JP4558174B2 - 測距装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は測距装置に係り、特に、一眼レフレックスカメラ、コンパクトカメラ等に利用可能な測距装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
電荷蓄積型センサを用いた測距装置は、フィルムカメラやデジタルカメラ等の光学機器において広く使用されている。
【0003】
また、電荷蓄積型センサの蓄積(積分)制御方法に関する技術は多数開示されている。
【0004】
例えば、特開平8−152551号公報には、複数の電荷蓄積型センサの蓄積状況を示すモニタ出力のうち最大値を示すものを選択する回路を有し、最大値のみを1本の出力信号線に出力させて所定値と比較し、所定値に達すると積分を停止させるように制御を行うようにした技術が開示されている。
【0005】
また、特開平10−288732号公報には、複数の電荷蓄積型センサのモニタ出力を切り換えて、順に参照し、そのときのモニタ出力値より、適正な蓄積時間を予測して算出し、蓄積時間を制御するようにした技術が開示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平8−152551号公報に開示されている技術では、複数の電荷蓄積型センサのうちでモニタ出力が最大値のものだけを出力するので、最大値以外の電荷電荷蓄積型センサのモニタ出力の状況が分からない。
【0007】
従って、測距エリア(電荷蓄積型センサ)間の輝度差を認識できないので、逆光や夜景を背景とする撮影シーンの判定ができずに、主要被写体に対してピントが合わないという問題がある。
【0008】
また、特開平10−288732号公報に開示されている技術では、被写体が高輝度なときは、積分信号の変化が速いので、複数の電荷蓄積型センサの積分信号を高速にモニタするために高速なマイコクロコンピュータ等の処理装置が必要となりコストアップとなる問題がある。
【0009】
本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたもので、電荷蓄積型センサを有し、低コストであってあらゆる撮影シーンにおいて適正な積分信号を得ることができるパッシブ方式の測距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】
本発明の一態様による測距装置は、複数の受光素子を備えた受光手段を、被写界画面内の複数の測距エリアに対応して複数有し、該複数の受光手段により被写体光を受光し、該複数の受光手段からの積分出力に基づいてデフォーカス量または被写体までの距離を測定する測距装置において、上記受光手段から発生される積分状況を示すモニタ出力を所定値と比較し、上記モニタ出力が上記所定値を越えたと判定すると、上記受光手段の積分動作を終了させる第1の積分制御手段と、上記受光手段から発生される積分状況を示すモニタ出力を参照し、上記受光手段による積分動作が適正な積分レベルで行われているか否かを判断し、上記受光手段による積分動作が適正な積分レベルで行われていると判断すると、上記受光手段の積分動作を終了させる第2の積分制御手段と、上記複数の受光手段のうち、上記被写界画面内の中央に位置する測距エリア及びその近傍の測距エリアに対応する受光手段に対して、上記第1の積分制御手段と、上記第2の積分制御手段とを選択的に切り換えて適用する制御手段と、所要時間の短縮を優先した測距動作を行う高速動作モードに設定するモード設定手段と、を有し、上記制御手段は、上記モード設定手段により上記高速動作モードに設定されていない場合には、上記被写界画面内の中央に位置する測距エリア及びその近傍の測距エリアに対応する受光手段に対して上記第2の積分制御手段を適用し、上記モード設定手段により上記高速動作モードに設定されている場合には、上記被写界画面内の中央に位置する測距エリア及びその近傍の測距エリアに対応する受光手段に対して上記第1の積分制御手段を適用するとを特徴とする。
【0011】
また、本発明によると、上記課題を解決するために、
(2) 上記受光手段は、それぞれ毎に、複数の受光素子を備えた複数の受光手段でなり、
上記複数の受光手段のそれぞれ毎に、上記第1の積分制御手段と、上記第2の積分制御手段を選択することを可能としたことを特徴とする(1)に記載の測距装置が提供される。
【0012】
また、本発明によると、上記課題を解決するために、
(3) 上記受光手段に対して、上記第1の積分制御手段及び上記第2の積分制御手段とを、積分時間、動作モード、測距エリア位置に応じて切り換えることを特徴とする(1)又は2に記載の測距装置が提供される。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【0014】
(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施の形態として適用したパッシブ方式の測距装置の主要回路構成を示すブロック図である。
【0015】
図1に示すように、電荷蓄積型センサである測距センサ11は、所定間隔で設けられた3本のラインセンサ12A,12B,12Cと、各ラインセンサ12A,12B,12Cに隣接して設けられた処理回路部13A,13B,13Cとを有している。
