JPH10160410A

JPH10160410A - 測距装置

Info

Publication number: JPH10160410A
Application number: JP8316356A
Authority: JP
Inventors: Kenji Nakamura; 研史中村
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1996-11-27
Filing date: 1996-11-27
Publication date: 1998-06-19
Also published as: US5940634A

Abstract

(57)【要約】【課題】被写体がＡＦ制御可能な最近接距離よりも近
接していることを正確に検出する。【解決手段】ＡＦセンサ９で得られた基準画像及び参
照画像の画素データはメモリ１２２に記憶される。相関
値演算部１２４で参照画像を１画素単位でシフトしつつ
各シフト位置で参照画像と基準画像との一致度を示す相
関値が演算される。極小値演算部１２５では相関値列の
極小値が検出され、波形解析部１２６ではＡＦ制御可能
領域を越える測距可能な近接シフト領域での相関値列の
波形が解析される。そして、極小値の位置が近接シフト
領域にあるとき、又は近接シフト領域で相関値列が単調
減少のときは近接警告が行なわれる。極小値の位置が近
接シフト領域を越える測距不能領域にある場合も波形解
析部１２６でこれを検出し、正確に近接警告が行なえる
ようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被写体からの反射
光を受光して得られる被写体像を用いて被写体までの距
離に関する情報を検出する、いわゆる外光型パッシブ方
式の測距装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】コンパクトカメラ等のレンズ一体型カメ
ラにおいては、ファインダー光学系に隣接して、一対の
ラインセンサとこれらのラインセンサにファインダー内
に設けられた測距フレーム内に含まれる被写体像を結像
させる測距用対物レンズとからなる外光型パッシブ方式
の測距装置が設けられている。

【０００３】上記測距装置の測距原理は、基本的に三角
測距法によるもので、一方のラインセンサで取り込まれ
た画像に対する他方のラインセンサで取り込まれた画像
の相対的な位置のずれ量を検出し、このずれ量を用いて
被写体距離を算出するものである。

【０００４】図１０は、従来の外光型パッシブ方式の測
距装置の測距原理を示す図である。測距装置２０内には
被写体像を電気信号に光電変換して取り込む一対のＣＣ
Ｄラインセンサ２１，２２からなるＡＦセンサこのＣＣ
Ｄラインセンサ２１，２２に被写体像を結像するレンズ
２３，２４とが設けられている。ＣＣＤラインセンサ２
２の撮像領域の画素数ＭはＣＣＤラインセンサ２１の撮
像領域の画素数Ｎより所定数ｒだけ多く設定されてい
る。

【０００５】ＣＣＤラインセンサ２１及びＣＣＤライン
センサ２２は同一ライン上に所定の間隔Ｘ０を設けて配
置されている。

【０００６】ＣＣＤラインセンサ２２で取り込まれた画
素数Ｍの画像ＧＲからＣＣＤラインセンサ２１で取り込
まれた画像ＧＬ（以下、第１画像ＧＬという。）を構成
する画素数Ｎと同一の画素数を有する一部画像を比較用
の第２画像として抽出するとすると、同図に示すよう
に、（ｒ＋１）個の第２画像ＧＲ(i)（ｉ＝０，１，…
ｒ）が得られる。なお、各第２画像ＧＲ(i)は、画像Ｇ
Ｒの左端を基準位置とすると、この基準位置から画素数
ｉだけ右側にシフトして画素数Ｎの一部画像を抽出した
ものである。

【０００７】そして、第１画像ＧＬと（ｒ＋１）個の第
２画像ＧＲ(i)とを比較して両画像が一致する第２画像
ＧＲ(i)を算出し、この第２画像ＧＲ(i)の第１画像ＧＬ
に対するずれ量Ｘｄを算出することにより被写体距離が
算出される。すなわち、測距装置２０は、被写体が∞位
置にある場合、第１画像ＧＬと第２画像ＧＲ(0)とが一
致するように調整されており、被写体が∞位置から近接
するのに応じて第１画像ＧＬに一致する第２画像ＧＲ
(i)が右側にシフトするようになっている。従って、ｋ
番目の第２画像ＧＲ(k)が第１画像ＧＬに一致した場
合、第２画像ＧＲ(k)の画像ＧＲにおける基準位置から
の距離をＸｉとすると、第１画像ＧＬと第２画像ＧＲ
(k)とのずれ量Ｘｄは（Ｘ０＋Ｘｉ）で算出される。そ
して、∞位置に相当する被写体距離Ｄ０は予め設定され
ているので、この被写体距離Ｄ０、第１画像ＧＬと第２
画像ＧＲ(0)間の距離Ｘ０及び第１画像ＧＬと第２画像
ＧＲ(k)とのずれ量Ｘｄを用いて被写体距離Ｄｋが算出
される。

