JPH04351075A - 電子スチルカメラの測距装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子スチルカメラの測距
装置に関し、更に詳しくは測距光を投光する投光式の電
子スチルカメラの測距装置の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子スチルカメラでは撮像レンズで結像
された被写体像は固体撮像素子例えばＣＣＤで電気信号
に変換され、ビデオフロッピー等に記録される。このよ
うな電子スチルカメラはオートフォーカス装置を内蔵し
ており、ピントの合った撮像を行うことができる。オー
トフォーカス装置には被写体に測距光を投光して反射光
を受光素子で受け、三角測量の原理に基づいてレンズの
セット位置を決める投光式三角測距方式のものの他、コ
ントラスト方式や位相差方式のように撮像レンズを通過
する自然光を利用してピント合わせを行う合焦検出方式
がある。

【０００３】この投光式三角測距方式は被写体までの距
離を知ることができ、ピント合わせを早く行なえるとと
もに低コントラストの被写体に対しても、低輝度の被写
体に対してもピント合わせが行なえるという利点があり
、オートフォーカス装置の主流をしめている。ところで
、この投光型三角測距方式は、前記受光素子が撮像レン
ズとは異なるレンズを介して、反射光を受光しているた
め、近距離の被写体に対するピント合わせは視差による
誤差が生じるという欠点があった。このような欠点を解
決するために、前記受光素子に撮像用ＣＣＤを用い、近
距離の被写体に対しても、精度の高いピント合わせを行
なえるようにした電子スチルカメラが、例えば本出願人
よる特願平２−２３８００１号により提案されている。 この電子スチルカメラでは、被写体で反射された測距光
が前記撮像用ＣＣＤのどの位置に入射したかによって撮
像レンズのピント位置を決めるようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記撮像用
ＣＣＤには被写体から反射されてきた測距光だけでなく
背景その他からの光も入射するのが普通である。したが
って、撮像用ＣＣＤに測距光の他に、背景等から高輝度
光が入射しているような場合には、それが偽信号となっ
て測距光の入射位置を正しく弁別することができなくな
るおそれがある。また、被写体距離が遠い場合や、被写
体の反射率が低い場合には、撮像用ＣＣＤに入射する測
距光の強度は弱くなる。このため、例えばＣＣＤから出
力される映像信号を増幅したとしても、測距光以外の光
による不要信号も共に増幅されることから、測距光の入
射位置を精度よく検出することは困難である。本発明は
上記従来技術の欠点を解決するためになされたもので、
外界の輝度分布に影響を受けることなく、また主要被写
体の反射率や被写体距離に左右されることなく、安定し
た精度で測距を行うことができるようにした投光式の電
子スチルカメラの測距装置を提供することを目的とする
。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の電子スチルカメラの測距装置では、測距開
始信号が発生した後に、前記固体撮像素子を同じ時間幅
で連続して２回電荷蓄積駆動させる駆動制御部と、一方
の電荷蓄積駆動に対応して投光部を駆動させる投光制御
部と、測距光が投光されたときの映像信号から投光され
ていないときの映像信号を引いて、測距光の電荷成分か
らなる検出用信号を分離する検出回路と、前記検出用信
号から被写体距離を演算し、測距信号を出力する演算部
とを設けたものである。請求項２の発明では、前記検出
回路が分離する検出用信号のレベルが一定値に達しない
場合には、電荷蓄積駆動時間を延長し、前記検出用信号
を再分離をはかっている。

【０００６】さらに別の発明では、上記構成において、
測距光の投光の前後の映像信号を比較し、検出用信号を
分離できない場合には、前記電荷蓄積駆動時間を複数回
延長して、測距を繰り返し、一定時間より前記電荷蓄積
駆動時間を延長しても前記検出用信号を分離できない場
合には、前記演算部に被写体距離を無限遠と判定させる
ものである。

【０００７】

【実施例】図４は本発明の測距装置を内蔵した電子スチ
ルカメラを示すものであり、カメラ本体２には撮像用の
レンズ３，近赤外光を投光する投光窓４，ストロボ発光
部５，レリーズボタン６，液晶パネル７が設けられてい
る。また、カメラ本体２の手前側側面には装填口８が形
成されており、この装填口８には図中矢線方向から、ビ
デオ信号を記録するメモリカートリッジ９が装填される
。