【0016】
ここで、各ラインセンサ12A,12B,12Cは、いわゆるフォトダイオードアレーであって、それぞれ被写体光束を受光して光電変換するフォトダイオード(画素)が一定の間隔(ピッチ)で一直線に沿って設けられている。
【0017】
各ラインセンサ12A,12B,12Cにおいて発生する電荷は、センサ毎に対応する処理回路部13A,13B,13C内の蓄積部において蓄積され電圧信号に変換される。
【0018】
そして、各処理回路部13A,13B,13Cにて電圧信号に変換された画素信号は、順次読み出され、画素単位の積分信号としての像信号が出力される。
【0019】
測距装置全体のコントローラであるマイクロコンピュータ(以下、マイコンと記す)21は、その内部のROM22に記憶されているプログラムに基づいて動作を行い、測距装置全体の動作を制御する。
【0020】
このマイコン21は、制御信号を測距センサ11に出力し、測距センサ11内の制御回路14を介して測距センサ11の動作を制御する。
【0021】
各ラインセンサ12A,12B,12Cからの像信号は、上記各処理回路部13A,13B,13Cにより、出力回路15A,15B,15Cを介して出力され、マイコン21に内蔵されるA/D変換回路25に入力される。
【0022】
そして、各ラインセンサ12A,12B,12Cからの像信号は、このA/D変換回路25によりディジタル信号の画素データに変換されて、逐次、マイコン21内部のRAM23内の所定アドレスに格納される。
【0023】
マイコン21は、RAM23から必要な領域の画素データを読み出して、測距演算に使用する。
【0024】
次に、測距センサ11の2種類の積分制御方法について説明する。
【0025】
各ラインセンサ12A,12B,12Cは、マイコン21の指示により制御回路14を介して積分制御回路18より積分開始信号が入力されることによって積分動作を開始する。
【0026】
各処理回路部13A,13B,13Cには、各ラインセンサ12A,12B,12Cの電荷蓄積量を出力するためのモニタ回路16A,16B,16Cが、それぞれ内蔵されている。
【0027】
各モニタ回路16A,16B,16Cは、各ラインセンサ12A,12B,12Cが受光する被写体像信号のうちのピーク信号をそれぞれ発生し、積分制御回路18に出力する。
【0028】
積分制御回路18には、判定電圧発生回路44で発生する判定電圧Vthが入力される。
【0029】
ここで、積分制御回路18には、図9に示すように判定電圧Vthと、各モニタ回路16A,16B,16Cからの出力電圧であるモニタ出力A,B,Cとを比較する比較器41,42,43が内蔵されている。
【0030】
そして、積分制御回路18は、モニタ出力A,B,Cが判定電圧Vthを越えることを検出したときに、処理回路部13A,13B,13Cに積分終了信号ENDa−ENDcを出力してラインセンサ12A,12B,12Cの電荷蓄積(積分)を終了させる。
【0031】
また、これと同時に、積分制御回路18内のタイマーカウンタ26により、各ラインセンサ12A,12B,12Cの積分時間が測定される。
【0032】
このタイマーカウンタ26は、発振回路28の発生するクロックをカウントする。
【0033】
積分が終了した各ラインセンサ12A,12B,12Cの積分時間データは、積分制御回路18内のメモリ27に記録される。
【0034】
上記メモリ27に記録される積分時間データは、マイコン21と制御回路14との通信によってマイコン21が読み出して、RAM23に格納する。
【0035】
ここで、積分時間データは、AF補助光を投光するか否かの判定や、対応する測距エリアに関してスポット測光するためのデータとして使用される。
【0036】
このように積分制御回路18による積分終了処理をハード積分制御モードと呼ぶものとする。
【0037】
一方、各モニタ回路16A,16B,16Cのモニタ出力は、それぞれモニタ出力回路17A,17B,17Cを介して、マイコン21に内蔵されるA/D変換回路25に入力される。
【0038】
マイコン21は、各ラインセンサ12A,12B,12C毎のモニタ信号をA/D変換回路25によりA/D変換を行い、このA/D変換値を参照してモニタ出力が所定の値になったら、積分終了信号ENDMを測距センサ11に入力して対応するラインセンサの積分動作を終了させる。
【0039】
なお、像信号出力回路15A,15B,15Cおよびモニタ出力回路17A,17B,17Aの出力は、スイッチ回路19に入力され、マイコン21から制御回路14への制御信号によって選択されて像信号/モニタ出力信号端子より出力され、マイコン21に内蔵されるA/D変換回路25に入力される。
【0040】
また、マイコン21からの積分終了信号ENDMおよび積分制御回路18の積分終了信号END1,END2,END3はスイッチ回路20に入力され、マイコン21から制御回路14への制御信号に応じて選択され、処理回路13A,13B,13Cおよび制御回路14に入力される。
【0041】
このように、測距センサ11の端子数を削減して、コスト、実装面積等の削減を計っている。
