗に依存して変化する各センサの出力を示している。
【００１６】
この例では、像の明るい部分からは大きなデータが出て、暗い部分からは小さなデータが出るようにしている。
従って、図２の（Ａ）の人物３４Ａのデータは、顔の目や鼻の陰影から、参照番号３６で示したような凸凹のセンサデータが得られる。これに対して、背景は、濃淡がないので、参照番号３８で示すようなデータが、また雑被写体３４Ｂからは、参照番号４０で示すようなデータが得られる。
【００１７】
前述のように、これら全てのデータを用いて距離を求めようとすると、背景の距離情報がまざってしまって、人物３４Ａに対し、正しいピント合わせができない。
【００１８】
そこで、一般には、図２の（Ｂ）に示すような狭いエリア４２の像信号のみを用いて距離を求めるようにしている。
しかし、この考え方は、図２の（Ｃ）に示すような、風景のシーンに対しては通用しない。それは、一般に人物なら画面１２内中央部に存在する確率が高く、従って、画面１２内中央部に、センサデータの変化する部分３６が存在する確率が高いが、図２の（Ｃ）のような風景の場合は、例えば中央部だけとか、画面１２内の所定部分だけにコントラストがある部分が来るとは限らないからである。
【００１９】
図２の（Ｃ）のような風景のシーンでは、センサデータは、図２の（Ｄ）に示すようになる。この場合、画面全体に大きなコントラストがなく、センサデータは、大きな変化なく、ゆるやかに変化する。こうしたシーンでは、各センサアレイ１４Ａ，１４Ｂの像出力の差異を比べるのが容易ではなく、特に、図中の狭いエリア４２内には全くコントラストがなく、正しい測距は困難をきわめる。
【００２０】
次に、図３の（Ａ）乃至（Ｃ）を用いて、２つのセンサアレイ１４Ａ，１４Ｂの像出力より、距離を求める方法を説明する。
これらの図において、実線と点線で示したのが、左右２つのセンサアレイ１４Ａ，１４Ｂの出力を示したものである。これらはほぼ同じ被写体を見ているので、略相似の出力パターンを示す。
【００２１】
測距装置の演算制御部１８は、得られた２つの像信号の差をとったり、一方の像信号のデータをずらして、もう一方の像信号のデータと比較する機能を有しており、図３の（Ａ）乃至（Ｃ）のように、点線の方のデータをシフトさせながら実線の方のデータと差をとることを考えると、図中各センサＮｏ．における両データの差を所定のセンサ数にわたって加算する場合、図３の（Ａ）及び（Ｃ）に比べ、図３の（Ｂ）の場合がこの差の和が小さくなる。それは、各センサＮｏ．の部分ごとに点線と実線のデータがほぼ一致しているからで、このようなシフト状態の時、２つのデータの相関が最もよくとれていると表現する。
【００２２】
以上説明したような相対的なシフト量と、シフト時の各センサデータの差を、所定範囲にわたって加算した値（相関関数）の関係を図３の（Ｄ）のグラフに示す。
【００２３】
先に説明したように、シフト量Ｘ2 の近傍では、相関がよいので相関関数が極小値を示すが、上記演算制御部１８（相関演算部２４）は先に説明したディジタルの像信号データを逐次、シフトさせながら相関関数を求め、その極小値を検出することによって、２つの像の相対位置差を求めることができる。
【００２４】
図３の（Ｅ）に示すように、得られた像データ４４Ａ，４４Ｂの相対位置差Ｘが求められると、両受光レンズ１０Ａ，１０Ｂの主点間距離（基線長）をＢ、受光レンズ１０Ａ，１０Ｂの焦点距離をｆとすると、三角測距の原理に従って、被写体距離Ｌは、
Ｌ＝Ｂ・ｆ／Ｘ
として求められる。
【００２５】
これは、レンズ１０Ａの光軸上前方にある被写体の距離Ｌの求め方であるが、このようなレンズ１０Ａの光軸上にない被写体の距離Ｌも、図３の（Ｆ）に示すように、
Ｌ＝Ｂ・ｆ／（Ｘ1 ＋Ｘ2 ）
として求めることが可能である。
【００２６】
以上が、いわゆる外光パッシブ方式と呼ばれる測距装置の作用であるが、このような方式で弱点とする像信号として、２つの像の相関がとれないローコントラストのシーンと、もう１つ、像信号として、図２の（Ｃ）のようなシーンにおける図２の（Ｄ）のような像信号がある。このようなパターンを単純化すると、図４の（Ａ）に示すような像パターンとなる。
【００２７】
仮に２つのセンサアレイ１４Ａ，１４Ｂから出力されるパターンが各々図４の（Ａ）及び（Ｂ）のようだとする。ただし、図４の（Ｂ）は、点線の方が正しいパターンであり、電気的なノイズ又は光のノイズが混入して、実線のようなパターンが出力されているものとする。
【００２８】
この場合、上述のごとき相関演算の結果より、相関の高いシフト状態を求めると、図４の（Ｃ）に示すような状態にて、最も相関が高いと判断される。しかし、実際のパターンは点線の方なので、同図に示したようなシフト誤差が生じてしまう。
【００２９】
このように単調に変化する像パターンは、ノイズの影響で測距の誤差を受けやすいことがわかる。
従って本発明では、このようなパターンの場合には、精度が劣化すると考えて、まず、単調変化パターンの検出を行う。そして、このようなパターンが検出された場合には、次のようにして被写体距離を求める。
【００３０】
即ち、図２の（Ｂ）のように、明瞭なコントラストのあるセンサデータなら、先に述べた相関をとる方法で像の相対位置差を求めるのは有効であるが、図２の（Ｄ）のように、コントラストの不明瞭なセンサデータでは、図４の（Ａ）乃至（Ｃ）で説明したように、上記相関をとる方法では誤差がのりやすい。そこで、本発明では、わずかなデータ変化のポイント（エッジ部）を見つけ、２つのセンサアレイ１４Ａ，１４Ｂによる２つの像データのエッジ部の相対位置差によって、測距を行う。この様子はちょうど図３の（Ｆ）に図示したとおりのもので、エッジ部の位置Ｘ1 ，Ｘ2 を求め、これによって、三角測距の原理で被写体距離Ｌを求める。以下、このような方式を、エッジ差ＡＦと称する。このエッジ差ＡＦ方式では、単純にエッジの位置のみを検出し、図３の（Ｄ）のように相関関数を求めたりはしない。
【００３１】
図５は、制御部２２の動作フローチャートであり、これを参照して、本実施の形態のカメラの測距装置の動作を説明する。
即ち、まず、エリア切換部２６により狭いエリア、例えば画面１２中央部のエリア４２を指定して（ステップＳ１０）、デフォルト判定部３０にてローコントラストの判定を行う（ステップＳ１２）。
【００３２】
図２の（Ａ）の人物３４Ａの写真などでは、このエリア４２の部分に人物３４Ａが位置し、明瞭なコントラストが得られるので、ローコントラスト状態となることはない。しかし、この部分に人物３４Ａがいない場合や、図２の（Ｃ）のような風景のシーンではコントラストがなく、このような時には、デフォルト判定部３０は、ローコントラストと判定する。このようなローコントラストの時は、相関演算や補間演算を行っても正確な測距ができないので、ステップＳ１８に分岐し、別の測距エリアを選択する。つまり、図３の（Ｅ）のような測距ポイント４６から図３の（Ｆ）の測距ポイント４８に切り換えるような制御を行う。具体的には、再度センサデータの取り込み部分を変えて、データ取り込み（Ａ／Ｄ変換）を行ってもよいし、エリア切換部２６によって、既にＲＡＭ２０に取り込まれているデータから、任意のデータを抜き出すようにしてもよい。
【００３３】
また、ローコントラストでない場合には、単調変化かどうか判定する（ステップＳ１４）。この判定処理の詳細については、後述する。そして、このステップＳ１４で単調変化状態が検出された場合にも、上記ステップＳ１８に分岐して、前述したようなエリア変更を行う。
【００３４】
単調変化状態でない場合には、相関演算部２４及び補間演算部２８により前述したような相関演算並びに補間演算を行う（ステップＳ１６）。その後、上記ステップＳ１８に進んで、エリア変更を行う。
【００３５】
そして、すべてのエリアについて、ローコントラスト又は単調変化が判定されたかどうか判定し（ステップＳ２０）、まだであれば、上記ステップＳ１２に戻って、上記の処理を繰り返す。
【００３６】