【０００８】前記投光窓４には図２に示すように投光レ
ンズ１５，規制板１６，近赤外光を発する発光ダイオー
ド１７が設けられている。発光ダイオード１７からの近
赤外光は規制板１６でスポット状に整形された後、投光
レンズ１５で投光される。この投光レンズ１５の光軸１
５ａは、スポット光がレンズ３の３メートル前方の被写
体１８ａに対して投光されたときには、固体撮像素子例
えばＣＣＤ１９の中央の点Ａ（基準点）に入射するよう
に傾けられている。このため、このスポット光が被写体
１８ａとは異なる被写体例えば２メートル前方の被写体
１８ｂに投光されたときには、前記点Ａとは異なる点Ｂ
に入射する。なお、図２において、光軸３ａと発光ダイ
オード１７との基線距離をＨ，被写体１８ｂとレンズ３
との距離（被写体距離）をＬ，基準点Ａと点Ｂとの距離
をΔ，レンズ３の焦点距離をｆとすると、これらの間に
はＬ＝３・Ｈ・ｆ／（Ｈ・ｆ−３Δ）の式が成り立つ。

【０００９】図３は電子スチルカメラの電気的構成を示
すものであり、前記レンズ３の背後には、ハーフミラー
２０が４５度の角度を保って設けられている。レンズ３
を通過した被写体１８からの光は、ハーフミラー２０で
二分され、半分は透過して背後の前記ＣＣＤ１９に結像
される。このＣＣＤ１９は被写体像を電気信号に変換し
て、これを出力する。ＣＣＤ１９の前面には、撮影時に
光軸３ａ上に挿入され、レンズ３を通過する赤外光をカ
ットするフイルタ２２が出入り自在に設けられており、
光軸３ａ上から退避したときには、反射タイプの位置セ
ンサ２２ａで確認される。また、前記ハーフミラー２０
で反射された光は、ペンタプリズム２３の下面に設けら
れたピントグラス２４に結像される。このピントグラス
２４に結像された光学像は、ファインダ接眼レンズ２５
を介して、観察される。

【００１０】前記ＣＣＤ１９にはアンプ３０を介して映
像信号処理回路３１が接続されており、アンプ３０で増
幅された電気信号は映像信号処理回路３１で映像信号に
変換される。ＣＣＤ１９の受光位置は被写体で反射され
たスポット光により、周囲より多くの電荷が蓄積される
ため、前記映像信号には図１の１ライン分の映像データ
に示されるように高い電荷域が棒状に突出する。前記映
像信号処理回路３１には映像信号をデジタル化するＡ／
Ｄコンバータ３２を介して、セレクタ３４及び映像信号
を前記メモリカートリッジ９に書き込む記録部３３がそ
れぞれ接続されている。前記セレクタ３４にはメモリ３
５，検出回路３６及び詳しくは後述するマイコン３７が
接続されており、マイコン３７で制御されるセレクタ３
４はスポット光の投光直前の映像信号をメモリ３５に、
またスポット光の投光時の映像信号を検出回路３６にそ
れぞれ送る。メモリ３５は映像信号を格納するとともに
、マイコン３７からの信号で格納した映像信号を前記検
出回路３６に送る。なお、この実施例ではメモリ３５を
用い、映像信号を記憶させたが、メモリ３５を使用せず
遅延回路を用いてもよい。また、前記メモリ３５には映
像信号を全て記憶させたが、ＣＣＤ１９に受光エリアを
設定して、この受光エリアに対応する映像データを記憶
させるようにしてもよい。

【００１１】前記検出回路３６ではセレクタ３４から送
られた映像信号から、メモリ３５から送られた映像信号
を引き算して、測距光の電荷成分からなる検出用信号を
出力する。検出回路３６には演算部３８が接続されてお
り、この演算部３８は前記検出用信号に基づきスポット
光の受光位置が基準点Ａより上にあるか、下にあるかを
判定するとともに、距離Δを算出する。そして、上述し
たＬ＝３・Ｈ・ｆ／（Ｈ・ｆ−３Δ）の式より被写体距
離Ｌを演算し、これを被写体距離データとしてマイコン
３７に送る。

【００１２】前記マイコン３７には、前記Ａ／Ｄコンバ
ータ３２，レリーズボタン６の接触あるいは押圧操作に
より、測距開始信号，フォーカスロックを行う半押し信
号，レリーズ信号をそれぞれ出力する信号発生器６ａ，
ドライバ４０を介してＣＣＤ１９の駆動を制御する駆動
制御部４１，ドライバ４２を介して発光ダイオード１７
の発光を制御する投光制御部４３，フイルタ２２の出入
りを行うモータ４４を駆動するドライバ４５，レンズ３
を移動するモータ４６をドライバ４７を介して駆動する
レンズ駆動制御部４８及び前記位置センサ２２ａがそれ
ぞれ接続されている。