【０００８】第１画像ＧＬに一致する第２画像ＧＲ(k)
は、各第２画像ＧＲ(i)の第１画像ＧＬに対する一致度
を示す相関値Ｓ(i)を算出することにより行なわれる。
すなわち、この相関値Ｓ(i)は、図１１に示すように、
第１画像ＧＬを構成する画素データｇ１(j)とこの画素
データに対応する位置（番号ｊの位置）の第２画像ＧＲ
(k)を構成する画素データｇ２(j+k)とのレベル差の絶対
値の総和Σ|ｇ２(j+k)−ｇ１(j)｜で定義され、第２画
像ＧＲ(k)の位置を第１画像ＧＬの基準位置からシフト
位置で表すとすると、図１２に示すように、シフト位置
ｉに対する相関値Ｓ(i)の相関値列の波形の極小値Ｓｍ
を有する第２画像ＧＲ(k)が第１画像ＧＬに一致する第
２画像として算出される。

【０００９】なお、測距装置２０はカメラのＡＦ制御可
能な被写体距離範囲（以下、ＡＦ制御可能範囲とい
う。）の最近接距離よりも近接した範囲まで測距可能に
なされており、図１２において、シフト領域ｗ１は被写
体距離の検出可能な領域を示し、近接シフト領域ｗ２
は、上記ＡＦ制御可能範囲よりも近接した被写体距離
（図１０の近接範囲Ｗ）に相当する領域を示している。

【００１０】上記外光型パッシブ方式の測距装置を備え
た従来のカメラにおいては、図１１において、相関値列
の波形の極小値Ｓｍが近接シフト領域ｗ２で検出された
ときは、ＡＦ制御ができないので、例えばＡＦ制御にお
ける合焦状態を表示するＬＥＤ表示を点滅させて被写体
がＡＦ制御可能範囲より近接していることを示す警告
（以下、近接警告という。）を行なうようにしている。
また、相関値列の波形の極小値Ｓｍが検出されないとき
は、被写体距離が検出できないので、レリーズ禁止、測
距不能の警告表示等の所定の測距不能処理が行なわれる
ようになっている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の近接
警告は、被写体がＡＦ制御可能範囲より近接しているこ
とを撮影者に報知し、被写体距離を適切にすることによ
りＡＦ制御可能になることを示すものであるから、相関
値列の極小値Ｓｍが近接シフト領域ｗ２及びこの領域ｗ
２よりも外側に生じる場合はできる限り近接警告するこ
とが望ましい。

【００１２】しかし、上記従来の測距装置は、シフト領
域ｗ１内で相関値列の極小値Ｓｍが検出できないとき
は、一律に測距不能処理を行なうようにしているため、
相関値列の極小値Ｓｍが近接シフト領域ｗ２の外側に生
じる場合は近接警告されず、測距不能処理が行なわれる
こととなっている。

【００１３】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、相関値列の極小値が測距不能領域に生じる場合
にも確実にこれを検出して近接警告を行なうことのでき
る測距装置を提供するものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の画素を
ライン状に配列し、被写体像をそれぞれ光電変換して取
り込む一対の撮像手段と、上記撮像手段により取り込ま
れた一対の被写体像をシフトすることによりシフト位置
毎に一致度を示す相関値を演算する相関値演算手段と、
上記相関値演算手段で算出されたシフト位置に対する相
関値列の波形の極小値の検出を行なう極小値検出手段
と、上記相関値列の波形の極小値が検出されないとき、
焦点調節可能な被写体の距離範囲よりも近接した測距可
能な距離範囲に対応する近接シフト領域において上記相
関値列の波形が単調減少しているか否かを判別する判別
手段と、上記近接シフト領域において上記相関値列の波
形の極小値が検出されたとき若しくは相関値列の波形が
単調減少しているとき、被写体が焦点調節可能な被写体
の距離範囲よりも近接していることを警告する警告手段
とを備えたものである（請求項１）。

【００１５】上記構成によれば、被写体の線状画像が第
１の撮像手段と第２の撮像手段とでそれぞれ取り込まれ
る。第１の撮像手段で取り込まれた第１の被写体像と第
２の撮像手段で取り込まれた第２の被写体像とが相対的
にシフトされて、各シフト位置毎に両被写体像の一致度
を示す相関値が算出される。この後、シフト位置に対す
る相関値列の波形の極小値の検出が行なわれ、極小値が
検出されないときは、更に近接シフト領域において、相
関値列の波形が単調減少しているか否かが判別される。
そして、近接シフト領域において相関値列の波形の極小
値が検出されたとき若しくは相関値列の波形が単調減少
しているとき、被写体が焦点調節可能な被写体の距離範
囲よりも近接していることが警告される。

【００１６】また、本発明は、上記測距装置において、
上記判別手段は、最大シフト位置の１つ前のシフト位置
を含む少なくとも３個の連続した相関値列を用いて上記
近接シフト領域における相関値列の波形を判別するもの
である（請求項２）。