しかして、全てのエリアについての判定処理が終了した場合には、次に、１ケ所以上のエリアでローコントラストでも単調変化でもない状態があったかどうか判定する（ステップＳ２２）。そして、ローコントラストでも単調変化でもない状態のエリアがあったならば、ローコントラスト又は単調変化と判定されたＮＧ部のエリアを除外したそれらのエリアのうち、最も近い距離を示すものを、主要被写体距離として選択し、この距離にピント合せを行うようにする（ステップＳ２４）。
【００３７】
これに対して、すべてのエリアが測距に不適当（ＮＧ）と判定された時には、参照するエリアを広くして（ステップＳ２６）、図２の（Ｄ）及び図３の（Ｆ）のようにエッジ差ＡＦを行う（ステップＳ２８）。
【００３８】
このエッジ差ＡＦ処理は、図４の（Ｄ）に示すようにして行われる。即ち、まず、左右各々のセンサアレイ１４Ａ，１４Ｂの変化を判定し、最も隣接するセンサのデータの変化の大きいセンサｎR ，ｎL を検出する（ステップＳ２８Ａ）。このような変化量最大センサｎR ，ｎL が検出できれば、図３の（Ｆ）に示すように、それらのセンサが両受光レンズ１０Ａ，１０Ｂの光軸基準でどの位置にあるかは設計によって決まっているので、Ｘ1 ，Ｘ2 がわかり、前述の方法で、距離が算出できる（ステップＳ２８Ｂ）。つまり、この処理によって、画面１２中央部にコントラストがない図２の（Ｃ）に示す風景のシーンのような場合であっても、２つのセンサアレイ１４Ａ，１４Ｂの各々の出力から特徴的な部分（ここではエッジ部）を検出し、その位置差から距離を判定するので、相関がとれずピンボケになったり、シャッタが切れなくなってしまうことがない。
【００３９】
即ち、このエッジ差ＡＦ方式は、図３の（Ｄ）の相関関数からの補間演算のように、細かい精度での測距は困難だが、被写体が近いか遠いかの判定は行えるので、実開昭５９−１０１２３１号公報に開示されているような固定焦点タイプよりも、ピント合せ対応可能範囲は広がるし、また、特開昭５４−１２６０２３号公報に開示されているような補助光照射タイプ以上に遠距離に対して対応可能である。従って、本第１の実施の形態にかかるカメラの測距装置により、苦手な被写体はかなりの確率で減少する。
【００４０】
なお、上記ステップＳ１４での単調変化の判定は、図６に示すようにして行われる。
即ち、まず、演算制御部１８のＲＡＭ２０内に設定した増加フラグ及び減少フラグを「１」にセットしておき（ステップＳ１４Ａ，Ｓ１４Ｂ）、また、センサ番号を示す変数ｎを「１」に初期化しておく（ステップＳ１４Ｃ）。そして、ｎ＋１及びｎで示される番号のセンサのデータＳn+1 ，Ｓn の差ΔＳ（ｎ）を求め（ステップＳ１４Ｄ）、このΔＳ（ｎ）が負の値であれば（ステップＳ１４Ｅ）、減少したとして、増加フラグを「０」にリセットする（ステップＳ１４Ｆ）。逆に、ΔＳ（ｎ）が０以上の値であれば（ステップＳ１４Ｇ）、増加したとして、減少フラグを「０」にリセットする（ステップＳ１４Ｈ）。その後、変数ｎをインクリメントし（ステップＳ１４Ｉ）、その結果としてｎが所定の値ｎ0 となるまで（ステップＳ１４Ｊ）、上記ステップＳ１４Ｄ以降の処理を繰り返す。
【００４１】
このステップを繰り返すと、センサデータが単調にずっと減少している場合は、増加フラグは「０」となっても減少フラグは「１」のままである。逆に、センサデータが単調にずっと増加している場合は、減少フラグは「０」となるが増加フラグは「１」のままである。また、単調に変化せずセンサデータが増加したり減少したりする場合は、ステップＳ１４ＦとステップＳ１４Ｈを共に通るので、２つのフラグは共に「０」となる。
【００４２】
しかして、変数ｎが所定の値ｎ0 となったならば、増加フラグ又は減少フラグが「１」であるかどうか判断する（ステップＳ１４Ｋ）。増加フラグ又は減少フラグが「１」のままだと、単調変化であったとして、上記ステップＳ１８へ進む。また、いずれのフラグも「０」の場合には、単調変化ではなく、相関演算による誤差は小さいとして、上記ステップＳ１６へ進んで、相関演算を実施することとなる。
【００４３】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。
前述の第１の実施の形態では、狭いエリアでの測距結果が不適当な場合、その他のエリアを参照したりしたが、本実施の形態は、より単純に１つのポイントに関して本発明を適用した場合を示している。
【００４４】
即ち、図７は、本実施の形態にかかるカメラの測距装置の動作を示すフローチャートで、まず、所定のエリア、例えば画面中央部の測距エリアの指定を行い（ステップＳ３０）、このエリア内のコントラストの判定を行う（ステップＳ３２）。
【００４５】
そして、このエリアがローコントラストであれば（ステップＳ１２）、前述したようなエッジ差ＡＦ処理により被写体距離を求める（ステップＳ２８）。
また、ローコントラストではない場合には、前述したようにして単調変化かどうか判断し（ステップＳ１４）、単調変化の場合には、上記ステップＳ２８に進んで、エッジ差ＡＦ処理を行う。
【００４６】
そして、単調変化でもない場合には、相関演算及び補間演算により、被写体距離を求める（ステップＳ１６）。
以上説明したように、本第２の実施の形態では、図６に示した第１の実施の形態のようなエリア切り換えを行わず、画面中央重視の測距となる。つまり、中央に人物３４Ａがいる場合は、図２の（Ｂ）に示すように単調変化とならないはずなので、本実施の形態では、人物３４Ａを優先しつつ、それがみあたらない場合にのみ風景に対応して、前述のエッジ差ＡＦ方式の測距を行う。エッジ差ＡＦ方式では、センサアレイ１４Ａ，１４Ｂのピッチ以下の精度の測距は困難だが、風景であるか否か相当の判別は可能である。また、人物写真の場合は、相関演算及び補間演算を行い、センサアレイ１４Ａ，１４Ｂのピッチ以下の精度での測距を可能とし、より正確なピント合せが可能となる。
【００４７】
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態を説明する。
本実施の形態は、基本的には、前述の第１及び第２の実施の形態と同様であり、ステップＳ２８のエッジ差ＡＦ処理をより正確に行い得るようにするものである。
【００４８】
即ち、前述の第１及び第２の実施の形態では、ステップＳ２８Ａにおいて、像パターンの特徴点として、最もデータ変化の大きいセンサ（最大センサ）を用いたが、この考え方では、たまたまセンサアレイを構成するセンサの１ケ所にノイズがのったりすると、このノイズの作用に影響されて、あやまった結果を出力するおそれがある。
【００４９】
そこで、本実施の形態では、像パターンの特徴点を、より多くの情報によって特定しようとしている。
図２の（Ｄ）のセンタデータが先に述べた最大変化センサの検出方法の概念図であるが、図２の（Ｅ）に示すように、最大変化センサにおける隣接センサとの変化量ΔＳ1 及び１つおいたセンサとの変化量ΔＳ2 、さらに１つおいたセンサとの変化量ΔＳ3 を検出し、このように得られたΔＳ1 ，ΔＳ2 ，ΔＳ3 を加味して、変化パターンの特定をより正確に行うようにしている。
【００５０】
図８は、本実施の形態におけるエッジ差ＡＦ処理の動作フローチャートである。まず、図３の（Ｅ）のようにして得られた右側センサアレイ１４Ｂで得られた像パターン４４Ｂより、最大変化センサｎR を求める（ステップＳ２８Ｃ）。これは、具体的には、図６のステップＳ１４Ｃ乃至Ｓ１４Ｊのようなステップにて、順次隣接データ差を求め（ステップＳ１４Ｄ参照）、それらの隣接データ差のうちの最大値を求めて、その時のｎから簡単に検出できる。そして、以上のプロセスで得られた最大変化センサｎR のデータとそれに隣接するセンサデータの変化量ΔＳ1 ，ΔＳ2 ，ΔＳ3 を順次求める（ステップＳ２８Ｄ，２８Ｅ，２８Ｆ）。
【００５１】
ステップＳ２８Ｇ以降は、左側のセンサアレイ１４Ｂの像パターン（図３の（Ｅ）の像パターン４４Ａ）より、ｎ番めのセンサと隣接センサとのデータ量ΔＳL1及び１つとばしたセンサとのデータ差ΔＳL2、さらに隣のセンサとのデータ差ΔＳL3を順次計算するステップ（ステップＳ２８Ｈ，Ｓ２８Ｉ，Ｓ２８Ｊ）である。
【００５２】