【００１３】前記マイコン３７は映像信号期間Ｔ０　に
測距開始信号が入力されると、これを映像信号期間Ｔ１
　に駆動制御部４１と映像信号期間Ｔ２　に投光制御部
４３に送る。駆動制御部４１は図１に示すように、映像
信号期間Ｔ１　，Ｔ２　の読出し信号から時間幅Ｓ２　
の間、不要電荷排出信号をＣＣＤ１９に送る。この不要
電荷排出信号が出力されている間は、光電変換される電
荷を蓄積部から転送路を使用ぜずにドレインに捨てる縦
抜きを行う。 このため、ＣＣＤ１９の映像信号期間Ｔ１　，Ｔ２　の
電荷蓄積時間Ｓ３　は不要電荷排出信号の立ち下がりか
ら読出し信号の直前までとなる。これらの電荷は、垂直
同期信号の立ち上がりに転送部に転送され、前記駆動制
御部４１から垂直同期信号の立ち下がりに送られる読出
し信号で、次の映像信号期間Ｔ２　，Ｔ３　に前記アン
プ３０に電気信号として送られる。また、投光制御部４
３は映像信号期間Ｔ２　のＣＣＤ１９の電荷蓄積に対応
して、発光ダイオード１７を発光させる。

【００１４】マイコン３７は、演算部３８から被写体距
離データＬが送られると、これに対応した測距信号をレ
ンズ駆動制御部４８に送り、レンズ駆動制御部４８を介
してレンズ３を合焦位置に高速移動する。この状態で信
号発生器６ａからレリーズ信号が送られると、マイコン
３７は駆動制御部４１を介して、被写体輝度に対応した
適正露光時間、蓄積部に撮像用の電荷を蓄積させて、Ｃ
ＣＤ１９から電気信号を出力させる。この後、マイコン
３７は撮像完了信号をレンズ駆動制御部４８は送り、レ
ンズ３を初期位置の無限遠に移動する。また、マイコン
３７には前記位置センサ２２ａが接続されており、電源
投入時にフイルタ２２の退避を確認する。フイルタ２２
が退避していない場合には、マイコン３７はドライバ４
５を介してモータ４４を駆動し、フイルタ２２を退避位
置に移動する。

【００１５】以上のように構成された電子スチルカメラ
の測距装置の作用について説明する。映像信号期間Ｔ０
　に指等がレリーズボタン６に触れると、内蔵したタッ
チセンサ（図示省略）が働き、信号発生器６ａから前記
測距開始信号がマイコン３７に送られる。マイコン３７
は測距開始信号を駆動制御部４１と投光制御部４３に出
力する。駆動制御部４１は映像信号期間Ｔ１　，Ｔ２　
の読出し信号から時間幅Ｓ２　の間、不要電荷排出信号
を出力して、ＣＣＤ１９にＳ３　時間電荷を蓄積し、こ
れらを映像信号期間Ｔ２　，Ｔ３　に電気信号Ｗ１　，
Ｗ２　としてそれぞれ出力する。また、投光制御部４３
は映像信号期間Ｔ２　にＣＣＤ１９の電荷蓄積に対応し
て、発光ダイオード１７を発光させる。投光レンズ１５
より投光されたスポット光は、被写体１８ｂで反射され
、無限遠にあるレンズ３でＣＣＤ１９の点Ｂを囲む破線
で示すように結像される。このため、前記電気信号Ｗ２
　はスポット光の電荷成分を含んだものとなる。

【００１６】電気信号Ｗ１　，Ｗ２　は映像信号処理回
路３１，Ａ／Ｄコンバータ３２をへて、それぞれデジタ
ル化れさた映像信号Ｖ１　，Ｖ２　に変換される。映像
信号Ｖ１　はセレクタ３４を介してメモリ３５に送られ
て格納される。このメモリ３５に格納された映像信号Ｖ
１　は、セレクタ３４から映像信号Ｖ２　が送られると
きに、検出回路３６に送られる。

【００１７】検出回路３６では映像信号Ｖ２　から映像
信号Ｖ１　を引き算し、スポット光の電荷成分からなる
検出用信号を取り出す。ところで、スポット光を反射率
が著しく異なる被写体に投光すると、例えば図５に示す
ように１ライン分の映像データに高い電荷域が２つ現れ
ることがあるが、検出回路３６は映像信号Ｖ２　から映
像信号Ｖ１　を引き算して、検出用信号を取り出してい
るので、このような被写体に対しても受光位置である点
Ｂの位置を確実に検出することができる。