【００１７】上記構成によれば、最大シフト位置の１つ
前のシフト位置を含む少なくとも３個の連続した相関値
列、すなわち、全シフト数をｎとし、ｉ番目のシフト位
置における相関値をＳ(i)とすると、少なくとも相関値
Ｓ(n-3)，Ｓ(n-2)，Ｓ(n-1)を用いて単調減少している
（すなわち、Ｓ(n-3)＞Ｓ(n-2)かつＳ(n-2)＞Ｓ(n-1)で
ある）か否かが判別され、単調減少しているときは、被
写体が焦点調節可能な被写体の距離範囲よりも近接して
いることが警告される。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る測距装置を
備えたカメラの正面図である。カメラ１は、カメラ本体
２の正面略中央にズームレンズからなる撮影レンズ３を
有し、その斜め左上部に測光部４が設けられている。撮
影レンズ３のレンズ系内には複数枚のシャッタ羽根を組
み合わせてなるレンズシャッタが設けられている。ま
た、撮影レンズ３の上部に測距部５が設けられ、その右
側にファインダー対物窓６が設けられ、更にファインダ
ー対物窓６の下部に測距用の補助光発光窓７が設けられ
ている。

【００１９】測光部４は、ＳＰＣ等から成る受光素子を
備え、被写体からの光を受光して被写体の輝度データを
算出するものである。

【００２０】測距部５は、図２に示すように、ファイン
ダーの視野枠８の略中央に感度領域８１を有するＡＦセ
ンサ９を備え、上記感度領域８１に含まれる被写体から
の反射光を受光して得られる画像情報を用いてカメラ１
から被写体までの距離（以下、被写体距離という。）Ｄ
（ｍ）を検出するものである。なお、ファインダー内に
は視野枠８の中央に測距エリアを示すＡＦフレーム８２
が表示されている。撮影者は、焦点を合わせたい被写体
がＡＦフレーム８２内に含まれるようにフレーミングを
行ない、シャッタボタンを半押しすることによりその被
写体に対して焦点調節を行なうことができる。

【００２１】測距部５は、図３に示すように、主として
一対のラインイメージセンサ９１，９２からなるＡＦセ
ンサ９とこれらのラインイメージセンサ９１，９２の前
方位置にそれぞれ配置された一対の微小レンズアレイ１
０１，１０２からなるレンズ系１１とからなる。ライン
イメージセンサ９１，９２は、同一ライン上に所定の間
隔を設けて配置されている。ラインイメージセンサ９
１，９２は、例えば多数の電荷結合素子（以下、画素と
いう。）を線状に配列して成るＣＣＤラインセンサから
成り、測距部５は、各ラインイメージセンサ９１，９２
で被写体像の一部を撮像し、両撮像画像を構成するデー
タ（各画素から出力されるデータ。以下、画素データと
いう。）を用いて被写体距離Ｄを検出する。

【００２２】被写体距離Ｄは、ラインイメージセンサ９
１，９２の内、ファインダー光学系１２の光軸Ｌに近い
側のラインイメージセンサ９１を第１撮像部、光軸Ｌに
遠い側のラインイメージセンサ９２を第２撮像部とし、
第１撮像部で得られる線状画像と第２撮像部で得られる
線状画像との相対的な位置のずれ量から算出される。

【００２３】補助光発光窓７は、低輝度時に被写体に向
けて被写体距離を測定するための補助光を発光する窓
で、その内部に近赤外ＬＥＤ等から成る発光素子とこの
発光素子からの発光を集光して被写体に投光するレンズ
とが配置されている。

【００２４】図４は、本発明に係る測距装置の制御系を
示すブロック図である。同図において、制御部１２は、
ＡＦ（自動焦点調節）、ＡＥ（自動露出調節）及びレリ
ーズ等のカメラ１の一連の撮影動作を集中制御するマイ
クロコンピュータからなり、測距制御も行うものであ
る。

【００２５】制御部１２は、Ａ／Ｄ変換器１２１、メモ
リ１２２、タイミングジェネレータ１２３、相関値演算
部１２４、極小値検出部１２５、波形解析部１２６及び
被写体距離演算部１２７を有している。

【００２６】Ａ／Ｄ変換器１２１はＡＦセンサ９から読
み出された画素信号をデジタルの信号（以下、画素デー
タという。）に変換するものである。メモリ１２２はＡ
／Ｄ変換器１２１から入力される画素データ及び相関値
演算部１２４で演算された演算結果を記憶するメモリで
ある。メモリ１２２は、第１データエリア１２２ａ、第
２データエリア１２２ｂ及び測距データエリア１２２ｃ
を有し、第１データエリア１２２ａにはラインイメージ
センサ９１で受光された線状画像を構成する画素データ
が記憶され、第２データエリア１２２ｂにはラインイメ
ージセンサ９２で受光された線状画像を構成する画素デ
ータが記憶される。また、測距データエリア１２２ｃに
は相関値演算部１２４で演算された演算結果が記憶され
る。