そして、ステップＳ２８Ｋでは、先にステップＳ２８Ｄ〜Ｓ２８Ｆで求めたΔＳ1 ，ΔＳ2 ，ΔＳ3 と、このステップＳ２８Ｈ〜Ｓ２８Ｊで求めたΔＳL1，ΔＳL2，ΔＳL3を比較し、この３つの数値がほぼ一致した場合は、右側の像パターン４４Ｂの特徴点が対応する左側のポイントｎL が検出され（ステップＳ８Ｌ）、ｎR ，ｎL より図４の（Ｄ）のステップＳ２８Ｂと同様に距離を算出することができる。
【００５３】
また、上記ステップＳ２８Ｋで、特徴点の一致が認められない場合は、ｎをインクリメントして（ステップＳ２８Ｍ）、左側の像の比較ポイントをずらしてゆく。ただし、リミッタｎ0 となっても、左右パターンの特徴点が一致しない場合には、演算エラーとする。カメラに応用する場合、この時、カメラのレリーズ動作を禁止したり、ユーザに警告したり、または固定焦点としたりして、次の撮影シーケンスに移行する。
【００５４】
以上、説明したように本実施の形態では、像パターンの特徴点を抽出する際に、合計４つのセンサデータを参照したので、第１及び第２の実施の形態よりも電気的又は光学的なノイズの影響を受けにくく、より正確なピント合せが可能となる。
【００５５】
このように、本発明によれば、一般的な所定のエリアでの相関演算によるピント合せ（図５及び図７のステップＳ１６）の他に、左右の像の明暗変化のパターンの特徴点どうし（変化量最大センサｎR ，ｎL ）の一致によるピント合せの２方式を併用したので、苦手な被写体のより少ないＡＦカメラが提供できる。
【００５６】
また、相関演算では、像の明暗が単調に変化する像パターンで誤差を生じやすいが、このような場合を検出して、誤測距を防止した（図５のステップＳ１４）ので、より正確なＡＦカメラが提供できる。
【００５７】
以上実施の形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能である。ここで、本発明の要旨をまとめると以下のようになる。
【００５８】
（１） 被写体からの光を異なる光路で受光し、その像信号を形成する一対のセンサアレイと、
上記一対のセンサアレイの出力信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換手段と、
上記Ａ／Ｄ変換手段から出力される像信号のうち一対の上記センサアレイの所定領域部分に相当する像信号の一致度に従って相対的なずれ量を算出する演算制御手段と、
からなるカメラの測距装置において、
上記演算制御手段は、上記センサアレイ上の像の明暗の変化の特徴を判定する明暗判定手段を具備することを特徴とするカメラの測距装置。
【００５９】
（２） 上記明暗判定手段は、上記センサアレイ上の上記所定領域部分の明暗変化が明から暗へ、または暗から明へと単調に変化しているか否かを判定することを特徴とする（１）に記載のカメラの測距装置。
【００６０】
（３） 上記判定手段により単調に変化していると判定した時には、上記演算制御手段は、上記センサアレイ上の上記所定領域部分とは異なる領域部分に相当する像信号に従って、一対の上記像信号の相対的なずれ量を算出することを特徴とする（２）に記載のカメラの測距装置。
【００６１】
（４） 上記明暗判定手段は、一対の上記センサアレイ上での像信号の明暗変化の特徴点を抽出し、
上記演算制御手段は、一対の上記センサアレイ上での像信号の明暗変化の相対的な位置差に基づいて被写体距離を算出することを特徴とする（１）に記載のカメラの測距装置。
【００６２】
（５） 視差を有する２つの光路を介して入射する被写体像をそれぞれ異なる光電変換素子センサアレイ上に結像させ、これら光電変換素子センサアレイより出力される２像信号に基づいて被写体までの距離を求めるカメラの測距装置において、
上記センサアレイによる２像信号を順次シフトさせながら相関演算して相対的位置差を算出する相関演算手段と、
上記センサアレイによる２像信号の特徴的データ部分の相対位置差を算出するエッジ差演算手段と、
上記相関演算手段では演算結果に信頼性が欠ける被写体状態であるか否かを判定するデータ状態判定手段と、
上記データ状態判定手段の判定結果、信頼性が欠ける被写体状態でない場合は上記相関演算手段に基づいて、また信頼性が欠ける被写体状態である場合は上記エッジ差演算手段に基づいて、相対位置差を算出する演算制御手段と、
を具備することを特徴とするカメラの測距装置。
【００６３】
（６） 上記データ状態判定手段は上記センサアレイ上の２像信号の明暗変化の特徴点を検出し、上記エッジ差演算手段は上記センサアレイ上の２像信号の明暗変化の相対位置差に基づいて被写体距離を算出することを特徴とする（５）に記載のカメラの測距装置。
【００６４】
（７） 上記相対位置差を算出する際、上記相関演算手段は上記センサアレイの第１の所定領域部分に相当する２像信号に基づき、上記エッジ差演算手段は上記センサアレイの上記第１の所定領域部分より広い第２の所定領域部分に相当する２像信号に基づいて行うことを特徴とする（５）に記載のカメラの測距装置。
【００６５】
（８） 上記エッジ差演算手段は、上記センサアレイの隣接するセンサのデータ変化量の最も大きいところを検出して、この検出した一対のセンサ相対位置差により距離を算出することを特徴とする（５）に記載のカメラの測距装置。
【００６６】
（９） 視差を有する２つの光路を介して入射する被写体像をそれぞれ異なる光電変換素子センサアレイ上に結像させ、これら光電変換素子センサアレイより出力される２像信号に基づいて被写体までの距離を求めるカメラの測距装置において、
上記センサアレイの複数領域から所定領域を選択可能なエリア選択手段と、
上記エリア選択手段により選択された上記センサアレイの所定領域が出力する２像信号を順次シフトさせながら相関演算して相対的位置差を算出する相関演算手段と、
上記センサアレイの上記所定領域の像信号変化状態に基づいて、上記相関演算手段では合焦不能か否かを判定するデフォルト判定手段と、
上記センサアレイによる２像信号それぞれの特徴的データ部分を検出し、２像信号の該特徴的データ部分の相対位置差を算出するエッジ差演算手段と、
上記エリア選択手段により選択された各所定領域の全てに対して、上記データ状態判定手段が上記相関演算手段では合焦不能と判定した場合には、上記エッジ差演算手段に基づいて相対位置差を算出する演算制御手段と、
を具備することを特徴とするカメラの測距装置。
【００６７】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、コントラストの低い被写体に対してもピント合わせを可能とし、コントラストが低くて、ピントが合せられず、シャッタが切れなくなってしまうような状況を防止できるカメラの測距装置を提供することができる。
【００６８】
即ち、２つの光軸を通った測距用の像信号の明暗の変化の特徴（像パターン）を検出し、それに従ってピント合せの苦手なシーンを判定したり、各々の像信号の特徴点を参照して測距ができるようにしたので、苦手シーンに強いカメラの測距装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかるカメラの測距装置の構成を示す図である。
【図２】（Ａ）は人物の写真を撮影するシーンを示す図、（Ｂ）は（Ａ）のシーンから得られるセンサデータを示す図、（Ｃ）は風景のシーンを示す図、（Ｄ）は（Ｃ）のシーンから得られるセンサデータを示す図であり、（Ｅ）は最大変化センサにおける隣接センサとの変化量ΔＳ1 及び１つおいたセンサとの変化量ΔＳ2 、さらに１つおいたセンサとの変化量ΔＳ3 を説明するためのセンサデータを示す図である。
【図３】（Ａ）乃至（Ｃ）は２つのセンサアレイの像出力より距離を求める方法を説明するのに供されるセンサデータを示す図、（Ｄ）は相関関数からの補間演算を説明するための図、（Ｅ）及び（Ｆ）はそれぞれ得られた像データの相対位置差から被写体距離を求める原理を説明するための図である。
【図４】（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ単調変化時の２つのセンサアレイそれぞれから得られる像パターンを示す図、（Ｃ）はシフト誤差を説明するための図であり、（Ｄ）は図５中のエッジ差ＡＦ処理のフローチャートである。