【0042】
以上のようなマイコン21による積分終了処理をソフト積分制御モードと呼ぶものとする。
【0043】
以上のように、本発明による測距装置では、積分制御モードを2種類有しており、状況の応じて使い分けることができるようにしている。
【0044】
図2の(a),(b)は、この測距センサ11を一眼レフレックスカメラのTTLパッシブ方式に適用した場合のカメラの構成および測距光学系を示す図である。
【0045】
図2の(a),(b)に示すように、被写体からの光束は、撮影レンズ71を通過し、メインミラー72に入射される。
【0046】
上記メインミラー72はハーフミラーになっており、入射光束の一部がファインダ光学系74に向けて反射される。
【0047】
一方、入射光束の残りは、メインミラー72を透過し、サブミラー73で反射された後、測距ユニット78に導かれる。
【0048】
ファインダ光学系74は、スクリーン75、ぺンタプリズム76、接眼レンズ77を通して撮影像が撮影者によって観察されるのを許容する。
【0049】
フィルム露光時には、メインミラー72とサブミラー73とは、図中の点線の位置に退避する。
【0050】
そして、撮影レンズ71を通過した被写体光束は不図示のシャッタの開口中にフィルム79あるいは撮像素子に露光される。
【0051】
次に、上記一眼レフレックスカメラにおいて、測距ユニット78内の測距光学系について説明する。
【0052】
被写体からの光束が撮影レンズ71の所定の領域71a,71bを通過して、被写体像が形成される予定焦点面に視野マスク51が配置されている。
【0053】
この視野マスク51には、測距領域を規制する開口51A,51B,51Cが形成されており、縦長の長方形の開口51A,51B,51Cが、水平方向に沿って一定の間隔で3個形成されている。
【0054】
なお、予定焦点面とは、いわゆる銀塩フィルムカメラの場合にはフィルム面と等価な面であり、電子スチルカメラの場合には撮像素子の受光面と等価な面である。
【0055】
視野マスク51の各開口51A,51B,51Cの後方には、コンデンサレンズ52が配置されている。
【0056】
各開口51A,51B,51Cを透過した被写体光束は、コンデンサレンズ52により集光された後、一対のセパレータレンズ53,54によって二分割される。
【0057】
この二分割された各像は、それぞれ、二次結像面に配置された各ラインセンサ12A,12B,12Cの異なる領域に投影される。
【0058】
ここで、二次結像面は、予定結像面の像が形成される面であって、撮影レンズ71による被写体の像は、この二次結像面に形成される。
【0059】
なお、測距ユニット78内のミラーは、コンデンサレンズ52と、一対のセパレータレンズ53,54との間に配置されるが、図2の(a)では省略されている。
【0060】
図3は、上記一眼レフレックスカメラの撮影画面100内の測距エリア112A,112B,112Cを示している。
【0061】
図4は、上記測距装置におけるマイコン21による測距動作を説明するためのフローチャートである。
【0062】
図8は、上記測距装置におけるマイコン21による測距動作を説明するためのタイムチャートである。
【0063】
まず、ステップS201において、マイコン21は制御回路14との通信によって、測距センサ11をハード積分制御モードに設定する。
【0064】
次に、ステップS202では、マイコン21は制御回路14に対して積分開始信号を入力し、各ラインセンサ12A,12B,12Cは積分動作を開始する(図8の(a)参照)。
【0065】
また、マイコン21は、上記積分動作の開始と同時に内部のカウンタをスタートさせ、時間計測を行う。
【0066】
ここで、カウンタは、各ラインセンサ12A,12B,12Cの積分時間を測定する他に、積分制御モードの切り換えを行うために利用する。
【0067】
次に、ステップS203では、ハード積分制御モードとして、ラインセンサ12A,12B,12Cの積分動作を、積分制御回路18によってモニタ出力が所定の判定値を越えることが検出されると終了させるように制御する(図8の(c),(d)参照)。
【0068】
次に、ステップS204では、全ラインセンサについて積分動作が終了したか否かを積分終了信号によって判別し、終了している場合にはステップS209に移行し、まだ積分終了していないラインセンサがある場合にはステップS203に戻る。
【0069】
次に、ステップS205では、積分開始から所定時間が経過したか否かをチェックし、所定時間内の場合には、ステップS203に戻って積分終了していないラインセンサについての繰り返しハード積分制御を行い、所定時間が経過している場合にはステップS206に進む。
【0070】
次に、ステップS206では、制御回路14が、マイコン21からの制御信号によってソフト積分制御モードに設定する。
【0071】
次に、ステップS207では、まだ積分動作を継続中のラインセンサのモニタ出力を入力する(図8の(b)参照)。
【0072】
次に、ステップS208では、所定の判別方法により積分終了時間と判断すると積分を終了させる(図8の(e)参照)。
【0073】
