JPH04351076A - 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測距光を投光する
ことなく自然光を利用して、ピント合わせを行う合焦検
出方式がある。

【０００３】この投光型三角測距方式は被写体までの距
離を知ることができ、ピント合わせを速く行なえるとと
もに低コントラストの被写体に対しても、また低輝度の
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本出願人より
提案されている。この電子スチルカメラは特願平２−２
３８００１号の明細書に記載されているように、測距時
に測距光をスポット状にして被写体に向けて投光し、そ
の反射光を撮像用ＣＣＤに受光させて、その受光位置の
中心から被写体距離を求め、この被写体距離に基づいて
撮像レンズを合焦位置に高速移動している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記反射光はＣＣＤに
ある広さをもって受光され、被写体の反射率が一様な場
合には、図６に二点鎖線で示すように測距光の成分電荷
がＣＣＤに蓄積される。このように蓄積される成分電荷
の重心位置は前記受光位置の中心と一致するので、測距
装置では重心位置を求めることで、前記受光位置の中心
を簡単に特定することができる。ところで、測距光が反
射率の異なる境界に投光された場合には、図６の実線で
示すように成分電荷がＣＣＤに蓄積されるから、重心位
置と受光位置の中心とはズレが生じる。このズレが基線
長の方向に生じると、前記測距装置では正しい被写体距
離を求められないという問題が生じる。本発明は、反射
率が著しく異なる被写体に対して正確な測距を行なえる
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、被写体に向けて照明光を発光する
発光部と、前記照明光が投光された被写体を撮像した直
後に、ＣＣＤの電荷蓄積時間に対応して、測距光を被写
体に向けて投光する投光部を駆動する投光制御部と、照
明光の発光時に前記ＣＣＤで変換された電気信号に基づ
いて、測距エリアの反射率を測定する測定回路と、測距
光の投光時に前記ＣＣＤで変換された電気信号に基づい
て、測距光の電荷成分に対応する信号を検出するととも
に、前記反射率に基づいて前記信号を補正した検出用信
号を出力する検出回路と、前記検出用信号から被写体距
離を演算する演算部とを設けたものである。

【０００６】請求項２の発明では、上記構成の前記検出
回路が検出する受光位置の電荷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、前記電荷蓄積駆動時間を予め定められ
た時間より延長しても前記電荷レベルが一定値に達しな
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、この電子スチルカメラ２の
前面には撮像用のレンズ３，測距光として近赤外光を投
光する投光窓４及びこの投光窓４に近接するストロボ発
光部５等が設けられている。また電子スチルカメラ２の
上面にはレリーズボタン６，液晶パネル８が設けられて
いる。また、電子スチルカメラ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、映像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点Ｂに入射する。なお、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，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、ファインダ光学系２１に送られ、図
示しないファインダ接眼レンズを介して、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。被写体で反射されたスポット光の受光領域
には、周囲より多くの電荷が蓄積されるため、前記映像
信号は図１の１ライン分の映像データに示されるように
、受光領域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が接続さ
れている。

【００１１】前記セレクタ３４には反射率測定回路３５
，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３４
は、ストロボ発光時の映像信号を反射率測定回路３５に
、測距光の投光時の映像信号を検出回路３６にそれぞれ
送る。この反射率測定回路３５は映像信号から被写体の
反射率を測定し、反射率データをマイコン３７に送る。 検出回路３６はセレクタ３４から送られた映像信号から
、前記反射率データに基づいて補正されたスポット光の
電荷成分からなる検出用信号を生成する。

【００１２】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は前記検出用信号の棒状の高い電
荷域の重心を求め、前記点Ｂの位置を決定し、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。

【００１３】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の押圧操作により半押し信
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，ストロボ放電管４９をドライバ
５０を介して駆動する発光制御部５１及び前記位置セン
サ２２ａがそれぞれ接続されている。

【００１４】前記マイコン３７は映像信号期間Ｔ０　に
前記半押し信号が入力されると、これを映像信号期間Ｔ
１　に駆動制御部４１及び発光制御部５１に、また映像
信号期間Ｔ２　に投光制御部４３にそれぞれ送る。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は出
力されている間に、光電変換される電荷を蓄積部から転
送路を介さ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、読出し信号
によって転送部に転送され、前記駆動制御部４１から送
られる水平読出し信号で、次の映像信号期間Ｔ２　，Ｔ
３　に前記アンプ３０に電気信号として送られる。発光
制御部５１は映像信号期間Ｔ１　にＣＣＤ１９の電荷蓄
積時間に対応して、ストロボ放電管４９を発光させる。 また投光制御部４３は映像信号期間Ｔ２　にＣＣＤ１９
の電荷蓄積時間に対応して、発光ダイオード１７を発光
させる。

【００１５】マイコン３７は、演算部３８から被写体距
離データが送られると、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３
７は駆動制御部４１を介して、適正露光時間、蓄積部に
撮像用の電荷を蓄積させて、ＣＣＤ１９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は電源投入時にフイ
ルタ２２の退避を確認し、これが退避していない場合に
は、ドライバ４５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。

【００１６】以上のように構成された電子スチルカメラ
の作用について説明する。映像信号期間Ｔ０　に半押し
信号が発生すると、マイコン３７はこれを駆動制御部４
１，投光制御部４３及び発光制御部５１とに送る。映像
信号期間Ｔ１　には発光制御部５１はドライバ５０を介
してストロボ放電管４９を発光させる。被写体１８ｂで
反射されたストロボ光及び被写体からの光は、無限遠に
あるレンズ３を介して、映像信号期間Ｔ１　時の電荷蓄
積駆動中のＣＣＤ１９に結像される。映像信号期間Ｔ１
　にＳ３　時間蓄積された電荷は、ＣＣＤ１９から映像
信号期間Ｔ２　に電気信号（以下、電気信号Ｗ２　とい
う）として出力される。

【００１７】映像信号期間Ｔ２　には投光制御部４３が
ドライバ４２を介して発光ダイオード１７をＳ３　時間
発光させる。被写体１８ｂで反射されたスポット光は、
無限遠にあるレンズ３を介して電荷蓄積駆動中のＣＣＤ
１９の点Ｂに入射される。ＣＣＤ１９には駆動制御部４
１から時間幅Ｓ２　の不要電荷排出信号が出力されるた
め、その電荷蓄積時間は発光ダイオード１７の発光時間
と同じ、Ｓ３　時間となる。映像信号期間Ｔ２　に蓄積
された電荷は、ＣＣＤ１９から映像信号期間Ｔ３　に電
気信号（以下、電気信号Ｗ３　という）として出力され
る。このため、スポット光の受光領域の電荷成分は周囲
の電荷成分に対して一定の割合を保つことができる。

【００１８】電気信号Ｗ２　，Ｗ３　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
ル化された映像信号Ｖ２　，Ｖ３　に変換される。この
映像信号Ｖ２　はセレクタ３４を介して反射率測定回路
３５に送られ、被写体の反射率が測定される。この反射
率は反射率データとしてマイコン３７を介して検出回路
３６に送られる。この検出回路３６はセレクタ３４から
映像信号Ｖ３　が送られると、反射率データに基づいて
、被写体の反射率が一様であるかのように補正して、図
１に示すような受光領域の成分電荷からなる検出用信号
を生成し、これを出力する。このため、補正後の成分電
荷の重心は受光領域の中心と一致するようになる。

【００１９】演算部３８では検出用信号から受光領域の
中心を決定し、距離Δから被写体距離データを作成し、
これをマイコン３７に送る。マイコン３７は被写体距離
データに対応した測距信号をレンズ駆動制御部４８に送
り、モータ４６を高速回転して、レンズ３を無限遠から
合焦位置まで高速で繰り出す。この後、レンズ駆動制御
部４８はマイコン３７にフォーカス完了信号を出力する
。

【００２０】このようにしてレンズ３が合焦位置に移動
されると、マイコン３７はモータ４４を駆動してフイル
タ２２を光軸上に挿入し、撮像準備が整えられる。この
後、レリーズボタン６が押圧され、レリーズ信号がマイ
コン３７に入力されると、直後の映像信号期間に駆動制
御部４１は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に送られる。この電気信号は映像信号処理回路３
１，Ａ／Ｄコンバータ３２をへて、デジタル化された映
像信号に変換される。この映像信号は記録部３３でメモ
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。

【００２１】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。

【００２２】図５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Ｖ３
　から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、駆動制御部４１は映像信号期間Ｔ４　
，Ｔ５　に時間幅Ｓ４　（Ｓ４　＜Ｓ２　）の不要電荷
排出信号を出力し、ＣＣＤ１９に電荷をＳ５　時間（Ｓ
５　＞Ｓ３　）蓄積させる。また、投光制御部４３は映
像信号期間Ｔ５　にＣＣＤ１９の電荷蓄積時間に対応し
て、発光ダイオード１７を発光させている。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、スポット光の受光領域の電位
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。なお、この実施例で
は映像信号期間Ｔ４　にストロボ放電管４９を発光させ
て、被写体の反射率を再度測定したが、前回に測定した
反射率を用いる場合にはこの発光を省略してもよい。

【００２３】このようにして、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。このよう
にすると、無駄な測距を繰り返すのを防止することがで
きる。

【００２４】

【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、測距開始信号が発生
した後、被写体に向けて照明光を発光する発光部と、前
記照明光が投光された被写体を撮像した直後に、ＣＣＤ
の電荷蓄積時間に対応して、測距光を被写体に向けて投
光する投光部を駆動する投光制御部と、照明光の発光時
に前記ＣＣＤで読みだされた電気信号に基づいて、被写
体の反射率を測定する測定回路と、測距光の投光時に前
記ＣＣＤで読みだされた電気信号に基づいて、測距光の
電荷成分に対応する信号を検出するとともに、前記反射
率に基づいて前記信号を補正した検出用信号を出力する
検出回路と、前記検出用信号から被写体距離を演算する
演算部とを設けたから、投光領域の被写体の反射率が異
なっていても受光領域の中心を測距光の電荷成分の重心
から求めることができるので、正しい被写体距離を演算
することができる。また、請求項２の測距装置では、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
繰り返すとともに、前記電荷蓄積駆動時間を予め定めた
時間より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
るから、無駄な測距を繰り返すことなく、測距精度を高
めることができる。

【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】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。

【図６】測距光の成分電荷がＣＣＤに蓄積される状態を
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　　反射率測定回路 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 ４９　　ストロボ放電管 ５１　　発光制御部

Claims (2)

【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、電気信号として出力する固体撮像素子と
   、測距開始信号が発生した後、被写体に向けて照明光を
   発光する発光部と、前記照明光が投光された被写体を撮
   像した直後に、前記固体撮像素子の電荷蓄積時間に対応
   して、測距光を被写体に向けて投光する投光部を駆動す
   る投光制御部と、照明光の発光時に前記固体撮像素子で
   変換された電気信号に基づいて、測距エリアの反射率を
   測定する測定回路と、測距光の投光時に前記固体撮像素
   子で変換された電気信号に基づいて、測距光の電荷成分
   に対応する信号を検出するとともに、前記反射率に基づ
   いて前記信号を補正した検出用信号を出力する検出回路
   と、前記検出用信号から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、電気信号として出力する固体撮像素子と
   、測距開始信号が発生した後、被写体に向けて照明光を
   発光する発光部と、前記照明光が投光された被写体を撮
   像した直後に、前記固体撮像素子の電荷蓄積時間に対応
   して、測距光を被写体に向けて投光する投光部を駆動す
   る投光制御部と、照明光の発光時に前記固体撮像素子で
   変換された電気信号に基づいて、測距エリアの反射率を
   測定する測定回路と、測距光の投光時に前記固体撮像素
   子で変換された電気信号に基づいて、測距光の電荷成分
   に対応する信号を検出するとともに、前記反射率に基づ
   いて前記信号を補正した検出用信号を出力する検出回路
   と、前記検出用信号から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、前記電荷蓄積駆動時
   間を予め定められた時間より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。