【図５】第１の実施の形態の動作フローチャートである。
【図６】図５中の単調変化判定処理のフローチャートである。
【図７】本発明の第２の実施の形態にかかるカメラの測距装置の動作フローチャートである。
【図８】本発明の第３の実施の形態にかかるカメラの測距装置におけるエッジ差ＡＦ処理のフローチャートである。
【符号の説明】
１０Ａ，１０Ｂ 受光レンズ
１２ 画面
１４Ａ，１４Ｂ センサアレイ
１６Ａ，１６Ｂ Ａ／Ｄ変換器
１８ 演算制御部
２０ ＲＡＭ
２２ 制御部
２４ 相関演算部
２６ エリア切換部
２８ 補間演算部
３０ デフォルト判定部
３２ スイッチ
【発明の属する技術分野】
本発明は、被写体までの距離を測定するカメラの測距装置に関し、特に、同じ被写体から２つの異なる視野によって得た２つの像信号に従って被写体距離を算出するタイプの測距装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
同じ被写体から２つの異なる視野によって得た２つの像信号に従って被写体距離を算出するタイプの測距装置が種々知られている。
この種の測距装置の弱点は、像信号にコントラストがない場合、上記２像の一致度が測定できず、測距ができなくなることである。
【０００３】
そこで、実開昭５９−１０１２３１号公報に開示されているように、測距不能時には、カメラのレンズを固定焦点位置に制御したり、特開昭５４−１２６０２３号公報に開示されているように、カメラから被写体に補助的な光を照射してコントラストを補う提案などがなされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者の実開昭５９−１０１２３１号公報に開示されているような固定焦点のものは、そのピント位置より近いものや遠いものに対してはピントを合わせることができないという問題がある。
【０００５】
また、後者の特開昭５４−１２６０２３号公報に開示されているような補助光のものは、遠距離に対しては光が届かず効果がない。本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、コントラストの低い被写体に対してもピント合わせを可能とし、コントラストが低くて、ピントが合せられず、シャッタが切れなくなってしまうような状況を防止できるカメラの測距装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明によるカメラの測距装置は、視差を有する２つの光路を介して入射する被写体像をそれぞれ異なる光電変換素子センサアレイ上に結像させ、これら光電変換素子センサアレイより出力される２像信号に基づいて被写体までの距離を求めるカメラの測距装置において、上記センサアレイによる２像信号を順次シフトさせながら相関演算して相対的位置差を算出する相関演算手段と、上記センサアレイによる２像信号のそれぞれにおいて隣接する信号との差が最大となる信号を検出し、上記信号の相対位置差を算出するエッジ差演算手段と、上記センサアレイ上の所定領域部分による２像信号の明暗変化が単調か否かを判定するデータ状態判定手段と、上記データ状態判定手段により上記２像信号の明暗変化が単調であると判定された場合は、上記エッジ差演算手段に基づいて相対位置差を算出する演算制御手段と、を具備することを特徴とする。
【０００７】
即ち、本発明のカメラの測距装置によれば、エッジ差演算手段によって、センサアレイによる２像信号のそれぞれにおいて隣接する信号との差が最大となる信号を検出し且つ上記信号の相対位置差を算出し、上記センサアレイ上の所定領域部分による２像信号の明暗変化が単調か否かを、データ状態判定手段によって判定し、このデータ状態判定手段により上記２像信号の明暗変化が単調であると判定された場合は、演算制御手段によって、上記エッジ差演算手段に基づいて相対位置差を算出するようにしている。
【０００８】
【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。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態にかかるカメラの測距装置の構成を示す図である。
【０００９】
同図において、参照番号１０Ａ，１０Ｂは受光レンズであり、この２つのレンズの視差に基づいて、三角測距の原理に従って画面１２内の被写体の距離を測定する。そのために、センサアレイ１４Ａ，１４Ｂが両受光レンズ１０Ａ，１０Ｂの後方に配置されており、これらセンサアレイ１４Ａ，１４Ｂは、両受光レンズ１０Ａ，１０Ｂを通った被写体像に応じた光電変換信号を出力する。これらセンサアレイ１４Ａ，１４Ｂの出力は、Ａ／Ｄ変換器１６Ａ，１６Ｂによってディジタルデータに変換され、この一対のディジタルの像信号を演算制御部１８が比較して被写体距離が求められる。
【００１０】
この場合、演算制御部１８はワンチップマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）により構成されるが、最近のワンチップマイクロコンピュータには、Ａ／Ｄ変換機能を内蔵したものが多いので、演算制御部１８の内部に、上記Ａ／Ｄ変換器１６Ａ，１６Ｂが設けられているように図示している。もちろん、Ａ／Ｄ変換器１６Ａ，１６Ｂは演算制御部１８と別体のものでも良い。
【００１１】
このようにディジタル値に変換されたセンサデータは、演算制御部１８内の記憶用メモリ（ＲＡＭ）２０に記憶され、制御部２２は、このＲＡＭ２０内のデータを必要に応じて、相関演算部２４に与えて、後述するような相関演算を行わせる。この場合、相関演算部２４での相関演算の範囲を切り換えるために、エリア切換部２６が設けられている。
【００１２】
補間演算部２８は、上記相関演算部２４によって求められた相関関数より、最も相関の高い位置（補間結果）を、近似にて求める。この処理により、センサアレイ１４Ａ，１４Ｂのセンサピッチ以下の精度で、後述するような相対位置差Ｘを求めることができる。また、これらの相関結果及び補間結果に信頼性が欠ける場合や、エリア内のデータにコントラストのないローコントラスト状態を検出するために、データ状態判定手段であるデフォルト判定部３０が内蔵されている。
【００１３】
なお、参照番号３２は、測距開始のタイミングで操作されるスイッチであり、カメラに応用される時は、レリーズボタンの操作に連動するようにする。
ここで、オートフォーカス（ＡＦ）が苦手なシーンについて説明する。
【００１４】
図２の（Ａ）は、人物３４Ａの写真を撮影するシーンを示している。この場合、画面１２内には、人物３４Ａの前方や背景に雑被写体３４Ｂがあることが多いが、画面内全域を一度に測距すると、人物３４Ａと雑被写体３４Ｂの情報がまざってしまうので、正しいピント合せができない。
【００１５】
そこで、一般に、ＡＦカメラでは、画面１２内の一部分の情報のみを用いて距離測定を行っている。
センサアレイ１４Ａ，１４Ｂは、図１に示すようにＷの幅で画面１２内を見つめているが、この時、一方のセンサアレイ１４Ａ又は１４Ｂから得られたセンサデータは、図２の（Ｂ）のようになる。同図において、横軸はセンサアレイ１４Ａ又は１４Ｂの並びを示しており、縦軸は像の明暗に依存して変化する各センサの出力を示している。
【００１６】
この例では、像の明るい部分からは大きなデータが出て、暗い部分からは小さなデータが出るようにしている。
従って、図２の（Ａ）の人物３４Ａのデータは、顔の目や鼻の陰影から、参照番号３６で示したような凸凹のセンサデータが得られる。これに対して、背景は、濃淡がないので、参照番号３８で示すようなデータが、また雑被写体３４Ｂからは、参照番号４０で示すようなデータが得られる。
【００１７】
前述のように、これら全てのデータを用いて距離を求めようとすると、背景の距離情報がまざってしまって、人物３４Ａに対し、正しいピント合わせができない。
【００１８】