次に、ステップS209では、全ラインセンサについて積分動作が終了したか否かを判別し、積分動作が終了している場合にはステップS210に進み、まだ積分動作を終了していないラインセンサがある場合には、ステップS203に戻る。
【0074】
次に、ステップS210では、積分リミット時間内にモニタ回路の出力電圧が所定電圧に達しなかったか否かを判別し、積分リミット時間に達していない場合にはステップS207に戻ってソフト積分制御動作を行い、積分リミット時間に達していた場合にはステップS211に進む。
【0075】
次に、ステップS211では、積分リミット時間が経過すると、対応するラインセンサ12A,12B,12Cの積分を強制的に終了させる。
【0076】
次に、ステップS212では、測距センサ11内の制御回路14に対して制御信号を入力し、選択したラインセンサ12A,12B,12Cの各フォトダイオードの蓄積電荷を像信号としてA/D変換して読み出す。
【0077】
次に、ステップS213では、RAMに格納された各ラインセンサ12A,12B,12Cからの一対の像信号に基づいて、各ラインセンサ12A,12B,12C毎に一対の像間隔を求め、デフォーカス量を算出する。
【0078】
次に、ステップS214では、各ラインセンサ12A,12B,12C毎に求められたデフォーカス量について、所定のアルゴリズムを用いて処理を行い、例えば、最至近のデフォーカス量を選択する。
【0079】
次に、ソフト積分制御モードでの処理について説明する。
【0080】
前述したハード積分制御モードのときには、モニタ出力の比較判定値は、高輝度時の積分信号の変化速度や積分制御回路の動作遅れ等のディレイを考慮して、A/D変換器のダイナミックレンジの範囲内に像信号を確実に入れるため、図5の(a)に示すように、ほぼ50%のレベルに設定している。
【0081】
また、中、低輝度時の積分信号の変化が低速な場合には、同様な比較判定値を使用すると、低コントラストの被写体に対して、十分な像信号のコントラストがとれずに、検出精度が低下する問題がある(図8の(b)のモニタ出力B,C参照)。
【0082】
これに対して、ソフト積分制御モードでは、モニタ出力を入力して判断することによって積分動作終了させることができるので、ハード的な制約がなく自由度が高い制御が可能である。
【0083】
すなわち、ソフト積分制御モードのときには、判定値をより大きい値として、図5の(b)に示すように、ほぼ90%のレベルに設定してより像信号のコントラストを大きくするように制御を行う(図8の(b)のモニタ出力A参照)。
【0084】
このようにして、ソフト積分制御モードでは、低コントラストの被写体に対しても測距可能となる。
【0085】
以上のように、高輝度被写体に対して高速な積分制御が必要とされる場合、つまり積分開始初期には、積分制御回路18によるハード積分制御モードで制御を行う。
【0086】
そして、高速性が必要とされない中、低輝度被写体の積分制御は、比較的低速かつ低価格なマイコン21によるソフト積分制御モードで行い、高精度な測距を行うことができる。
【0087】
また、積分制御処理を分散して行うので各処理部を低コストで構成することができる。
【0088】
さらに、比較的短い積分時間のみ測距センサ11内のタイマーカウンタ26で計測し、それ以上長い積分時問はマイコン21により計測されるので、タイマーカウンタ26の回路規模の縮小化ができ、測距センサ11のチップサイズを縮小して低コストとすることができる。
【0089】
(第2の実施の形態)
次に、本発明の第2の実施の形態について説明するが、構成は、上述した第1の実施の形態と同様であるのでその説明を省略し、以下では、動作の異なる部分のみを説明する。
【0090】
この第2の実施の形態では、ソフト積分制御によるラインセンサ毎のモニタ出力より、ラインセンサ(測距エリア)間の輝度差を判別することができるようにしている。
【0091】
すなわち、ラインセンサ間の輝度差が大きい場合には、図6に示すような被写体が夜景を背景とする人物や逆光シーンである可能性が高いと推定することができる。
【0092】
このような場合には、低輝度部分が主要被写体であると推定することができるので、判定値を大きくしたり、積分時間を大きくして、より積分量を大きくするように制御を行う。
【0093】
図7は、第2の実施の形態による測距動作を説明するためのフローチャートである。
【0094】
図13は、第2の実施の形態による測距動作を説明するためのタイムチャートである。
【0095】
まず、ステップS301において、マイコン21は制御回路14との通信によって、測距センサ11をハード積分制御モードに設定する。
【0096】
次に、ステップS302では、マイコン21は制御回路14に対して積分開始信号を入力し、各ラインセンサ12A,12B,12Cは積分動作を開始する(図13の(a)参照)。
【0097】
また、マイコン21は積分動作の開始と同時に内部のタイマーカウンタ24をスタートさせ、時間計測を行う。
【0098】
ここで、タイマーカウンタ24は、ラインセンサの積分時間を測定する他に、積分制御モードの切り換えを行うために利用する。
【0099】