【００２７】タイミングジェネレータ１２３はＡＦセン
サ９による被写体像の取込みを制御するためのタイミン
グ信号を生成するものである。タイミングジェネレータ
１２３は撮像動作を制御する制御信号（電荷蓄積時間を
制御する制御信号）を生成し、この制御信号をＡＦセン
サ９に出力するとともに、ＡＦセンサ９から画素データ
を読み出すための読出クロックを生成し、この読出クロ
ックをＡＦセンサ９、Ａ／Ｄ変換器１２１及びメモリ１
２２に出力する。

【００２８】相関値演算部１２４は第１撮像部で得られ
た線状画像（以下、基準画像という。）と第２撮像部で
得られた線状画像から画素位置をライン方向にシフトし
て抽出される基準画像と同一画素数の複数の一部線状画
像（以下、参照画像という。）との一致度を示す相関値
を演算するものである。すなわち、図５に示すように、
第１撮像部で得られた基準画像ＧＬに画素データｇ１
(0)〜ｇ１(n-1)が含まれ、第２撮像部で得られた線状画
像ＧＲに画素データｇ１(0)〜ｇ１(n+r-1)が含まれてい
るとすると、基準画像ＧＬは画素データｇ１(0)〜ｇ１
(n-1)で構成されている。また、線状画像ＧＲの左端位
置を基準位置とし、この基準位置から画素数ｉだけ右方
向にシフトして得られる基準画像と同一画素数ｎの参照
画像をＧＲ(i)（ｉ＝０，１，…ｒ）とすると、参照画
像ＧＲ(i)は画素データｇ２(i)〜ｇ２(i+n)で構成され
ている。

【００２９】なお、画素データｇ１(k）は基準画像ＧＬ
の各画素位置に左端位置から右方向に０，１，２，…の
番号を付与した場合の番号ｋの画素位置の画素データを
示している。同様に画素データｇ２(k）は線状画像ＧＲ
の各画素位置に左端位置から右方向に０，１，２，…の
番号を付与した場合の番号ｋの画素位置の画素データを
示している。

【００３０】なお、本実施の形態では、参照画像ＧＲ
(i)を１画素ピッチずつシフトさせて抽出しているが、
２画素ピッチ乃至数画素ピッチずつシフトさせて参照画
像ＧＲ(i)を抽出するようにしてもよい。

【００３１】基準画像ＧＬと参照画像ＧＲ(i)間の相関
値Ｓ(i)は、基準画像ＧＬを構成する画素データｇ１(j)
とこの画素データに対応する位置（番号（ｊ＋ｉ）の位
置）の参照画像ＧＲ(i)を構成する画素データｇ２(j+i)
とのレベル差の絶対値の総和Σ|ｇ２(j+i)−ｇ１(j)｜
（ｊ＝０，１，…ｎ−１）で定義され、相関値Ｓ(i)は
シフト位置ｉにおける相関値を示している。そして、相
関値演算部１２４では全てのシフト位置における基準画
像ＧＬと参照画像ＧＲ(i)間の相関値Ｓ(i)が演算され、
この演算結果はメモリ１２２に記憶される。

【００３２】極小値検出部１２５は相関値演算部１２４
で算出された各シフト位置ｉに対する相関値Ｓ(i)から
なる相関値列波形の極小値Ｓｍを検出するとともに、こ
の極小値Ｓｍを有するシフト位置を検出するものであ
る。

【００３３】すなわち、相関値演算部１２４では、図６
に示すようなシフト数ｉに対する相関値Ｓ(i)のデータ
が得られる。なお、図６において、横軸のＡＦ制御可能
領域（Ａ）はカメラ１のＡＦ制御可能な被写体距離範囲
（ａ）（以下、ＡＦ制御範囲（ａ）という。）に対応す
るシフト数ｉの範囲であり、近接シフト領域（Ｂ）はＡ
Ｆ制御範囲（ａ）よりも近接した測距可能な被写体距離
範囲（ｂ）（以下、近接範囲（ｂ）という。）に対応す
るシフト数ｉの範囲であり、測距不能領域（Ｃ）は最大
シフト数ｒを越えているため、測距できない領域であ
る。

【００３４】被写体Ｑが接近するのに応じて基準画像Ｇ
Ｌに一致する参照画像ＧＲ(i)のシフト位置ｉは大きく
なるから、近接シフト領域（Ｂ）は所定のシフト数ｑか
ら最大シフト数ｒの範囲となり、シフト数ｑはＡＦ制御
可能なシフト領域の最大シフト数となる。また、測距不
能領域（Ｃ）は、近接シフト領域（Ｂ）の外側となるか
ら、近接範囲（ｂ）よりも近接した被写体距離範囲
（ｃ）（以下、測距不能範囲（ｃ）という。）に対応し
ている。

【００３５】極小値検出部１２５は、例えば隣接する２
個の相関値Ｓ(i)，Ｓ(i+1)の変化量の符号を判別し、Ｓ
(i-1)−Ｓ(i)＜０かつＳ(i)−Ｓ(i+1)＞０であれば、シ
フト数ｉを相関値列の波形の極小値Ｓｍのシフト位置と
して検出する。図６の例ではＳ(r-1)−Ｓ(r-2)＜０かつ
Ｓ(r)−Ｓ(r-1)＞であるから、相関値Ｓ(r-1)が極小値
Ｓｍとして検出され、シフト数（ｒ−１）が極小値Ｓｍ
のシフト位置として検出される。

【００３６】波形解析部１２６は近接シフト領域（Ｂ）
における相関値列の波形を解析し、被写体が近接範囲
（ｂ）及び測距不能範囲（ｃ）に位置しているか否かを
判別するものである。相関値列の波形の極小値Ｓｍが検
出されると、その極小値Ｓｍに対するシフト位置ｉ若し
くはその近傍位置（ｉ＋Δｉ）（但し、Δｉ＜画素ピッ
チＰｘ，図６のＳｍ′位置参照）に基準画像ＧＬと一致
する参照画像ＧＲ(i)又はＧＲ(i+Δi)が存在するから、
極小値Ｓｍが近接シフト領域（Ｂ）で検出される場合
は、この検出結果により被写体が近接範囲（ｂ）に存在
することが判別される。しかし、図７に示すように、極
小値Ｓｍが近接シフト領域（Ｂ）では検出されず、測距
不能領域（Ｃ）で検出されると推定される場合は、極小
値Ｓｍを検出する方法では被写体が近接範囲（ｂ）又は
測距不能範囲（ｃ）に存在していることを検出すること
はできない。

【００３７】波形解析部１２６は近接シフト領域（Ｂ）
における相関値列の波形を解析し、その波形が単調減少
していることを検出することにより被写体が近接範囲
（ｂ）又は測距不能範囲（ｃ）に存在していることを検
出する。すなわち、波形解析部１２６は、極小値検出部
１２５による隣接する２個の相関値Ｓ(i)，Ｓ(i+1)の変
化量の符号の判別結果に基づき、近接シフト領域（Ｂ）
における少なくとも相関値Ｓ(r-2)，Ｓ(r-1)，Ｓ(r)間
の変化がＳ(r-2)−Ｓ(r-1)＜０かつＳ(r-1)−Ｓ(r)＜０
であれば、相関値列の波形が単調減少していると判断し
てこれを検出する。

【００３８】なお、通常、相関値演算の精度を高めるた
めに補間演算が行なわれる。相関値演算では、第１撮像
部の基準画像ＧＬに対して第２撮像部の参照画像ＧＲ
(i)を１画素ピッチずつシフトしつつ両画像の一致度を
示す相関値Ｓ(0)〜Ｓ(r)を演算しているので、相関値列
の波形の極小値Ｓｍ′が画素ピッチ間に生じた場合、そ
の極小値Ｓｍ′から算出される基準画像ＧＬと参照画像
ＧＲ(i+Δi)とのずれ量Ｘｉ′と極小値Ｓｍから算出さ
れる基準画像ＧＬと参照画像ＧＲ(i)とのずれ量Ｘｉと
に誤差を生じることになる。補間演算は、極小値Ｓｍを
有するシフト位置を含む少なくとも４個の連続する相関
値Ｓ(i)，Ｓ(i+1)，Ｓ(i-1)，Ｓ(i-2)を用いて正確な極
小値Ｓｍ′に対するシフト位置（ｉ＋Δｉ）を補間する
ものである。

【００３９】補間演算を行なわれる場合、極小値Ｓｍが
最大シフト数ｒの近傍で生じると、相関値Ｓ(r-2)，Ｓ
(r-1)，Ｓ(r)間の変化では相関値列の波形の単調減少を
検出できなくなるとともに、補間演算が行なえないため
に極小値Ｓｍが生じるシフト数も算出できない場合が生
じる。

【００４０】すなわち、例えば図６に示すように、極小
値Ｓｍ′がシフト数（ｒ−１）と最大シフト数ｒとの間
で生じるような場合、相関値Ｓ(r-2)，Ｓ(r-1)，Ｓ(r)
間の変化を判別すると、Ｓ(r-2)−Ｓ(r-1)＜０かつＳ(r
-1)−Ｓ(r)＞０となるので、相関値列の波形が単調減少
しているとは判断されない。一方、補間演算を行なう場
合、求める極小値Ｓｍ′の前後に少なくとも２個の相関
値を必要とし、図６の例では、相関値Ｓ(r-2)，Ｓ(r-
1)，Ｓ(r)，Ｓ(r+1)が必要であるが、シフト数（ｒ＋
１）に対する相関値Ｓ(r+1)は存在しないので、補間演
算により極小値Ｓｍ′を算出することもできない。

【００４１】このような問題を回避するためには、補間
演算を行って高精度に被写体距離を算出する場合は、相
関値Ｓ(r)を除き、近接シフト領域（Ｂ）における少な
くとも相関値Ｓ(r-3)，Ｓ(r-2)，Ｓ(r-1)間の変化によ
り相関値列の波形の単調減少を検出するようにするとよ
い。すなわち、Ｓ(r-3)−Ｓ(r-3)＜０かつＳ(r-2)−Ｓ
(r-1)＜０であれば、相関値列の波形が単調減少してい
ると判断してこれを検出するようにするとよい。

【００４２】被写体距離演算部１２７は極小値検出部１
２５の検出結果と波形解析部１２６の解析結果とを用い
て被写体距離に関する情報を演算するものである。被写
体距離演算部１２７はＡＦ制御可能領域（Ａ）で極小値
Ｓｍが検出されたときは、この極小値Ｓｍとこの極小値
Ｓｍに隣接する複数の相関値とを用いて補間演算を行な
い、この補間演算により算出された極小値Ｓｍ′に対す
るシフト位置に基づき被写体距離Ｄを算出する。この被
写体距離Ｄの情報はＡＦ制御のためにＡＦ制御回路１４
に出力される。

【００４３】また、被写体距離演算部１２７は近接シフ
ト領域（Ｂ）で極小値Ｓｍが検出されたとき、若しくは
近接シフト領域（Ｂ）における相関値列の波形が単調減
少していると判断されたときは、この情報を、例えばフ
ァインダー内の表示部１３に出力し、被写体が近接範囲
（ｂ）若しくは測距不能範囲（ｃ）に位置していること
の警告表示（以下、この警告を近接警告という。）を行
なう。この警告表示は、例えばＡＦ制御における合焦状
態を示すＬＥＤ表示を点滅させたり、警告表示専用のＬ
ＥＤを点灯して行なわれる。なお、ブザーによる警告音
で近接警告を行なうようにしてもよい。また、極小値Ｓ
ｍが検出されず、近接シフト領域（Ｂ）における相関値
列の波形の単調減少が検出されないときは、測距不能の
情報として出力され、この情報に基づきレリーズの禁止
処理やファインダー内の表示部１３における警告表示等
が行なわれる。

【００４４】次に、本発明に係るカメラの測距装置の測
距動作について、図８のフローチャートを用いて説明す
る。

【００４５】まず、測光部４により被写体輝度が検出さ
れる（＃２）。続いて、ラインイメージセンサ９１，９
２の積分動作（受光動作）が開始される（＃４）。な
お、ラインイメージセンサ９１，９２の積分時間Ｔの最
大値は、撮影準備として許容される測距処理時間から予
め設定されており、実際のラインイメージセンサ９１，
９２の積分時間Ｔは、入射光量に応じて変化し、積分時
間の最大値以内に受光量が所定値（測距処理に必要な信
号レベル）に達すると、その時点で積分動作は終了する
ようになっている。

【００４６】続いて、所定の積分時間Ｔが経過した後
（＃６でＹＥＳ）、ラインイメージセンサ９１，９２の
各画素データの読出しが行われる（＃８）。読み出され
た画素データは、差分変換、重心変換等のフィルタリン
グ処理が行われた後（＃１０）、図９に示す「相関値演
算」のサブルーチンに従って相関演算が行われる（＃１
２）。なお、差分変換とは、読み出された画素データ
を、例えば数画素分離れた画素データ間の差分のデータ
に変換するものである。すなわち、ｋ番目の画素データ
をｇ(ｋ)（ｋ＝１，２，…ｎ）、離散画素数をｓとする
と、フィルタリング処理により画素データｇ(ｋ)は、差
分データΔｇ(ｋ)＝ｇ(ｋ)−ｇ(ｋ+ｓ)に変換される。
また、重心変換は、差分データΔｇ(ｋ)の位置を変換す
るものである。すなわち、差分データΔｇ(ｋ)の位置
を、例えば（ｋ＋ｓ）／２の画素位置を代表するデータ
とする。このフィルタリング処理は、ラインイメージセ
ンサ９１，９２間の感度差に基づく検出誤差を低減する
ための処理である。

【００４７】「相関値演算」のサブルーチンに移行する
と、まず、シフト数をカウントするカウンタＫの値が
「０」に設定される（＃３０）。続いて、画素位置の番
号をカウントするカウンタｊの値が「０」に設定され
（＃３２）、＃３４〜＃４０のループ処理によりシフト
数Ｋ＝０における基準画像ＧＬと参照画像ＧＲ(0)との
相関値Ｓ(0)が下記演算式で演算される。