そこで、一般には、図２の（Ｂ）に示すような狭いエリア４２の像信号のみを用いて距離を求めるようにしている。
しかし、この考え方は、図２の（Ｃ）に示すような、風景のシーンに対しては通用しない。それは、一般に人物なら画面１２内中央部に存在する確率が高く、従って、画面１２内中央部に、センサデータの変化する部分３６が存在する確率が高いが、図２の（Ｃ）のような風景の場合は、例えば中央部だけとか、画面１２内の所定部分だけにコントラストがある部分が来るとは限らないからである。
【００１９】
図２の（Ｃ）のような風景のシーンでは、センサデータは、図２の（Ｄ）に示すようになる。この場合、画面全体に大きなコントラストがなく、センサデータは、大きな変化なく、ゆるやかに変化する。こうしたシーンでは、各センサアレイ１４Ａ，１４Ｂの像出力の差異を比べるのが容易ではなく、特に、図中の狭いエリア４２内には全くコントラストがなく、正しい測距は困難をきわめる。
【００２０】
次に、図３の（Ａ）乃至（Ｃ）を用いて、２つのセンサアレイ１４Ａ，１４Ｂの像出力より、距離を求める方法を説明する。
これらの図において、実線と点線で示したのが、左右２つのセンサアレイ１４Ａ，１４Ｂの出力を示したものである。これらはほぼ同じ被写体を見ているので、略相似の出力パターンを示す。
【００２１】
測距装置の演算制御部１８は、得られた２つの像信号の差をとったり、一方の像信号のデータをずらして、もう一方の像信号のデータと比較する機能を有しており、図３の（Ａ）乃至（Ｃ）のように、点線の方のデータをシフトさせながら実線の方のデータと差をとることを考えると、図中各センサＮｏ．における両データの差を所定のセンサ数にわたって加算する場合、図３の（Ａ）及び（Ｃ）に比べ、図３の（Ｂ）の場合がこの差の和が小さくなる。それは、各センサＮｏ．の部分ごとに点線と実線のデータがほぼ一致しているからで、このようなシフト状態の時、２つのデータの相関が最もよくとれていると表現する。
【００２２】
以上説明したような相対的なシフト量と、シフト時の各センサデータの差を、所定範囲にわたって加算した値（相関関数）の関係を図３の（Ｄ）のグラフに示す。
【００２３】
先に説明したように、シフト量Ｘ2 の近傍では、相関がよいので相関関数が極小値を示すが、上記演算制御部１８（相関演算部２４）は先に説明したディジタルの像信号データを逐次、シフトさせながら相関関数を求め、その極小値を検出することによって、２つの像の相対位置差を求めることができる。
【００２４】
図３の（Ｅ）に示すように、得られた像データ４４Ａ，４４Ｂの相対位置差Ｘが求められると、両受光レンズ１０Ａ，１０Ｂの主点間距離（基線長）をＢ、受光レンズ１０Ａ，１０Ｂの焦点距離をｆとすると、三角測距の原理に従って、被写体距離Ｌは、
Ｌ＝Ｂ・ｆ／Ｘ
として求められる。
【００２５】
これは、レンズ１０Ａの光軸上前方にある被写体の距離Ｌの求め方であるが、このようなレンズ１０Ａの光軸上にない被写体の距離Ｌも、図３の（Ｆ）に示すように、
Ｌ＝Ｂ・ｆ／（Ｘ1 ＋Ｘ2 ）
として求めることが可能である。
【００２６】
以上が、いわゆる外光パッシブ方式と呼ばれる測距装置の作用であるが、このような方式で弱点とする像信号として、２つの像の相関がとれないローコントラストのシーンと、もう１つ、像信号として、図２の（Ｃ）のようなシーンにおける図２の（Ｄ）のような像信号がある。このようなパターンを単純化すると、図４の（Ａ）に示すような像パターンとなる。
【００２７】
仮に２つのセンサアレイ１４Ａ，１４Ｂから出力されるパターンが各々図４の（Ａ）及び（Ｂ）のようだとする。ただし、図４の（Ｂ）は、点線の方が正しいパターンであり、電気的なノイズ又は光のノイズが混入して、実線のようなパターンが出力されているものとする。
【００２８】
この場合、上述のごとき相関演算の結果より、相関の高いシフト状態を求めると、図４の（Ｃ）に示すような状態にて、最も相関が高いと判断される。しかし、実際のパターンは点線の方なので、同図に示したようなシフト誤差が生じてしまう。
【００２９】
このように単調に変化する像パターンは、ノイズの影響で測距の誤差を受けやすいことがわかる。
従って本発明では、このようなパターンの場合には、精度が劣化すると考えて、まず、単調変化パターンの検出を行う。そして、このようなパターンが検出された場合には、次のようにして被写体距離を求める。
【００３０】
即ち、図２の（Ｂ）のように、明瞭なコントラストのあるセンサデータなら、先に述べた相関をとる方法で像の相対位置差を求めるのは有効であるが、図２の（Ｄ）のように、コントラストの不明瞭なセンサデータでは、図４の（Ａ）乃至（Ｃ）で説明したように、上記相関をとる方法では誤差がのりやすい。そこで、本発明では、わずかなデータ変化のポイント（エッジ部）を見つけ、２つのセンサアレイ１４Ａ，１４Ｂによる２つの像データのエッジ部の相対位置差によって、測距を行う。この様子はちょうど図３の（Ｆ）に図示したとおりのもので、エッジ部の位置Ｘ1 ，Ｘ2 を求め、これによって、三角測距の原理で被写体距離Ｌを求める。以下、このような方式を、エッジ差ＡＦと称する。このエッジ差ＡＦ方式では、単純にエッジの位置のみを検出し、図３の（Ｄ）のように相関関数を求めたりはしない。
【００３１】
図５は、制御部２２の動作フローチャートであり、これを参照して、本実施の形態のカメラの測距装置の動作を説明する。
即ち、まず、エリア切換部２６により狭いエリア、例えば画面１２中央部のエリア４２を指定して（ステップＳ１０）、デフォルト判定部３０にてローコントラストの判定を行う（ステップＳ１２）。
【００３２】
図２の（Ａ）の人物３４Ａの写真などでは、このエリア４２の部分に人物３４Ａが位置し、明瞭なコントラストが得られるので、ローコントラスト状態となることはない。しかし、この部分に人物３４Ａがいない場合や、図２の（Ｃ）のような風景のシーンではコントラストがなく、このような時には、デフォルト判定部３０は、ローコントラストと判定する。このようなローコントラストの時は、相関演算や補間演算を行っても正確な測距ができないので、ステップＳ１８に分岐し、別の測距エリアを選択する。つまり、図３の（Ｅ）のような測距ポイント４６から図３の（Ｆ）の測距ポイント４８に切り換えるような制御を行う。具体的には、再度センサデータの取り込み部分を変えて、データ取り込み（Ａ／Ｄ変換）を行ってもよいし、エリア切換部２６によって、既にＲＡＭ２０に取り込まれているデータから、任意のデータを抜き出すようにしてもよい。
【００３３】
また、ローコントラストでない場合には、単調変化かどうか判定する（ステップＳ１４）。この判定処理の詳細については、後述する。そして、このステップＳ１４で単調変化状態が検出された場合にも、上記ステップＳ１８に分岐して、前述したようなエリア変更を行う。
【００３４】
単調変化状態でない場合には、相関演算部２４及び補間演算部２８により前述したような相関演算並びに補間演算を行う（ステップＳ１６）。その後、上記ステップＳ１８に進んで、エリア変更を行う。
【００３５】
そして、すべてのエリアについて、ローコントラスト又は単調変化が判定されたかどうか判定し（ステップＳ２０）、まだであれば、上記ステップＳ１２に戻って、上記の処理を繰り返す。
【００３６】
しかして、全てのエリアについての判定処理が終了した場合には、次に、１ケ所以上のエリアでローコントラストでも単調変化でもない状態があったかどうか判定する（ステップＳ２２）。そして、ローコントラストでも単調変化でもない状態のエリアがあったならば、ローコントラスト又は単調変化と判定されたＮＧ部のエリアを除外したそれらのエリアのうち、最も近い距離を示すものを、主要被写体距離として選択し、この距離にピント合せを行うようにする（ステップＳ２４）。
【００３７】
これに対して、すべてのエリアが測距に不適当（ＮＧ）と判定された時には、参照するエリアを広くして（ステップＳ２６）、図２の（Ｄ）及び図３の（Ｆ）のようにエッジ差ＡＦを行う（ステップＳ２８）。
【００３８】