次に、ステップS303では、ハード積分制御モード終了として、ラインセンサ12A,12B,12Cの積分動作を、積分制御回路18によってモニタ出力が所定の判定値を越えることが検出されると終了させるように制御する(図13の(c),(d)参照)。
【0100】
次に、ステップS304では、全ラインセンサについて積分動作が終了したか否かを積分終了信号によって判別し、終了している場合にはステップS309に移行し、まだ積分終了していないラインセンサがある場合にはステップS303に戻る。
【0101】
次に、ステップS305では、積分開始から所定時間が経過したか否かをチェックし、所定時間内の場合には、ステップS203に戻って積分終了していないラインセンサについての繰り返しハード積分制御を行い、所定時間が経過している場合にはステップS306に進む。
【0102】
次に、ステップS306では、制御回路14が、マイコン21からの制御信号によってソフト積分制御モードに設定する。
【0103】
次に、ステップS307では、積分動作を継続中のラインセンサのモニタ出力を入力してチェックする。
【0104】
この場合、既に積分終了しているラインセンサのモニタ出力については、モニタ回路に積分終了時のモニタ値が保持されているので、そのモニタ値を読み出す(図13の(b)のモニタ出力A,B,C参照)。
【0105】
次に、ステップS308では、複数のラインセンサ間のモニタ値を比較することにより、モニタ出力差を算出する。
【0106】
ここでは、ラインセンサ毎の積分時間の違いを補正して、同一積分時間相当でのモニタ値を比較し、最大値(MAX)と最小値(MIN)との差を算出して所定値と比較する。
【0107】
例えば、モニタ出力Aとモニタ出力Bの比較は、VMAとVMB・TA /TBを比較する。
【0108】
ここで、積分時間TA のモニタ出力AがVMAであり、積分時間TB のモニタ出力BがVMB( 測定はTA )である。
【0109】
次に、ステップS309では、モニタ出力差として最大値(MAX)と最小値(MIN)との差が所定値以上の場合には、被写体が夜景を背景とする人物や逆光シーンであると判定する。
【0110】
そして、低輝度側の測距エリアのラインセンサ(ラインセンサ12A)に、主要被写体の像が形成されていると判断して、以下に示す積分量を増加させるような処理を行う。
【0111】
まず、ステップS310では、輝度差が大きい場合には、積分終了判定値を大きくする(判定値1→判定値2)と共に、積分リミット時間1をより長い積分リミット時間2に変更する。
【0112】
次に、ステップS311では、選択されたラインセンサのモニタ出力(A)を読み込む。
【0113】
次に、ステップS312では、このモニタ出力(A)を判定値2と比較し、モニタ出力(A)が判定値2を越える場合には、ステップS314に移行する。
【0114】
次に、ステップS313では、このモニタ出力(A)が判定値2を越えていない場合には、現在の積分時間と新たに設定されたより長い積分リミット時間2とを比較し、現在の積分時間が積分リミット時間2を越えた場合には、ステップS314に進む。
【0115】
次に、ステップS314では、ラインセンサの積分を終了する。
【0116】
次に、ステップS315では、測距センサ11内の制御回路14に対して制御信号を入力し、選択した各ラインセンサ12A,12B,12Cのフォトダイオードの蓄積電荷を像信号としてA/D変換して読み出す。
【0117】
次に、ステップS316では、RAMに格納された各ラインセンサ12A,12B,12Cからの一対の像信号に基づいて、各ラインセンサ12A,12B,12C毎に一対の像間隔を求め、デフォーカス量を算出する。
【0118】
次に、ステップS317では、ラインセンサ毎に求められたデフォーカス量について、所定のアルゴリズムを用いて処理を行い、例えば、最至近のデフォーカス量を選択してフォーカシングを行う。
【0119】
以上のように、被写体が夜景を背景とする人物や逆光シーンに対して主要被写体を確実に測距し、ピントをあわせることができる。
【0120】
(第3の実施の形態)
次に、本発明の測距装置を外光パッシブ方式に適用する場合の第3の実施の形態について説明する。
【0121】
図10は、この第3の実施の形態による測距装置を構成する測距センサ111とマイコン121を含むカメラのブロック図である。
【0122】
すなわち、図10に示すように、測距センサ111には9対のラインセンサ112A〜112Iが配置されている。
【0123】
これらの各ラインセンサ112A〜112Iには、それぞれ、処理回路部113A〜113Iが設けられ、モニタ出力を発生する。
【0124】
制御回路114はマイコン121からの制御信号によって、測距センサ111内の各部の動作を制御する。
【0125】
積分制御回路118は、ラインセンサ112A〜112Cおよび112G〜112Iのモニタ出力が入力され、これらのラインセンサに対してハード積分制御を行う。
【0126】
ラインセンサ112D〜112Fのモニタ出力は、モニタ出力回路115A〜115C、スイッチ回路119を介して、マイコン121内のA/D変換回路125に入力され、マイコン121によりソフト積分制御が行われる。
【0127】
積分制御回路118内には、メモリ131、タイマー132が内蔵され、ハード積分制御時の各ラインセンサの積分時間の測定と記録が実行される。
【0128】
マイコン121は、以下のように各ブロックを制御して、カメラ全体の動作を制御する。
【0129】
フォーカス部141は、上記測距結果に基づいて撮影レンズ63を光軸方向に駆動してピント合わせを行う。
【0130】
モード設定スイッチ142は、撮影者の操作により、撮影モード、AFモード等のカメラの動作モードが設定される。
【0131】
測光部145は、被写体輝度を測定してマイコン121に出力する。
【0132】
シャッター部143は、測光部145の出力する測光値とフィルム感度の条件に応じてシャッターを制御し露出を行う。
【0133】
フィルム給送部144は、フィルムのオートロード、撮影後の1コマ巻き上げ、巻き戻しの制御を行う。
【0134】
1RSW146、2RSW147は、それぞれ、カメラのレリーズボタンに連動するスイッチで、レリーズ1段目で1RSW146がオンして測光、測距動作を行い、レリーズ2段目で2RSW147がオンしてピント合わせ、露出、フィルム巻き上げが行われる。
【0135】
図11に示すように、測距センサ111内のラインセンサ112A〜112Iの前方に、測距光学系である一対の結像レンズ61,62が配置されている。
【0136】
各結像レンズ61,62に入射した被写体光束は、それぞれ結像レンズ61,62によってほぼラインセンサ112A〜112I上に結像される。
【0137】
このように撮影レンズ63とは、別の光路にて測距を行うのが、この第3の実施の形態で適用される外光パッシブ方式である。
【0138】
ラインセンサ112A〜112Iの各フォトダイオードが積分した電荷を像信号として、マイコン21は読み出し、その像信号に基づいて一対のラインセンサ上の像間隔を求め、さらに結像レンズ61,62の基線長と焦点距離に基づいて三角測量の原理によって被写体距離を求める。
【0139】
ラインセンサ毎に求められた被写体距離を所定のアルゴリズムにより処理して、例えば最至近を示す被写体距離を選択してカメラのフォーカスを行う。
【0140】
図12は、上記外光パッシブ方式の測距装置を搭載したコンパクトカメラの撮影画面100内の測距エリア122A〜122Iを示している。
【0141】
図15は、この第3の実施の形態が適用されるカメラ全体の動作を説明するためのフローチャートである。
【0142】
パワースイッチのオンまたは電池の挿入により、カメラ動作が開始される。
【0143】
まず、ステップS501では、1RSWI46のオンを判別し、オンの場合にはステップS502へ進み、オフの場合にはステップS503に進む。
【0144】
次に、ステップS502では、測光部145による測光動作を行う。
【0145】
次に、ステップS503では、モード設定スイッチ142等のスイッチ操作の有無をチェックする。
【0146】
次に、ステップS504では、モード設定スイッチ142等のいずれかのスイッチ操作がなされた場合には操作に応じた動作を行う。
【0147】
次に、ステップS505では、測距センサ111による測距動作を行う。
【0148】
次に、ステップS506では、2RSW147がオンされたか否かをチェックし、オンの場合にはステップS506に進み、オフの場合にはステップS510に移行して1RSW146のオン中は2RSW147のオンを待つ。
【0149】
次に、ステップS507では、フォーカス部141は、測距値に基づいて、撮影レンズ63を駆動してピント合わせを行う。
【0150】
次に、ステップS508では、測光値に基づいてシャッター部143を制御して露出を行う。
【0151】
次に、ステップS509では、フィルム給送部14により、フィルムを1コマ巻き上げが行われた後、ステップS501に戻り、繰り返し動作を行う。
【0152】
次に、測距センサ111の積分動作について説明する。
【0153】
図12に示したように、撮影画面の中心部における測距エリア122D〜122Fは、主要被写体の存在確率が高く、優先度が高いので、ソフト積分制御を対応させる。
【0154】
これに対し、図12に示したように、周辺部の測距エリア122A〜122C,122G〜1221は主要被写体の存在確率が低く、優先度が低いので、ハード積分制御で制御する。
【0155】
また、ハード積分制御を行うときのラインセンサの積分時間は、積分制御回路118内のタイマ−132によつて測定を行い、測距センサ11内のメモリ131に積分時間データを記憶させる。
【0156】
そして、マイコン121は、測距センサ111との通信により、ハード積分制御による積分時間をメモリ131より読み出す。
【0157】
この積分時間は、例えば、AF補助光を照射するか否かを判断するデータとして使用される。
【0158】
次に、図14に示すフローチャートを参照してカメラの撮影モードやAFモードによって積分制御モードを切り換える点について説明する。
【0159】
まず、ステップS401では、動体予測モード、コンティニュアスAFモード、連写モードであるか否かを判定し、そうである場合にはステップS402に進み、そうでない場合にはステップS403に進む。
【0160】