【００１８】演算部３８は検出回路３６から距離データ
を送られると、距離Δに対応した被写体距離Ｌを算出し
、被写体距離データをマイコン３７に送る。マイコン３
７は測距信号をレンズ駆動制御部４８に送り、モータ４
６を高速回転し、レンズ３を合焦位置に移動する。なお
、前記半押し信号が信号発生器６ａから出力されている
間は、フォーカスロックが行われ、合焦位置にあるレン
ズ３は移動されることはない。

【００１９】この後、マイコン３７はドライバ４５を介
してモータ４４を駆動し、フイルタ２２を光軸上に挿入
すると、撮像準備が完了する。そして、レリーズボタン
６が押圧され、信号発生器６ａからレリーズ信号が出力
されると、マイコン３７は発光ダイオード１７を発光さ
せずに、駆動制御部４１を介して、直後の映像信号期間
に周知の高速掃き出しを行い、高速掃き出し後の映像信
号期間に撮像用の電荷を蓄積する。この撮像用の電荷は
電気信号としてアンプ３０を介して、映像信号処理回路
３１に送られ、映像信号に変換される。この映像信号は
Ａ／Ｄコンバータ３２でデジタル化された後、記録部３
３によりメモリカートリッジ９に書き込まれる。撮像が
完了すると、マイコン３７はモータ４４を駆動して、フ
イルタ２２を退避位置に移動させるとともに、レンズ駆
動制御部４８に撮影完了信号を出力する。レンズ駆動制
御部４８はモータ４６を回転して、レンズ３を初期位置
に移動する。なお、この実施例ではバッテリーの消耗を
防止するために、発光ダイオード１７の発光をＣＣＤ１
９の電荷蓄積時間に対応させたが、この発光は映像信号
期間中行ってもよい。

【００２０】上記実施例ではレンズ３を無限遠に設定し
てここから繰り出したが、レンズ３の設定位置は被写体
距離３メートルの被写体が反射するスポット光が基準点
Ａに結像する位置でもよい。この場合には被写体距離が
３メートルよりも長いときには、レンズ３を無限遠側に
移動させ、また被写体距離が３メートル未満のときには
、レンズ３を至近距離側に移動させる。このようにする
と、レンズ３の移動距離を少なくでき、ピント調節に要
する時間を短縮することができる。また、この実施例で
は投光光軸１５ａを傾けたが、光軸３ａに平行に投光し
ても本発明の効果を得ることができる。

【００２１】図６は別の測距装置を内蔵した電子スチル
カメラのタイミングチャートを示すものであり、検出し
た検出用信号が一定レベルに達しないときには測距装置
に再測距を行わせている。この実施例では映像信号期間
Ｔ３　に検出された検出用信号の電位レベルが一定値に
達しない場合には、映像信号期間Ｔ４　に時間幅Ｓ４　
（Ｓ４　＜Ｓ２　）の不要電荷排出信号を出力し、ＣＣ
Ｄ１９に電荷をＳ５　時間（Ｓ５＞Ｓ３　）蓄積する。 同様に映像信号期間Ｔ５　にＣＣＤ１９に電荷をＳ５　
時間蓄積するとともに、電荷蓄積に連動して、発光ダイ
オード１７を発光させる。このようにしてＣＣＤ１９の
電荷蓄積時間及び発光ダイオード１７の発光時間を延長
すると、スポット光の受光位置の電荷レベルを周囲より
高くすることができる。このため、映像信号期間Ｔ６　
に示される検出用信号のレベルを映像信号期間Ｔ３　に
示されるレベルより大きくすることができ、その検出精
度を高めることができる。

【００２２】また、更に別の発明の測距装置では、上述
したＣＣＤ１９の電荷蓄積時間及び発光ダイオード１７
の発光時間を再々延長して測距を行い、延長時間が一定
時間に達した場合においても、検出用信号のレベルが一
定値に達しない場合には、被写体距離Ｌを無限遠と判定
している。

【００２３】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
電子スチルカメラの測距装置では、被写体に測距光を投
光し、投光後に固体撮像素子で変換された映像信号から
投光前に固体撮像素子で変換された映像信号を引いて、
測距光の電荷成分からなる検出用信号を分離しているの
で、外界の輝度分布に左右されることなく正確な受光位
置を特定することができる。また、別の発明では検出用
信号の検出レベルが一定値に達しない場合には、電荷蓄
積時間及び投光時間を延長して、再度測距を行うように
したから、精度の高い測距を行うことができる。さらに
また別の発明では、前記検出用信号のレベルが一定値に
達しない場合には、電荷蓄積駆動時間及び投光時間を複
数回延長して、測距を繰り返し、一定時間より前記電荷
蓄積駆動時間を延長しても前記検出用信号を分離できな
い場合には、前記演算部に被写体距離を無限遠と判定さ
せているので、無駄な測距を繰り返し行うことはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の測距装置のタイムチャートを示す図で
ある。

【図２】本発明の測距装置で行う三角測距の説明図であ
る。

【図３】本発明の測距装置を内蔵した電子スチルカメラ
の電気的構成を示す図である。

【図４】本発明の測距装置を内蔵した電子スチルカメラ
の斜視図である。

【図５】図５に示す電子スチルカメラで、反射率の著し
く異なる被写体を撮像したときの測距時のタイムチャー
トである。

【図６】再測距を行う電子スチルカメラのタイムチャー
トを示す図である。

【符号の説明】

２　　カメラ本体 ３　　レンズ １７　　発光ダイオード １８，１８ａ，１８ｂ　　被写体 １９　　ＣＣＤ ３４　　セレクタ ３５　　メモリ ３６　　検出回路 ３７　　マイコン ３８　　演算部 ４１　　駆動制御部 ４３　　投光制御部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】撮像レンズで結像された光学像に対応して
   電荷を蓄積し、映像信号として出力する固体撮像素子と
   、この固体撮像素子を測距開始信号が発生した後に、同
   じ時間幅で連続して２回電荷蓄積駆動する駆動制御部と
   、一方の電荷蓄積駆動に同期して、被写体に向けて測距
   光を投光する投光部を駆動する投光制御部と、測距光が
   投光されたときに前記固体撮像素子で変換された映像信
   号から投光されていないときに前記固体撮像素子で変換
   された映像信号を引いて、前記測距光の受光領域に蓄積
   される電荷成分からなる検出用信号を分離する検出回路
   と、前記検出用信号に基づいて被写体距離に対応した測
   距データを演算する演算部とからなることを特徴とする
   電子スチルカメラの測距装置。
2. 【請求項２】撮像レンズで結像された光学像に対応して
   電荷を蓄積し、映像信号として出力する固体撮像素子と
   、この固体撮像素子を測距開始信号が発生した後に、同
   じ時間幅で連続して２回電荷蓄積駆動する駆動制御部と
   、一方の電荷蓄積駆動に同期して、被写体に向けて測距
   光を投光する投光部を駆動する投光制御部と、測距光が
   投光されたときに前記固体撮像素子で変換された映像信
   号から投光されていないときに前記固体撮像素子で変換
   された映像信号を引いて、前記測距光の受光領域に蓄積
   される電荷成分からなる検出用信号を分離する検出回路
   と、前記検出用信号に基づいて被写体距離に対応した測
   距データを演算する演算部とを備え、前記検出用信号の
   レベルが一定値に達しない場合には、前記電荷蓄積駆動
   時間を延長し、前記検出用信号を再分離することを特徴
   とする電子スチルカメラの測距装置。
3. 【請求項３】撮像レンズで結像された光学像に対応して
   電荷を蓄積し、映像信号として出力する固体撮像素子と
   、この固体撮像素子を測距開始信号が発生した後に、同
   じ時間幅で連続して２回電荷蓄積駆動する駆動制御部と
   、一方の電荷蓄積駆動に同期して、被写体に向けて測距
   光を投光する投光部を駆動する投光制御部と、測距光が
   投光されたときに前記固体撮像素子で変換された映像信
   号から投光されていないときに固体撮像素子で変換され
   た映像信号を引いて、前記測距光の受光領域に蓄積され
   る電荷成分からなる検出用信号を分離する検出回路と、
   前記検出用信号に基づいて被写体距離に対応した測距デ
   ータを演算する演算部とを備え、前記検出用信号のレベ
   ルが一定値に達しない場合には、前記電荷蓄積駆動時間
   を複数回延長して、測距を繰り返し、一定時間より前記
   電荷蓄積駆動時間を延長しても前記検出用信号を分離で
   きない場合には、前記演算部に被写体距離を無限遠と判
   定させることを特徴とする電子スチルカメラの測距装置
   。