このエッジ差ＡＦ処理は、図４の（Ｄ）に示すようにして行われる。即ち、まず、左右各々のセンサアレイ１４Ａ，１４Ｂの変化を判定し、最も隣接するセンサのデータの変化の大きいセンサｎR ，ｎL を検出する（ステップＳ２８Ａ）。このような変化量最大センサｎR ，ｎL が検出できれば、図３の（Ｆ）に示すように、それらのセンサが両受光レンズ１０Ａ，１０Ｂの光軸基準でどの位置にあるかは設計によって決まっているので、Ｘ1 ，Ｘ2 がわかり、前述の方法で、距離が算出できる（ステップＳ２８Ｂ）。つまり、この処理によって、画面１２中央部にコントラストがない図２の（Ｃ）に示す風景のシーンのような場合であっても、２つのセンサアレイ１４Ａ，１４Ｂの各々の出力から特徴的な部分（ここではエッジ部）を検出し、その位置差から距離を判定するので、相関がとれずピンボケになったり、シャッタが切れなくなってしまうことがない。
【００３９】
即ち、このエッジ差ＡＦ方式は、図３の（Ｄ）の相関関数からの補間演算のように、細かい精度での測距は困難だが、被写体が近いか遠いかの判定は行えるので、実開昭５９−１０１２３１号公報に開示されているような固定焦点タイプよりも、ピント合せ対応可能範囲は広がるし、また、特開昭５４−１２６０２３号公報に開示されているような補助光照射タイプ以上に遠距離に対して対応可能である。従って、本第１の実施の形態にかかるカメラの測距装置により、苦手な被写体はかなりの確率で減少する。
【００４０】
なお、上記ステップＳ１４での単調変化の判定は、図６に示すようにして行われる。
即ち、まず、演算制御部１８のＲＡＭ２０内に設定した増加フラグ及び減少フラグを「１」にセットしておき（ステップＳ１４Ａ，Ｓ１４Ｂ）、また、センサ番号を示す変数ｎを「１」に初期化しておく（ステップＳ１４Ｃ）。そして、ｎ＋１及びｎで示される番号のセンサのデータＳn+1 ，Ｓn の差ΔＳ（ｎ）を求め（ステップＳ１４Ｄ）、このΔＳ（ｎ）が負の値であれば（ステップＳ１４Ｅ）、減少したとして、増加フラグを「０」にリセットする（ステップＳ１４Ｆ）。逆に、ΔＳ（ｎ）が０以上の値であれば（ステップＳ１４Ｇ）、増加したとして、減少フラグを「０」にリセットする（ステップＳ１４Ｈ）。その後、変数ｎをインクリメントし（ステップＳ１４Ｉ）、その結果としてｎが所定の値ｎ0 となるまで（ステップＳ１４Ｊ）、上記ステップＳ１４Ｄ以降の処理を繰り返す。
【００４１】
このステップを繰り返すと、センサデータが単調にずっと減少している場合は、増加フラグは「０」となっても減少フラグは「１」のままである。逆に、センサデータが単調にずっと増加している場合は、減少フラグは「０」となるが増加フラグは「１」のままである。また、単調に変化せずセンサデータが増加したり減少したりする場合は、ステップＳ１４ＦとステップＳ１４Ｈを共に通るので、２つのフラグは共に「０」となる。
【００４２】
しかして、変数ｎが所定の値ｎ0 となったならば、増加フラグ又は減少フラグが「１」であるかどうか判断する（ステップＳ１４Ｋ）。増加フラグ又は減少フラグが「１」のままだと、単調変化であったとして、上記ステップＳ１８へ進む。また、いずれのフラグも「０」の場合には、単調変化ではなく、相関演算による誤差は小さいとして、上記ステップＳ１６へ進んで、相関演算を実施することとなる。
【００４３】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。
前述の第１の実施の形態では、狭いエリアでの測距結果が不適当な場合、その他のエリアを参照したりしたが、本実施の形態は、より単純に１つのポイントに関して本発明を適用した場合を示している。
【００４４】
即ち、図７は、本実施の形態にかかるカメラの測距装置の動作を示すフローチャートで、まず、所定のエリア、例えば画面中央部の測距エリアの指定を行い（ステップＳ３０）、このエリア内のコントラストの判定を行う（ステップＳ３２）。
【００４５】
そして、このエリアがローコントラストであれば（ステップＳ１２）、前述したようなエッジ差ＡＦ処理により被写体距離を求める（ステップＳ２８）。
また、ローコントラストではない場合には、前述したようにして単調変化かどうか判断し（ステップＳ１４）、単調変化の場合には、上記ステップＳ２８に進んで、エッジ差ＡＦ処理を行う。
【００４６】
そして、単調変化でもない場合には、相関演算及び補間演算により、被写体距離を求める（ステップＳ１６）。
以上説明したように、本第２の実施の形態では、図６に示した第１の実施の形態のようなエリア切り換えを行わず、画面中央重視の測距となる。つまり、中央に人物３４Ａがいる場合は、図２の（Ｂ）に示すように単調変化とならないはずなので、本実施の形態では、人物３４Ａを優先しつつ、それがみあたらない場合にのみ風景に対応して、前述のエッジ差ＡＦ方式の測距を行う。エッジ差ＡＦ方式では、センサアレイ１４Ａ，１４Ｂのピッチ以下の精度の測距は困難だが、風景であるか否か相当の判別は可能である。また、人物写真の場合は、相関演算及び補間演算を行い、センサアレイ１４Ａ，１４Ｂのピッチ以下の精度での測距を可能とし、より正確なピント合せが可能となる。
【００４７】
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態を説明する。
本実施の形態は、基本的には、前述の第１及び第２の実施の形態と同様であり、ステップＳ２８のエッジ差ＡＦ処理をより正確に行い得るようにするものである。
【００４８】
即ち、前述の第１及び第２の実施の形態では、ステップＳ２８Ａにおいて、像パターンの特徴点として、最もデータ変化の大きいセンサ（最大センサ）を用いたが、この考え方では、たまたまセンサアレイを構成するセンサの１ケ所にノイズがのったりすると、このノイズの作用に影響されて、あやまった結果を出力するおそれがある。
【００４９】
そこで、本実施の形態では、像パターンの特徴点を、より多くの情報によって特定しようとしている。
図２の（Ｄ）のセンタデータが先に述べた最大変化センサの検出方法の概念図であるが、図２の（Ｅ）に示すように、最大変化センサにおける隣接センサとの変化量ΔＳ1 及び１つおいたセンサとの変化量ΔＳ2 、さらに１つおいたセンサとの変化量ΔＳ3 を検出し、このように得られたΔＳ1 ，ΔＳ2 ，ΔＳ3 を加味して、変化パターンの特定をより正確に行うようにしている。
【００５０】
図８は、本実施の形態におけるエッジ差ＡＦ処理の動作フローチャートである。まず、図３の（Ｅ）のようにして得られた右側センサアレイ１４Ｂで得られた像パターン４４Ｂより、最大変化センサｎR を求める（ステップＳ２８Ｃ）。これは、具体的には、図６のステップＳ１４Ｃ乃至Ｓ１４Ｊのようなステップにて、順次隣接データ差を求め（ステップＳ１４Ｄ参照）、それらの隣接データ差のうちの最大値を求めて、その時のｎから簡単に検出できる。そして、以上のプロセスで得られた最大変化センサｎR のデータとそれに隣接するセンサデータの変化量ΔＳ1 ，ΔＳ2 ，ΔＳ3 を順次求める（ステップＳ２８Ｄ，２８Ｅ，２８Ｆ）。
【００５１】
ステップＳ２８Ｇ以降は、左側のセンサアレイ１４Ｂの像パターン（図３の（Ｅ）の像パターン４４Ａ）より、ｎ番めのセンサと隣接センサとのデータ量ΔＳL1及び１つとばしたセンサとのデータ差ΔＳL2、さらに隣のセンサとのデータ差ΔＳL3を順次計算するステップ（ステップＳ２８Ｈ，Ｓ２８Ｉ，Ｓ２８Ｊ）である。
【００５２】
そして、ステップＳ２８Ｋでは、先にステップＳ２８Ｄ〜Ｓ２８Ｆで求めたΔＳ1 ，ΔＳ2 ，ΔＳ3 と、このステップＳ２８Ｈ〜Ｓ２８Ｊで求めたΔＳL1，ΔＳL2，ΔＳL3を比較し、この３つの数値がほぼ一致した場合は、右側の像パターン４４Ｂの特徴点が対応する左側のポイントｎL が検出され（ステップＳ８Ｌ）、ｎR ，ｎL より図４の（Ｄ）のステップＳ２８Ｂと同様に距離を算出することができる。
【００５３】
また、上記ステップＳ２８Ｋで、特徴点の一致が認められない場合は、ｎをインクリメントして（ステップＳ２８Ｍ）、左側の像の比較ポイントをずらしてゆく。ただし、リミッタｎ0 となっても、左右パターンの特徴点が一致しない場合には、演算エラーとする。カメラに応用する場合、この時、カメラのレリーズ動作を禁止したり、ユーザに警告したり、または固定焦点としたりして、次の撮影シーケンスに移行する。