次に、ステップS402では、動体予測モード、コンティニュアスAFモード、連写モード等では、比較的高輝度の被写体を対象とし、かつ測距装置として高速な処理が要求される場合であるとして、測距エリア122D〜122F(ラインセンサ112D〜112F)についてもハード積分制御モードに切り換える。
【0161】
マイコン121からの指令により制御回路114は、スイッチ回路140のスイッチ群をオン、スイッチ回路119のスイッチ群をオフとして、積分制御回路118によるハード積分制御を行う。
【0162】
次に、ステップS403では、上記以外の通常の撮影モードの場合では、測距エリア122D〜122Fをソフト積分制御モードとする。
【0163】
次に、ステップS404では、上記ハード積分制御またはソフト積分制御による積分制御モードに応じた積分制御を行う。
【0164】
次に、ステップS405では、積分が終了すると、像信号を読み出す。
【0165】
次に、ステップS406では、測距演算を行って、リターンする。
【0166】
以上のように、第3の実施の形態による測距装置では、マイコン121と積分制御回路118とで多数のラインセンサの積分制御を分担するので、比較的低速の低価格なマイコンでも対応可能であり、なお、かつ重要な測距エリアの測距精度を確保することができる。
【0167】
なお、ラインセンサ112A〜112Cは1個のラインセンサを分割して使用してもよい。
【0168】
これは、ラインセンサ112D〜112F,112G〜112Iについても同様である。
【0169】
また、全測距エリア(ラインセンサ)について、ハード積分制御モードとソフト積分制御モードを切り換えられる構成の測距センサである場合には、以下のような制御を行うと効果的である。
【0170】
すなわち、撮影モードとして、夜景を背景として人物を撮影する目的の夜景ポートレートモードに設定された場合には、全測距エリアについてソフト積分制御モードを行う。
【0171】
この場合、被写体輝度は比較的低く、高速な積分制御を要求されないので、上記制御により主要被写体に正確にピントを合わせることができる。
【0172】
そして、本発明によるパッシブ方式の測距装置では、低コストであってあらゆる撮影シーンにおいて適正な像信号を得ることが可能となる。
【0173】
そして、上述したような実施の形態で示した本明細書には、以下に付記1乃至付記5として示すような発明が含まれている。
【0174】
(付記1) 複数の受光素子を備えた受光手段により被写体光を受光し、該受光手段からの積分出力に基づいてデフォーカス量または被写体までの距離を測定する測距装置において、
上記受光手段から発生される積分状況を示すモニタ出力を所定値と比較し、上記モニタ出力が上記所定値を越えたと判定すると、上記受光手段の積分動作を終了させる第1の積分制御手段と、
上記受光手段から発生される積分状況を示すモニタ出力を参照し、上記受光手段による積分動作が適正な積分レべルで行われているか否かを判断し、上記受光手段による積分動作が適正な積分レべルで行われていると判断すると、上記受光手段の積分動作を終了させる第2の積分制御手段と、
上記第1の積分制御手段と、上記第2の積分制御手段とを切り換えて有効とする制御手段と、
を有することを特徴とする測距装置。
【0175】
(付記2) 上記受光手段は、それぞれ毎に、複数の受光素子を備えた複数の受光手段でなり、
上記複数の受光手段のそれぞれ毎に、上記第1の積分制御手段と、上記第2の積分制御手段を選択することを可能としたことを特徴とする請求項1に記載の測距装置。
【0176】
(付記3) 上記受光手段に対して、上記第1の積分制御手段及び上記第2の積分制御手段とを、積分時間、動作モード、測距エリア位置に応じて切り換えることを特徴とする付記1又は2に記載の測距装置。
【0177】
(付記4) 上記第1の積分制御手段は、比較回路を有することを特徴とする付記1乃至3に記載の測距装置。
【0178】
(付記5) 上記第2の積分制御手段は、A/D変換回路を有することを特徴とする付記1乃至3に記載の測距装置。
【0179】
【発明の効果】
従って、以上説明したように、本発明によれば、電荷蓄積型センサを有し、低コストであってあらゆる撮影シーンにおいて適正な積分信号を得ることができるパッシブ方式の測距装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の第1の実施の形態として適用したパッシブ方式の測距装置の主要回路構成を示すブロック図である。
【図2】図2の(a),(b)は、図1の測距センサ11を一眼レフレックスカメラのTTLパッシブ方式に適用した場合のカメラの構成および測距光学系を示す図である。
【図3】図3は、図2の一眼レフレックスカメラの撮影画面100内の測距エリア112A,112B,112Cを示す図である。
【図4】図4は、図1の測距装置におけるマイコン21による測距動作を説明するためのフローチャートである。
【図5】図5の(a)はハード積分制御モードのときのモニタ出力の比較判定値のレベルを示し、図5の(a)はソフト積分制御モードのときのモニタ出力の比較判定値のレベルを示す図である。
【図6】図6は、本発明の第2の実施の形態において、ラインセンサ間の輝度差が大きい場合には、図6に示すような被写体が夜景を背景とする人物や逆光シーンである可能性が高いと推定することができることを示す図である。
【図7】図7は、第2の実施の形態による測距動作を説明するためのフローチャートである。
【図8】図8は、図1の測距装置におけるマイコン21による測距動作を説明するためのタイムチャートである。
【図9】図9は、図1の測距装置における積分制御回路18に判定電圧Vthと、モニタ出力A,B,Cとを比較する比較器41,42,43が内蔵されていることを例示する図である。
【図10】図10は、本発明の第3の実施の形態による測距装置を構成する測距センサ111とマイコン121を含むカメラのブロック図である。
【図11】図11は、図10の測距センサ111内のラインセンサ112A〜112Iの前方に、測距光学系である一対の結像レンズ61,62が配置されている状態を示す図である。
【図12】図12は、本発明の第3の実施の形態に適用される外光パッシブ方式の測距装置を搭載したコンパクトカメラの撮影画面100内の測距エリア122A〜122Iを示す図である。
【図13】図13は、第2の実施の形態による測距動作を説明するためのタイムチャートである。
【図14】図14は、第3の実施の形態が適用されるカメラの撮影モードやAFモードによって積分制御モードを切り換える点について説明するためのフローチャートである。
【図15】図15は、第3の実施の形態が適用されるカメラ全体の動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
11,111…測距センサ、
12A,12B,12C,112A〜112I…ラインセンサ、
13A,13B,13C,113A〜113I…処理回路部、
21,121…マイクロコンピュータ(マイコン)、
22…ROM、
14,114…制御回路、
15A,15B,15C,115A,115B,115C…出力回路、
25,125…A/D変換回路、
23…RAM、
18,118…積分制御回路、
119…スイッチ回路、
16A,16B,16C…モニタ回路、
44…判定電圧発生回路、
41,42,43…比較器、
26…タイマーカウンタ、
28…発振回路、
27…メモリ、
71…撮影レンズ、
72…メインミラー、
74…ファインダ光学系、
73…サブミラー、
78…測距ユニット、
75…スクリーン、
76…ぺンタプリズム、
77…接眼レンズ、
79…フィルム、
71a,71b…撮影レンズ71の所定の領域、
51…視野マスク、
51A,51B,51C…開口
52…コンデンサレンズ、
53,54…一対のセパレータレンズ、
100…撮影画面、
測距エリア…112A,112B,112C、
131…メモリ、
132…タイマー、
141…フォーカス部、
63…撮影レンズ、
142…モード設定スイッチ、
145…測光部、
143…シャッター部、
144…フィルム給送部、
146…1RSW、
147…2RSW。
Claims (3)
- 複数の受光素子を備えた受光手段を、被写界画面内の複数の測距エリアに対応して複数有し、該複数の受光手段により被写体光を受光し、該複数の受光手段からの積分出力に基づいてデフォーカス量または被写体までの距離を測定する測距装置において、
上記受光手段から発生される積分状況を示すモニタ出力を所定値と比較し、上記モニタ出力が上記所定値を越えたと判定すると、上記受光手段の積分動作を終了させる第1の積分制御手段と、
上記受光手段から発生される積分状況を示すモニタ出力を参照し、上記受光手段による積分動作が適正な積分レベルで行われているか否かを判断し、上記受光手段による積分動作が適正な積分レベルで行われていると判断すると、上記受光手段の積分動作を終了させる第2の積分制御手段と、
上記複数の受光手段のうち、上記被写界画面内の中央に位置する測距エリア及びその近傍の測距エリアに対応する受光手段に対して、上記第1の積分制御手段と、上記第2の積分制御手段とを選択的に切り換えて適用する制御手段と、
所要時間の短縮を優先した測距動作を行う高速動作モードに設定するモード設定手段と、
を有し、
上記制御手段は、
上記モード設定手段により上記高速動作モードに設定されていない場合には、上記被写界画面内の中央に位置する測距エリア及びその近傍の測距エリアに対応する受光手段に対して上記第2の積分制御手段を適用し、
上記モード設定手段により上記高速動作モードに設定されている場合には、上記被写界画面内の中央に位置する測距エリア及びその近傍の測距エリアに対応する受光手段に対して上記第1の積分制御手段を適用する
ことを特徴とする測距装置。 - 上記被写界画面内の中央に位置する測距エリア及びその近傍の測距エリア、を除いた測距エリアに対応する受光手段に対しては、上記第1の積分制御手段を適用する
ことを特徴とする請求項1に記載の測距装置。 - 上記モード設定手段により設定される上記高速動作モードは、動体予測モード、コンティニュアスAFモード、及び連写モードのうち何れか一つのモードである
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の測距装置。
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