【００４８】

【数１】

【００４９】なお、上記（２）式は、画素位置ｊにおけ
る基準画像ＧＬを構成する画素データｇ１(j)とシフト
位置Ｋにおける参照画像ＧＲ(K)を構成する画素データ
ｇ２(j+K)とのレベル差ΔＤ(j)の演算式であり、上記
（１）式は、全画素位置ｊのレベル差ΔＤ(j)の総和の
演算式である。

【００５０】シフト数Ｋ＝０における基準画像ＧＬと参
照画像ＧＲ(0)との相関値Ｓ(0)の演算が終了すると（＃
４０でＹＥＳ）、カウント値Ｋが１だけインクリメント
され（＃４２）、このカウント値Ｋが最大シフト数ｒを
越えたか否かが判別される（＃４４）。そして、Ｋ≦ｒ
であれば（＃４４でＮＯ）、＃３２に戻り、上記と同様
の演算を行なってシフト数Ｋ＝１における基準画像ＧＬ
と参照画像ＧＲ(1)との相関値Ｓ(1)の演算が行なわれ
る。

【００５１】以下、同様の方法でシフト数Ｋ＝２，３，
…ｒにおける基準画像ＧＬと参照画像ＧＲ(K)との相関
値Ｓ(2)，Ｓ(3)，…Ｓ(r)の演算が行なわれ（＃３２〜
＃４４のループ）、シフト数Ｋ＝ｒにおける基準画像Ｇ
Ｌと参照画像ＧＲ(r)との相関値Ｓ(r)の演算が終了する
と（＃４４でＹＥＳ）、続いて、シフト数Ｋに対する相
関値Ｓ(K)の相関値列について上述した方法により極小
値Ｓｍを求める極小値演算が行なわれる（＃４６）。

【００５２】続いて、極小値Ｓｍが算出されたか否かが
判別され（＃４８）、極小値Ｓｍが算出されていると
（＃４６でＹＥＳ）、フラグＦＬＧＡが「１」にセット
され（＃５０）、極小値Ｓｍが算出されていなければ
（＃４６でＮＯ）、フラグＦＬＧＡが「０」にリセット
されて（＃５２）、リターンする。ここにフラグＦＬＧ
Ａは極小値Ｓｍが算出されていること、すなわち、測距
可能な範囲（図６において、ＡＦ制御可能範囲（ａ）及
び近接範囲（ｂ））に被写体が位置していることを示す
フラグである。

【００５３】図８に戻り、相関値演算が終了すると、フ
ラグＦＬＧＡが「１」にセットされている否かが判別さ
れ（＃１４）、フラグＦＬＧＡが「１」にセットされて
いれば（＃１４でＹＥＳ）、相関演算の結果に基づいて
補間演算が行われる（＃１６）。続いて、補間演算によ
り算出されたより正確な極小値Ｓｍ′に対するシフト位
置から基準画像ＧＬと参照画像ＧＲ(i+Δi)とのずれ量
Ｘｄが算出され、このずれ量Ｘｄと∞位置に相当する被
写体距離Ｄ０と基準画像ＧＬと参照画像ＧＲ(0)間の距
離Ｘ０とを用いて被写体距離Ｄｘが算出される（＃１
８）。

【００５４】続いて、算出された被写体距離Ｄｘが予め
設定されたＡＦ制御可能な最近接距離Ｄｋを越えている
か否かが判別され（＃２０）、Ｄｘ≦Ｄｋであれば（＃
２０でＮＯ）、被写体距離ＤｘをＡＦ制御回路１４に出
力してＡＦ処理（自動焦点調節処理）が行なわれる（＃
２２）。一方、Ｄｘ＞Ｄｋであれば（＃２０でＹＥ
Ｓ）、被写体が近接範囲（ｂ）に位置していると判断し
て、フィンダー内の表示部１３に近接警告が行なわれる
（＃２６）。

【００５５】また、ステップ＃１４でフラグＦＬＧＡが
「０」にリセットされていれば（＃１４でＮＯ）、最大
シフト数ｒの１つ前のシフト数（ｒ−１）に対応する相
関値Ｓ(r-1)とこれに隣接する連続した相関値Ｓ(r-2)，
Ｓ(r-3)とを用いて相関値列の波形が近接シフト領域
（Ｂ）において単調減少しているか否かが判別される。
すなわち、Ｓ(r-2)＞Ｓ(r-1)かつＳ(r-3)＞Ｓ(r-2)であ
るか否かが判別され（＃２４）、Ｓ(r-2)＞Ｓ(r-1)かつ
Ｓ(r-3)＞Ｓ(r-2)であれば（＃２４でＹＥＳ）、上述し
た近接警告が行なわれ（＃２６）、Ｓ(r-2)＞Ｓ(r-1)か
つＳ(r-3)＞Ｓ(r-2)でなければ（＃２４でＮＯ）、上述
した所定の測距不能警告が行なわれる（＃２８）。

【００５６】なお、上述のステップ＃２４においては、
相関値Ｓ(r-1)，Ｓ(r-2)，Ｓ(r-3)に代えて相関値Ｓ
(r)，Ｓ(r-1)，Ｓ(r-2)を用い、Ｓ(r-1)＞Ｓ(r)かつＳ
(r-2)＞Ｓ(r-1)であるか否かにより相関値列の波形が近
接シフト領域（Ｂ）において単調減少しているか否かを
判別するようにしてもよい。

【００５７】なお、上記実施の形態では、第１撮像部の
基準画像ＧＬに対して第２撮像部の参照画像ＧＲ(i)の
みをシフトしてシフト位置毎の相関値Ｓ(i)を算出する
タイプについて説明したが、基準画像ＧＬ及び参照画像
ＧＲの両方を相互にシフトしてシフト位置毎の相関値Ｓ
(i)を算出するタイプについても本願発明を適用するこ
とができる。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
被写体像を一対の撮像手段で光電変換して取り込み、両
撮像手段で取り込まれた２つの画像を相対的にシフトし
てシフト位置毎に両画像の一致度を示す相関値を算出
し、この相関値を用いて被写体距離を検出する測距装置
であって、焦点調節可能な被写体の距離範囲よりも近接
した距離範囲に対応する近接シフト領域において、相関
値列の波形の極小値が検出されたとき若しくは相関値列
の波形が単調減少しているとき、被写体が焦点調節可能
な被写体の距離範囲よりも近接していることを警告する
ようにしたので、被写体が焦点調節可能な被写体の距離
範囲よりも近接しているときは確実にこれを検出して撮
影者に被写体の近接状態を警告することができる。

【００５９】また、本発明は、最大シフト位置の１つ前
のシフト位置を含む少なくとも３個の連続した相関値列
を用いて近接シフト領域における相関値列の波形を判別
するようにしたので、補間演算により被写体距離が算出
される場合にも近接シフト領域における相関値列の波形
の単調減少を確実に検出し、撮影者に被写体の近接状態
を警告することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る測距装置を備えたカメラの正面図
である。

【図２】撮影画面内のＡＦセンサの感度領域を示す図で
ある。

【図３】測距部の構成を示す図である。

【図４】本発明に係る測距装置の制御系のブロック図で
ある。

【図５】相関値を演算するための基準画像と参照画像と
の関係を示す図である。

【図６】シフト数ｉに対する相関値Ｓ(i)の相関値列波
形の一例を示す図である。

【図７】シフト数ｉに対する相関値Ｓ(i)の相関値列波
形の他の例を示す図である。

【図８】本発明に係る測距装置の測距動作を示すフロー
チャートである。

【図９】「相関値演算」のサブルーチンのフローチャー
トである。

【図１０】従来の外光型パッシブ方式の測距装置の測距
原理を示す図である。

【図１１】相関値Ｓ(k)を演算するための第１画像ＧＬ
と第２画像ＧＲ(k)間相互の画素データの関係を示す図
である。

【図１２】シフト数に対する相関値の波形の一例を示す
図である。

【符号の説明】

１カメラ２カメラ本体３撮影レンズ４測光部５測距部６ファインダー対物窓７補助光発光窓８視野枠８１感度領域８２ＡＦフレーム９ＡＦセンサ（撮像手段）９１，９２ラインイメージセンサ１０レンズ系１０１，１０２レンズアレイ１１ファインダー光学系１２制御部（警告手段）１２１Ａ／Ｄ変換器１２２メモリ１２３タイミングジェネレータ１２４相関値演算部（相関値演算手段）１２５極小値演算部（極小値検出手段）１２６波形解析部（判別手段）１２７被写体距離演算部１３表示部（警告手段）１４ＡＦ制御回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の画素をライン状に配列し、被写体
像をそれぞれ光電変換して取り込む一対の撮像手段と、
上記撮像手段により取り込まれた一対の被写体像をシフ
トすることによりシフト位置毎に一致度を示す相関値を
演算する相関値演算手段と、上記相関値演算手段で算出
されたシフト位置に対する相関値列の波形の極小値の検
出を行なう極小値検出手段と、上記相関値列の波形の極
小値が検出されないとき、焦点調節可能な被写体の距離
範囲よりも近接した測距可能な距離範囲に対応する近接
シフト領域において上記相関値列の波形が単調減少して
いるか否かを判別する判別手段と、上記近接シフト領域
において上記相関値列の波形の極小値が検出されたとき
若しくは相関値列の波形が単調減少しているとき、被写
体が焦点調節可能な被写体の距離範囲よりも近接してい
ることを警告する警告手段とを備えたことを特徴とする
測距装置。
【請求項２】請求項１記載の測距装置において、上記
判別手段は、最大シフト位置の１つ前のシフト位置を含
む少なくとも３個の連続した相関値列を用いて上記近接
シフト領域における相関値列の波形を判別するものであ
ることを特徴とする測距装置。