【００５４】
以上、説明したように本実施の形態では、像パターンの特徴点を抽出する際に、合計４つのセンサデータを参照したので、第１及び第２の実施の形態よりも電気的又は光学的なノイズの影響を受けにくく、より正確なピント合せが可能となる。
【００５５】
このように、本発明によれば、一般的な所定のエリアでの相関演算によるピント合せ（図５及び図７のステップＳ１６）の他に、左右の像の明暗変化のパターンの特徴点どうし（変化量最大センサｎR ，ｎL ）の一致によるピント合せの２方式を併用したので、苦手な被写体のより少ないＡＦカメラが提供できる。
【００５６】
また、相関演算では、像の明暗が単調に変化する像パターンで誤差を生じやすいが、このような場合を検出して、誤測距を防止した（図５のステップＳ１４）ので、より正確なＡＦカメラが提供できる。
【００５７】
以上実施の形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能である。ここで、本発明の要旨をまとめると以下のようになる。
【００５８】
（１） 被写体からの光を異なる光路で受光し、その像信号を形成する一対のセンサアレイと、
上記一対のセンサアレイの出力信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換手段と、
上記Ａ／Ｄ変換手段から出力される像信号のうち一対の上記センサアレイの所定領域部分に相当する像信号の一致度に従って相対的なずれ量を算出する演算制御手段と、
からなるカメラの測距装置において、
上記演算制御手段は、上記センサアレイ上の像の明暗の変化の特徴を判定する明暗判定手段を具備することを特徴とするカメラの測距装置。
【００５９】
（２） 上記明暗判定手段は、上記センサアレイ上の上記所定領域部分の明暗変化が明から暗へ、または暗から明へと単調に変化しているか否かを判定することを特徴とする（１）に記載のカメラの測距装置。
【００６０】
（３） 上記判定手段により単調に変化していると判定した時には、上記演算制御手段は、上記センサアレイ上の上記所定領域部分とは異なる領域部分に相当する像信号に従って、一対の上記像信号の相対的なずれ量を算出することを特徴とする（２）に記載のカメラの測距装置。
【００６１】
（４） 上記明暗判定手段は、一対の上記センサアレイ上での像信号の明暗変化の特徴点を抽出し、
上記演算制御手段は、一対の上記センサアレイ上での像信号の明暗変化の相対的な位置差に基づいて被写体距離を算出することを特徴とする（１）に記載のカメラの測距装置。
【００６２】
（５） 視差を有する２つの光路を介して入射する被写体像をそれぞれ異なる光電変換素子センサアレイ上に結像させ、これら光電変換素子センサアレイより出力される２像信号に基づいて被写体までの距離を求めるカメラの測距装置において、
上記センサアレイによる２像信号を順次シフトさせながら相関演算して相対的位置差を算出する相関演算手段と、
上記センサアレイによる２像信号の特徴的データ部分の相対位置差を算出するエッジ差演算手段と、
上記相関演算手段では演算結果に信頼性が欠ける被写体状態であるか否かを判定するデータ状態判定手段と、
上記データ状態判定手段の判定結果、信頼性が欠ける被写体状態でない場合は上記相関演算手段に基づいて、また信頼性が欠ける被写体状態である場合は上記エッジ差演算手段に基づいて、相対位置差を算出する演算制御手段と、
を具備することを特徴とするカメラの測距装置。
【００６３】
（６） 上記データ状態判定手段は上記センサアレイ上の２像信号の明暗変化の特徴点を検出し、上記エッジ差演算手段は上記センサアレイ上の２像信号の明暗変化の相対位置差に基づいて被写体距離を算出することを特徴とする（５）に記載のカメラの測距装置。
【００６４】
（７） 上記相対位置差を算出する際、上記相関演算手段は上記センサアレイの第１の所定領域部分に相当する２像信号に基づき、上記エッジ差演算手段は上記センサアレイの上記第１の所定領域部分より広い第２の所定領域部分に相当する２像信号に基づいて行うことを特徴とする（５）に記載のカメラの測距装置。
【００６５】
（８） 上記エッジ差演算手段は、上記センサアレイの隣接するセンサのデータ変化量の最も大きいところを検出して、この検出した一対のセンサ相対位置差により距離を算出することを特徴とする（５）に記載のカメラの測距装置。
【００６６】
（９） 視差を有する２つの光路を介して入射する被写体像をそれぞれ異なる光電変換素子センサアレイ上に結像させ、これら光電変換素子センサアレイより出力される２像信号に基づいて被写体までの距離を求めるカメラの測距装置において、
上記センサアレイの複数領域から所定領域を選択可能なエリア選択手段と、
上記エリア選択手段により選択された上記センサアレイの所定領域が出力する２像信号を順次シフトさせながら相関演算して相対的位置差を算出する相関演算手段と、
上記センサアレイの上記所定領域の像信号変化状態に基づいて、上記相関演算手段では合焦不能か否かを判定するデフォルト判定手段と、
上記センサアレイによる２像信号それぞれの特徴的データ部分を検出し、２像信号の該特徴的データ部分の相対位置差を算出するエッジ差演算手段と、
上記エリア選択手段により選択された各所定領域の全てに対して、上記データ状態判定手段が上記相関演算手段では合焦不能と判定した場合には、上記エッジ差演算手段に基づいて相対位置差を算出する演算制御手段と、
を具備することを特徴とするカメラの測距装置。
【００６７】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、コントラストの低い被写体に対してもピント合わせを可能とし、コントラストが低くて、ピントが合せられず、シャッタが切れなくなってしまうような状況を防止できるカメラの測距装置を提供することができる。
【００６８】
即ち、２つの光軸を通った測距用の像信号の明暗の変化の特徴（像パターン）を検出し、それに従ってピント合せの苦手なシーンを判定したり、各々の像信号の特徴点を参照して測距ができるようにしたので、苦手シーンに強いカメラの測距装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかるカメラの測距装置の構成を示す図である。
【図２】（Ａ）は人物の写真を撮影するシーンを示す図、（Ｂ）は（Ａ）のシーンから得られるセンサデータを示す図、（Ｃ）は風景のシーンを示す図、（Ｄ）は（Ｃ）のシーンから得られるセンサデータを示す図であり、（Ｅ）は最大変化センサにおける隣接センサとの変化量ΔＳ1 及び１つおいたセンサとの変化量ΔＳ2 、さらに１つおいたセンサとの変化量ΔＳ3 を説明するためのセンサデータを示す図である。
【図３】（Ａ）乃至（Ｃ）は２つのセンサアレイの像出力より距離を求める方法を説明するのに供されるセンサデータを示す図、（Ｄ）は相関関数からの補間演算を説明するための図、（Ｅ）及び（Ｆ）はそれぞれ得られた像データの相対位置差から被写体距離を求める原理を説明するための図である。
【図４】（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ単調変化時の２つのセンサアレイそれぞれから得られる像パターンを示す図、（Ｃ）はシフト誤差を説明するための図であり、（Ｄ）は図５中のエッジ差ＡＦ処理のフローチャートである。
【図５】第１の実施の形態の動作フローチャートである。
【図６】図５中の単調変化判定処理のフローチャートである。
【図７】本発明の第２の実施の形態にかかるカメラの測距装置の動作フローチャートである。
【図８】本発明の第３の実施の形態にかかるカメラの測距装置におけるエッジ差ＡＦ処理のフローチャートである。
【符号の説明】
１０Ａ，１０Ｂ 受光レンズ
１２ 画面
１４Ａ，１４Ｂ センサアレイ
１６Ａ，１６Ｂ Ａ／Ｄ変換器
１８ 演算制御部
２０ ＲＡＭ
２２ 制御部
２４ 相関演算部
２６ エリア切換部
２８ 補間演算部
３０ デフォルト判定部
３２ スイッチ
Claims (2)
- 視差を有する２つの光路を介して入射する被写体像をそれぞれ異なる光電変換素子センサアレイ上に結像させ、これら光電変換素子センサアレイより出力される２像信号に基づいて被写体までの距離を求めるカメラの測距装置において、
上記センサアレイによる２像信号を順次シフトさせながら相関演算して相対的位置差を算出する相関演算手段と、
上記センサアレイによる２像信号のそれぞれにおいて隣接する信号との差が最大となる信号を検出し、上記信号の相対位置差を算出するエッジ差演算手段と、
上記センサアレイ上の所定領域部分による２像信号の明暗変化が単調か否かを判定するデータ状態判定手段と、
上記データ状態判定手段により上記２像信号の明暗変化が単調であると判定された場合は、上記エッジ差演算手段に基づいて相対位置差を算出する演算制御手段と、
を具備することを特徴とするカメラの測距装置。 - 上記エッジ差演算手段は、上記センサアレイによる２像信号のそれぞれにおいて隣接する信号との差が最大となる信号と、上記差が最大となる信号の近傍に位置する複数の信号との差をそれぞれ算出して、上記２像信号の間で対応する複数の差がそれぞれ略一致するか判定し、略一致すると判定される場合は上記隣接する信号との差が最大となる信号の相対位置差を算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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16419497A JP3995307B2 (ja) | 1997-06-20 | 1997-06-20 | カメラの測距装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16419497A JP3995307B2 (ja) | 1997-06-20 | 1997-06-20 | カメラの測距装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1115048A JPH1115048A (ja) | 1999-01-22 |
| JP3995307B2 true JP3995307B2 (ja) | 2007-10-24 |
Family
ID=15788476
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16419497A Expired - Fee Related JP3995307B2 (ja) | 1997-06-20 | 1997-06-20 | カメラの測距装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3995307B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4615912B2 (ja) * | 2004-06-30 | 2011-01-19 | オリンパス株式会社 | カメラの焦点演算装置 |
| CN112866547B (zh) * | 2019-11-12 | 2023-01-31 | Oppo广东移动通信有限公司 | 对焦方法和装置、电子设备、计算机可读存储介质 |
-
1997
- 1997-06-20 JP JP16419497A patent/JP3995307B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1115048A (ja) | 1999-01-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5264131B2 (ja) | 撮像装置 | |
| JP2002298142A (ja) | 人物画像検出方法、この方法を実行するためのプログラムを記録した記録媒体、人物画像検出装置及びこの装置を備えた撮影装置 | |
| JP4398017B2 (ja) | 測距装置 | |
| JP2004157456A (ja) | カメラ及びカメラの測距方法 | |
| JP4426669B2 (ja) | マルチａｆ装置 | |
| US11115581B2 (en) | Focus adjustment method and device using a determined reliability of a detected phase difference | |
| JP4450899B2 (ja) | 多点測距装置 | |
| US6636699B2 (en) | Focus detection device and distance measurement device | |
| JP4549481B2 (ja) | ピント合わせ装置 | |
| JP4892014B2 (ja) | カメラ | |
| JP4802864B2 (ja) | 焦点検出装置および撮像装置 | |
| JP3995307B2 (ja) | カメラの測距装置 | |
| JP3806489B2 (ja) | 測距装置 | |
| US5155347A (en) | Object detector for an optical instrument | |
| JP7292123B2 (ja) | 撮像装置及びその制御方法、プログラム、記憶媒体 | |
| US7016604B2 (en) | Autofocus using a holographic aperture element | |
| JP2003279348A (ja) | 位相差検出方法、位相差検出装置、測距装置および撮像装置 | |
| JP2019152807A (ja) | 焦点検出装置および焦点検出方法 | |
| JP3963535B2 (ja) | 多点測距装置 | |
| JP4282300B2 (ja) | カメラの測距装置 | |
| JP4647771B2 (ja) | 測距装置 | |
| JP3955201B2 (ja) | オートフォーカスカメラ | |
| JP3938989B2 (ja) | 測距装置 | |
| JP3292415B2 (ja) | カメラの測距装置 | |
| JP3310079B2 (ja) | カメラの測距装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040603 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070301 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070410 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070607 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070724 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070731 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100810 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100810 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100810 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110810 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120810 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130810 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |