JP3806489B2 - 測距装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は測距装置に関し、より詳細には被写体像を用いて測距を行う、いわゆるパッシブ型の測距装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、カメラに搭載される測距装置は、被写体像を用いて測距を行う、いわゆるパッシブ型のものが利用されている。このパッシブ型の測距方式は、異なる光路を通って来た、同じ対象物からの2つの像のずれを利用して、三角測距の原理によって上記対象物までの距離を求めるものである。
【0003】
上記像の信号は、一般に光電変換用のセンサアレイを用いて形成するが、このセンサアレイは必ずしも対象物のみの像を受像するわけではなく、背景など、実際に測定するものとは異なる像までを信号に変換してしまう。
【0004】
そこで、背景などの影響を受けないように、センサアレイを分割する技術(特開昭62−148910号公報に記載)や、なるべく像信号の変化の少ない所をピント合わせに用いようとする技術(特開平2−135311号公報に記載)等がすでに知られている。また、特開昭62−255925号公報には、複数のポイントの測距結果を利用して、撮影シーンが逆光であることを判定するカメラが記載されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した特開昭62−148910号公報に記載の技術は、最もコントラストの高い所を優先するので、逆光などのシーンでは、被写体と背景の境目のコントラストの高い所を用いて測距離を行ってしまい、いわゆる遠近混在状態で、正確な測距離ができなくなってしまう可能性があった。
【0006】
また、上記特開平2−135311号公報に記載の技術は、信号の変化の小さい所を優先するので、十分なコントラストが得られない。したがって、2つの像の比較ができなくなって、測距不能となる事が多いものであった。
【0007】
更に、特開昭62−255925号公報に記載のの技術では、逆光を判定するだけであり、上述した遠近混在時の対策までは考慮していないものであった。
【0008】
したがってこの発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、単純な方法で、被写体像を背景から分離して検出し、順光、逆光の条件によらず、対象物を正確に測距可能な測距装置を提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
すなわちこの発明は、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光電変換素子センサアレイ上に結像させ、該光電変換素子センサアレイより出力される2像信号の相対的位置差を検知して被写体までの距離を求める測距装置に於いて、被写体を人物とみなしたときに上記光電変換素子センサアレイ上に該人物の像が占める領域を相関エリアとして設定する設定手段と、上記相関エリアの両端に対応する上記光電変換素子センサアレイ上の一対のセンサの出力差を求める演算手段と、上記相関エリアを光電変換素子センサアレイに対してシフトさせながら上記演算手段から出力差を求め、該出力差が最小となるシフト位置を求める検出手段と、上記検出手段が検出したシフト位置を基準に上記相関エリア内のセンサ出力に基づき相関演算を行う相関演算手段と、を具備することを特徴とする。
またこの発明は、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光電変換素子センサアレイ上に結像させ、該光電変換素子センサアレイより出力される2像信号の相対的位置差を検知して被写体までの距離を求める測距装置に於いて、被写体を人物とみなしたときに上記光電変換素子センサアレイ上に該人物の像が占める領域を相関エリアとして設定する設定手段と、上記相関エリアの両端に対応する上記光電変換素子センサアレイ上の一対のセンサの出力差を求める演算手段と、上記相関エリアを光電変換素子センサアレイに対してシフトさせながら上記演算手段から出力差を求め、該出力差が所定レベルとなるシフト位置を求める検出手段と、上記検出手段が検出したシフト位置を基準に上記相関エリア内のセンサ出力に基づき相関演算を行う相関演算手段と、を具備することを特徴とする。
【0010】
この測距装置は、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光電変換素子センサアレイ上に結像させ、該光電変換素子センサアレイより出力される2像信号の相対的位置差を検知して被写体までの距離を求める。そして、被写体を人物とみなしたときに上記光電変換素子センサアレイ上に該人物の像が占める領域を相関エリアとして設定手段が設定し、上記相関エリアの両端に対応する上記光電変換素子センサアレイ上の一対のセンサの出力差を演算手段で求める。検出手段は、上記相関エリアを光電変換素子センサアレイに対してシフトさせながら上記演算手段から出力差を求め、該出力差が最小となるシフト位置を求める。そして、上記検出手段が検出したシフト位置を基準に、相関演算手段で上記相関エリア内のセンサ出力に基づいて相関演算を行う。
またこの測距装置は、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光電変換素子センサアレイ上に結像させ、該光電変換素子センサアレイより出力される2像信号の相対的位置差を検知して被写体までの距離を求める。そして、被写体を人物とみなしたときに上記光電変換素子センサアレイ上に該人物の像が占める領域を相関エリアとして設定手段が設定し、上記相関エリアの両端に対応する上記光電変換素子センサアレイ上の一対のセンサの出力差を演算手段で求める。検出手段は、上記相関エリアを光電変換素子センサアレイに対してシフトさせながら上記演算手段から出力差を求め、該出力差が所定レベルとなるシフト位置を求める。そして、上記検出手段が検出したシフト位置を基準に、上記相関エリア内のセンサ出力に基づき相関演算を行う相関演算手段と、を具備することを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明の実施の形態を説明する。
【0012】
先ず、図1乃至図5を参照して、この発明の第1の実施の形態を説明する。
【0013】
図1は、この発明の測距装置の基本的な構成を示したもので、三角測距方式の構成図である。
【0014】
図1に於いて、1は測距対象物(被写体)である人物で、例えば距離Lだけ離れて配置された2つの受光レンズ2a及び2bによって、規定された2つの光路3a及び3bを通って来た対象物の像が光電変換センサアレイ4a及び4bで受像される。これら受像された像は、上記光電変換センサアレイ4a及び4bにより、像の明暗に依存した電気信号が出力される。この電気信号はアナログ信号であるので、ワンチップマイクロコンピュータ等から成るCPU6がデジタル演算処理を行いやすいように、A/D変換部5a及び5bによって、デジタル値に変換される。
【0015】
上記CPU6は、その内部に対象物検出部7と相関演算部8とを有している。対象物検出部7では、A/D変換部5a及び5bによって得られたデジタル信号から、対象物を背景から弁別する演算が行われる。そして、相関演算部8では、弁別されたデジタル信号に基いて、像のずれ量が演算検出される。
【0016】
この測距装置をカメラに応用する場合は、図示されるように、露出を補助するストロボ9と、ピント合わせ部10及び撮影レンズ11とが、CPU6に接続された構成となる。そして、上記ピント合わせ部10で上記像ずれ量からピント合わせ位置が算出されて、撮影レンズ11であるカメラのピント合わせレンズが図示されないモータ等で制御されて、露出制御が行われる。また、ストロボ9は、撮影状況に応じて発光して露出を補助する。
【0017】
図1に示される三角測距方式は、2つの受光レンズ2a、2bの主点間距離Bを基線長と称し、上記受光レンズ2a、2bとセンサアレイ4a、4b間の距離をfとし、被写体までの距離をLとした場合、この距離Lは、図1に示されるように、像のずれ量xと、上記固定のB、fを用いて、
【数1】
【0018】
として算出が可能である。
【0019】
次に、図2を参照して、上記像のずれ量xの検出方法を説明する。
【0020】
図2(a)は、図1のA/D変換部5aから出力されるデジタル的な像信号の出力値を表した図である。横軸はセンサアレイの各センサの並びを表しており、縦軸は該センサアレイの出力、つまり像の明暗を表している。
【0021】
図2(b)は、図1のA/D変換部5bからの出力であり、先の像信号とは異なる視野、つまり受光レンズ2bを介して得られた像信号である。
【0022】
したがって、近距離の像であれば図1に示されるxが大きくなる方向に、また遠距離の像であれば図1のxが小さくなる方向に、図2(a)と相似の像信号が形成されるセンサアレイ4bはこの像を検出する。そして、そのずれに応じて像信号を出力するセンサを変えるので、CPU6は、センサアレイ4bの各センサの信号を、センサアレイ4aの像信号と比較していくことにより、上記ずれ量を判断することができる。
【0023】
つまり、図2(b)のSR のように、図2(a)の信号SL とピークがずれている状態では、各センサアレイの信号差の和は大きくなる。しかしながら、図2(c)のようにSR が(a)の信号SL とピークが揃った状態では、各センサアレイの信号差の和は小さくなる。すなわち、CPU6は、信号を比較するセンサの番号を順次ずらしながらSR をSL とを比較していくことによって、像のずれ量を判別することができる。
【0024】
こうした計算を相関演算と称しているので、このような機能を、図1では相関演算部8の相関演算機能として記している。
【0025】
ところで、このような三角測距の原理を用いた測距装置でも、図3に示される順光のシーン、図4に示される逆光のシーンの何れのシーンに於いても、正確に人物の距離を求めようとすると難しい問題に直面する。
【0026】
図3(a)に於いて、シーン13に示される測距用センサアレイの検出可能エリア14には、主要被写体である人物1の他、背景の測距対象外のもの、すなわち木15が入っている。つまり、上記相関演算時に、人物の像の他、これらの背景の像まで取込んでセンサデータの比較を行うと、異なる距離の情報が混信し、誤差となってしまう。
【0027】
したがって、例えば図3(a)に示されるようなシーン13では、図3(b)に示されるようにして得られたセンサデータのうち、ERIAとして示された部分のみのデータが用いられて、背景の木15の影響を受けないようにして相関演算を行えば、正しい測距ができる。
【0028】
センサアレイは、明るい信号が入射するほど光電流が多くなり、これをコンデンサに蓄えれば所定のレベルまでの積分は速く終了する。この第1の実施の形態では、この時間をカウントすることによりA/D変換を行うものとする。そのため、図3(a)に示されるような順光のシーンでは、人物1の顔の部分の方が積分が速くなる。これに対し、図4(a)に示されるような逆光シーンでは、人物1の顔の部分や背景の建物16の方の積分が他の背景の部分よりも遅くなる。
【0029】
したがって、顔の部分のセンサデータは、各々、図3(b)及び図4(b)に示されるように、背景に対して、U字型(谷型)またはU字型の上下を逆さにした逆U字型(山型)となって検出される。この発明は、このような状況下で顔の幅でU字型、逆U字型となる領域を優先して測距を行うので、装置から人物までの距離を正確に測ることが可能となる。つまり、図2で説明した相関演算時に、この部分以外の信号は使用しないようにしている。
【0030】
図4(b)に示されるような状況では、n1 番目のセンサから、n1 +ERIA(顔の幅に相当)番目までのセンサの出力信号を用いると、背景の影響が重畳されるので、同じERIAの幅の中で逆U字型となるセンサデータの領域を判別、検出し、その部分を選択して測距を行うようにする。すなわち、図4(b)に於いてns から、ns +ERIAの領域が用いられる。したがって、n1 から測距を開始せずに、ns から測距を開始するように、相関エリアをシフトさせる機能が、対象物検出部7の有する対象物検出機能である。
【0031】
ここで、この対象物検出を利用したカメラの具体的な動作を、図5(a)のフローチャートを参照して説明する。
【0032】
先ず、ステップS1にて、相関演算を開始するセンサの最初のセンサを表す変数nが初期化される。最終的にこの変数で表された数のセンサから、人物1の顔の幅に相当するERIA個のセンサを用いて相関演算が行われる。この相関演算を、先に差の和という表現で用いたが、数式化すると下記(2)式のようになる。
【0033】
【数2】
【0034】
ここで、L(n)、R(n)は、各センサアレイ4a、4bのn番目のセンサの出力データを表している。
【0035】
また、このERIAは、図5(b)に示されるように、人物1の顔の幅をKとして、装置までの距離をL、受光レンズ2の焦点距離をfとしたときに
【数3】
【0036】
として求められる数である。尚、Pはセンサアレイの各センサのピッチである。また、ここでLは、カメラでよく撮影される距離、例えば撮影レンズ11の焦点距離の50倍相当に設定すればよい。
【0037】
図5(a)に戻って、ステップS2では、データ差の最小値を示す変数ΔSmin が初期化される。ここでは、8ビットデータの最大値である16進数FF(255)が入力される。次いで、ステップS3では、n番目のセンサと、(n+ERIA−1)番目のセンサの差(両端センサの差)の絶対値ΔS(n)が計算される。
【0038】
そして、ステップS4に於いて、すでに検出されたΔSmin より、更にこのΔS(n)が小さい場合には、これを新たにΔSmin として更進するか否かが判定される。ここで、ΔSmin >ΔS(n)でなければ後述するステップS7へ移行し、ΔSmin >ΔS(n)であればステップS5及びS6に移行する。ステップS5及びS6では、この時のΔS(n)及びnが、各々ΔSmin 及びns として記憶される。
【0039】
そして、ステップS7でnがn2 になるまで、ステップS8にてnがインクリンメントされ、上述したステップS3〜S7が繰返されてERIA両端のデータ差の最小値ΔSmin が出力されるnの検出が行われる。
【0040】
こうしたアルゴリズムによって、図4(b)に示されるようなデータでは、n1 よりns の方が両端センサの差が小さいので、測距エリアのシフトが実行されるが、これによってU字型、逆U字型の両端の判定がなされる。
【0041】
しかし、これだけではセンサデータがU字型か逆U字型の何れであるのかの検出はできない。したがって、ステップS9にて、ns からns +ERIA−1の中間センサnm が算出される。次いで、ステップS10に於いて、この中間のセンサの出力データS(nm )が、先頭のns 番目のセンサデータS(ns )と比較される。
【0042】
ここで、中間のセンサの出力データS(nm )の方が大きければ、図4(a)に示されるようなシーンであるものとして、逆光と判定され、ステップS11の逆光モードが実行される。一方、上記ステップS10にてns 番目のセンサデータS(ns )の方が大きければ、順光シーンと判定されるので、ステップS13に移行して順光モードが実行される。逆光時には、ステップS12で日中シンクロ撮影のモードが選択されるので、逆光条件下でもストロボの補助により被写体の顔が黒くなってしまうことはない。
【0043】
ステップS14では、ns からERIA個分のセンサのデータが用いられて相関演算が行われ、測距が行われる。これによって、背景に依存しない正確な測距が可能となる。そして、続くステップS15及びS16では、それぞれピント合わせ及び露光が行われる。
【0044】
このように、第1の実施の形態によれば、背景の条件、順光、逆光にかかわらず、正確なピントの写真撮影が可能となる。また、逆光判定時に露出方法を変える(日中シンクロとする)ので、きれいな露出の写真撮影を簡単に行うことができる。
【0045】
次に、図6のフローチャートを参照して、この発明の第2の実施の形態を説明する。
【0046】
この第2の実施の形態では、センサナンバn1 からn2 までの間で最小の両端センサ差を求めるのではなく、これが所定のレベルST より小さくなるセンサナンバーns を求めるものである。
【0047】
すなわち、ステップS21にて、相関演算を開始するセンサの最初のセンサを表す変数nが初期化され、次いでステップS22にて、n−1番目のセンサと、(n+ERIA)番目のセンサの差(両端センサの差)の絶対値ΔS(n)が計算される。
【0048】
そして、ステップS23に於いて、上記絶対値ΔS(n)と所定のレベルST が比較される。ここで、絶対値ΔS(n)が所定のレベルST より大きい場合は、ステップS24に移行してnがインクリメントされた後、上記ステップS22に戻る。一方、絶対値ΔS(n)が所定のレベルST より小さければ、ステップS25にてそのときのnがns として記憶される。これによって、エリア両端部の差が小さい領域が選択される。
【0049】
この後の処理は、図5(a)のステップS9以降と同じ処理であるので、説明は省略する。
【0050】
次に、この発明の第3の実施の形態について説明する。
【0051】
図7(a)は、第3の実施の形態の動作を説明するフローチャートである。この第3の実施の形態は、人物の顔の幅相当のERIAには変化がなく、図7(b)に示されるように、片側のセンサデータの変化率ΔS1 と、等しい変化率ΔS(n)で変化してゆく部分を検出して顔のエッジ部を判定する方式である。
【0052】
先ず、ステップS31及びS32にて、n1 とn1 +1のセンサのデータが変化する割合ΔS1 が求められる。そして、ステップS33にて、上記△S1 の大きさを判定する処理が行われる。その後、ステップS34でnがインクリメントされ、ステップS35にて上記ステップS32とはデータを比較する方向が逆にされた、S(n)−S(n+1)が計算される。
【0053】
次いで、ステップS36に於いて、上記ステップS35の計算結果が等しいか否かが判定される。ここで、計算結果が略等しいものとならなければ上記ステップS34に戻る。一方、上記計算結果が略等しいと判定されれば、n1 からこの時のnの間のセンサデータで測距が行われる。
【0054】
但し、図7(c)に示されるようなセンサデータが得られた場合は、n1 と上記nの間のデータ数が少なすぎるので正確な測距ができない。そのため、ステップS37に於いて、n−n1 が所定のデータ数n0 より小さいか否かが判定される。このステップS37にて、n−n1 が所定のデータ数n0 より小さいと判定された場合は、ステップS40に移行して所定のデータ数が確保できるように処理された後、ステップS41に移行する。
【0055】
一方、上記ステップS37に於いて、十分多くのデータが得られると判定された場合は、図7(b)に示されるように、逆U字型のエッジ部分を捕らえることができ、正確な測距が可能となる。したがって、ステップS38に移行して、得られたnがn2 とされ、その後ステップS39にてn1 〜n2 間のデータで測距が行われる。
【0056】
そして、ステップS41でピント合わせが行われた後、ステップS42で露光が行われる。これにより、U字型、逆U字型のセンサデータ域を適正に検出して、背景に影響されず、正確なピント合せのできるAFカメラを提供することができる。
【0057】
尚、上述したステップS33は、明瞭なエッジを正しく判定するために、△S1 の大きさを判定し、その結果ΔS1 が小さい場合にはセンサナンバを変更し、△S1 の大きさの大きい所を選択するような処理を行うものである。このステップS33は、特に設けなくともよいが、実行した方が効果的である。
【0058】
次に、この発明の第4の実施の形態を説明する。
【0059】
図8(a)はこの第4の実施の形態の動作を説明するフローチャートであり、図8(b)は同実施の形態に於けるセンサデータの出力を表した特性図である。図8(a)に置いて、ステップS51〜S53に於いて、各変数n、Smin 、Smax の初期化が行われる。尚、上記ステップS52では、最小値として8ビットデータの最大値の16進数“FF”が設定される。
【0060】
次いで、ステップS54にて、センサデータS(n)が最小値Smin と比較される。ここで、S(n)がSmin よりも小さければ、ステップS55及びS56に移行して、最小値Smin を出力するセンサナンバnmin が記録されてセンサデータの最小値Smin が求められる。
【0061】
そして、ステップS57では、センサデータS(n)が最大値Smax と比較される。ここで、S(n)がSmax よりも大きければ、ステップS58及びS59に移行して、最大値Smax を出力するセンサナンバnmax が記録されてセンサデータの最大値Smax が求められる。
【0062】
ステップS60では、センサナンバがn2 にになったか否かが判定される。ここで、まだn2 に達していなければ、ステップS61でnがインクリメントされた後上記ステップS54に戻り、n=n2 になるまで上記ステップS54〜S61が繰返される。
【0063】
すなわち、センサデータS(n)が最小値及び最大値と、順次比較されて、n1 からn2 までの間のセンサデータの最大値Smax 、最小値Smin が求められ、同時にそれを出力するセンサナンバnmin 、nmax が記憶される。そして、ステップS62にて、上記nmin 、nmax のうち、全センサナンバの中間値に近いものが選択されてnp とされる。このnp がステップS63でセンサナンバnに設定され、ステップS64に於いてnmax に等しくなるか否かが判定される。これにより、np の両端に向けてデータが上昇するのか下降しているのかがわかる。
【0064】
ここで、順次データが下降している場合は、ステップS65に移行して、センサデータS(n)が判定される。このステップS65にて、S(n)がS(n+1)及びS(n−1)よりも大きければ、ステップS66に移行してnがインクリメントされる。そして、ステップS67に於いて、nが人物の(6)の幅であるERIAの半分であれば、ステップS72に移行して人物モードの処理がなされる。また、上記ステップS67でnがERIA/2とならなければ、上記ステップS65に戻る。
【0065】
一方、上記ステップS65に於いて、S(n)がS(n+1)及びS(n−1)よりも小さければ、ステップS68に移行して、人物以外のモードであるとしてその処理がなされる。
【0066】
また、上記ステップS64に於いて、np =nmax でなければ、ステップS69に移行して順次データが上昇していることが判定される。ここで、S(n+1)>S(n)でS(n−1)>S(n)であれば、ステップS70でnがインクリメントされた後、ステップS71でn=ERIA/2であるか否かが判定される。ここで、等しければステップS72に移行して人物モードの処理が行われ、そうでなければ上記ステップS69に戻る。更に、上記ステップS69に於いて、S(n)がS(n+1)及びS(n−1)よりも大きければ、ステップS68に移行して、人物以外のモードの処理がなされる。
【0067】
すなわち、上述したステップS64以降で、人物1の顔の幅に相当するERIAの領域に於いて、センサデータが逆U字型になっているかU字型になっているかがCPU6により判定される。このとき、対象は人物であると判定され、この範囲(図8(b)のERIAで示される範囲)のセンサデータが用いられて、測距が行われるようにすればよい。その他の場合は人物ではないとして、n1 〜n2 の全域を用いて測距が行われるようにすればよい。
【0068】
次に、この発明の第5の実施の形態を説明する。
【0069】
図9(a)は、第5の実施の形態の動作を説明するフローチャートであり、図9(b)は同実施の形態に於けるセンサデータの出力を表した特性図である。
【0070】
この第5の実施の形態は、逆U字型、U字型検出の明瞭なエッジ部を確実にとらえて、主要被写体のセンサデータのみを、より正確に抽出するものである。
【0071】
ステップS81〜S83は、図8(a)のステップS51〜S53と同様、各変数の初期化のステップであり、ここでΔS1 、ΔS2 として表したのは、隣接するデータ間のデータ差の最大値を示すもので、ΔS1 はマイナス側、ΔS2 はプラス側の変化の最大値を記憶していく。
【0072】
したがって、ステップS84〜S97のループでは、n1 からn2 までのセンサデータ中、図8(a)と同様に、極大値(Smax )、極小値(Smin )の他、隣接変化量の最大値も検出される。
【0073】
そして、ステップS98及びS99に於いて、上記変化量の最大値が、所定の値(ここでは仮に−50、50とする)より小さい変化であるか否かが判定される。ここで、所定の値より小さい変化でない場合は、背景と人物の顔との分離は十分できないとして、ステップS102に移行して人物以外のモードの処理がなされる。
【0074】
このような人物以外のシーンでは、仮に測距している対象が人物であるとしても、背景との輝度差が小さいため、エリアを制限しなくとも正しい測距が可能なので、測距エリアを狭くすることなくn1 からn2 までのデータが使用されての測距が行われる。
【0075】
一方、上記ステップS98及びS99にて、上記変化量の最大値が所定の値より小さい変化であった場合は、ステップS100及びS101に於いて、変化率が正から負になる場合、及び負から正になる場合の検出の判定がなされる。ここで、両方の検出がなされると、逆U字型、U字型が検出されたとして、ステップS103に移行する。そして、このステップS103にて、人物対応の測距、すなわち、nS1とのnS2の間のセンサデータのみが使用された測距が行われる。
【0076】
また、上記ステップS100及びS101にて上記検出がなされない場合は、ステップS102に移行して人物以外の測距がなされる。
【0077】
遠近混在が起こらないようなシーンでは、測距に使用されるセンサデータの数は、多い方が情報が増加して精度が向上する。したがって、このような方法で遠近混在時のみエリアを狭くする方法なら、可能なかぎり高精度のピント合せが可能となる。
【0078】
また、以上のような考え方を発展させると、以下に述べるような第6の実施の形態が可能となる。
【0079】
図10(a)に示されるように、被写体1が遠いシーン13では遠近混在によってピンボケとなりやすい。しかしながら、図10(b)に示されるように、カメラに近い人物ならば、測距用センサアレイの見つめる領域(n1 〜n2 )の全てに人物の顔が収まってしまい、遠近混在のピンボケは起こらない。
【0080】
以下、図10(c)のフローチャートを参照して、この発明の第6の実施の形態の動作を説明する。
【0081】
先ず、ステップS111にて、n1 〜n2 の領域で測距が行われ、その結果Lo に従って、ステップS112で、図5(b)に示された人物1の顔の幅相当のセンサ数ERIAが計算される。次いで、ステップS113及びS114にて、図8(b)、図9(b)に示されたようなセンサデータの逆U字型、またはU字型の検出が行われる。
【0082】
そして、ステップS115に於いて、上記結果によるエッジ間の幅が、先に求められたERIAに相当するか否かが判定される。ここで、上記エッジ間の幅が上記ERIAに相当する場合は、撮影シーンに於いて人物の顔を測距しているものと判定されて、ステップS116で顔の判定処理がなされる。この場合、遠近混在が起こる可能性が高いとして、ステップS117にて、上記ステップS115で判定されたERIA内(U字型、逆U字型内)のセンサデータが用いられて再度測距が行われる。
【0083】
一方、顔測距と判定されなかった場合は、上記ステップS115からステップS118に移行して、なるべく多くのデータで測距を行い精度を向上させるために、上記ステップS111で求められた、n1 〜n2 のセンサデータが用いられて相関演算が行われて求められた距離Lo がピント合わせ距離とされる。
【0084】
この後、ステップS119にて、距離Lp にピントが合わせられる。
【0085】
以上説明したように、この第6の実施の形態では、先ず広い領域で測距され、その結果に基いて顔幅相当のセンサ数ERIAが求められ、このERIAに基いて撮影時の対象物が人物であるか否かが判断されるようにしたので、より確度の高い人物判定が可能となる。
【0086】
この時のみ、測距領域を狭くするので、できるだけ高精度にしながら遠近混在するシーンに於いても、正確なピント合わせを可能にすることができる。
【0087】
また、センサデータピークの形状よって、逆光、順光が判定され、露出方法を変える等の応用も、図5に準ずれば簡単にできる。
【0088】
これによって、撮影者が煩わしい操作を必要とせず自動的に測距方法、露出制御方法を切換えて、きれいな写真撮影が可能なオートフォーカス(AF)カメラを提供することができる。
【0089】
尚、この発明の上記実施態様によれば、以下の如き構成を得ることができる。
すなわち、
(1) 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光電変換素子センサアレイ上に結像させ、該光電変換素子センサアレイより得られる2像信号の相対的位置差を検知して被写体までの距離を求める測距装置に於いて、上記センサアレイの出力信号に基いて、主要披写体に関する信号を出力する部分と上記主要被写体を除く背景に関する信号を出力する部分とに判別して分ける信号判別手段と、
上記主要被写体に関する信号を出力する部分の信号によって、上記相対的位置差を演算する演算手段と
を具備することを特徴とする測距装置。
【0090】
(2) 上記(1)に記載の測距装置に於いて、
上記主要被写体に関する信号と上記主要被写体を除く背景に関する信号とに従って、上記主要披写体の撮影状態が順光か逆光かを判定する判定手段を具備することを特徴とする測距装置。
【0091】
(3) 上記(1)に記載の測距装置に於いて、
上記信号判別手段は、主要被写体である人物の顔幅と略等しいとして計算された所定のセンサアレイ領域に基いて判別を行うことを特徴とする測距装置。
【0092】
(4) 上記(1)に記載の測距装置に於いて、
上記信号判別手段は、上記主要被写体と上記主要被写体を除く背景との輝度差によってセンサアレイの出力波形が“山型”若しくは“谷型”に変化する部分を検出して判別することを特徴とする測距装置。
【0093】
(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光電変換素子センサアレイ上に結像させ、該光電変換素子センサアレイより出力される2像信号の相対的位置差を検知して被写体までの距離を求めるカメラの測距装置に於いて、
上記センサアレイの出力信号に基いて、上記センサアレイの全領域中のうち主要被写体が占めるセンサアレイの主要領域を決定する対象物決定手段と、
上記対象物決定手段による上記センサアレイの主要領域の出力信号に基いて、上記相対的位置差を演算する演算手段と
を具備することを特徴とするカメラの測距装置。
【0094】
(6) 上記(5)に記載のカメラの測距装置に於いて、
上記主要被写体に関する上記センサアレイの主要領域の出力信号に基いて、上記主要被写体の撮影状態が逆光か否かを判定する逆光判定手段を更に具備し、
上記逆光判定手段により逆光と判定された場合には、撮影の際に被写体を人工照明する閃光発光装置を作動させることを特徴とするカメラの測距装置。
【0095】
(7) 上記(5)に記載のカメラの測距装置に於いて、
上記主要被写体である人物の所定部寸法相当が結像される領域としてのセンサアレイ幅の情報を有しており、
上記対象物決定手段は、上記センサアレイの全領域中に於いて、このセンサアレイ幅の両端のセンサの出力信号差が最小となる位置を検出することによりセンサアレイの主要領域を決定することを特徴とするカメラの測距装置。
【0096】
(8) 上記(6)に記載のカメラの測距装置に於いて、
上記逆光判定手段は、上記センサアレイの主要領域の出力信号波形により判定することを特徴とするカメラの測距装置。
【0097】
(9) 上記(5)に記載のカメラの測距装置に於いて、
上記主要被写体である人物の所定部寸法相当が結像される領域としてのセンサアレイ幅の情報を有しており、
上記対象物決定手段は、上記センサアレイの全領域中に於いて、このセンサアレイ幅の両端のセンサの出力信号差が所定値より小さくなる位置を検出することによりセンサアレイの主要領域を決定することを特徴とするカメラの測距装置。(10) 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光電変換素子センサアレイ上に結像させ、該光電変換素子センサアレイより出力される2像信号の相対的位置差を検知して披写体までの距離を求めるカメラの測距装置に於いて、
被写体である人物の所定部寸法相当が結像される領域としてのセンサアレイ幅の値を出力する人物センサ幅情報出力手段と、
上記センサアレイの出力信号に基いて、上記センサアレイの全領域中のうち主要被写体が占めるセンサアレイの主要領域を決定する対象物決定手段と、
上記人物センサ幅情報出力手段によるセンサアレイ幅と上記対象物決定手段によるセンサアレイの主要領域とを比較することによって、上記主要被写体が人物であるか否かを判断する人物判断手段と、
上記人物判断手段の結果、上記主要被写体が人物である場合には、上記対象物決定手段による上記センサアレイの主要領域の出力信号に基いて上記相対的位置差を演算する演算手段と
を具備することを特徴とするカメラの測距装置。
【0098】
(11) 上記(11)に記載のカメラの測距装置に於いて、
上記人物判断手段の結果、上記主要被写体が人物でない場合には、上記センサアレイの全領域の出力信号に基いて上記相対的位置差を演算することを特徴とするカメラの測距装置。
【0099】
(12) 上記(10)に記載のカメラの測距装置に於いて、
上記人物センサ幅情報出力手段により出力される上記センサアレイ幅の値は、上記センサアレイの全領域の出力信号に基いて求められる被写体距離に応じて算出されることを特徴とするカメラの測距装置。
【0100】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、単純な方法で、被写体像を背景から分離して検出し、順光、逆光の条件によらず、対象物を正確に測距可能な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】この発明の測距装置の基本的な構成を示したもので、三角測距方式の構成図である。
【図2】像のずれ量xの検出方法を説明するもので、A/D変換部の出力値を表した特性図である。
【図3】順光に於ける測距を説明するもので、(a)は順光のシーンを表した図、(b)は同図(a)のシーンに於けるセンサデータの出力特性図である。
【図4】逆光に於ける測距を説明するもので、(a)は逆光のシーンを表した図、(b)は同図(a)のシーンに於けるセンサデータの出力特性図である。
【図5】(a)はこの発明の第1の実施の形態の動作を説明するフローチャート、(b)は人物1の顔の幅に相当するERIA個のセンサを説明する図である。
【図6】この発明の第2の実施の形態の動作を説明するフローチャートである。
【図7】(a)はこの発明の第3の実施の形態の動作を説明するフローチャート、(b)は片側のセンサデータの変化率ΔS1 と等しい変化率ΔS(n)の変化を説明するセンサデータの特性図、(c)はn1 とnの間のデータ数が少ない場合の例を表したセンサデータの特性図である。
【図8】(a)はこの発明の第4の実施の形態の動作を説明するフローチャート、(b)は第4の実施の形態に於けるセンサデータの出力を表した特性図である。
【図9】(a)はこの発明の第5の実施の形態の動作を説明するフローチャート、(b)は第5の実施の形態に於けるセンサデータの出力を表した特性図である。
【図10】(a)は被写体が遠いシーンの例を表した図、(b)は被写体が近いシーンの例を表した図、(c)はこの発明の第6の実施の形態の動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
1 測距対象物(被写体、人物)、
2a、2b 受光レンズ、
3a、3b 光路、
4a、4b 光電変換センサアレイ、
5a、5b A/D変換部、
6 CPU、
7 対象物検出部、
8 相関演算部、
9 ストロボ、
10 ピント合わせ部、
11 撮影レンズ、
13 シーン、
14 検出可能エリア。
Claims (3)
- 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光電変換素子センサアレイ上に結像させ、該光電変換素子センサアレイより出力される2像信号の相対的位置差を検知して被写体までの距離を求める測距装置に於いて、
被写体を人物とみなしたときに上記光電変換素子センサアレイ上に該人物の像が占める領域を相関エリアとして設定する設定手段と、
上記相関エリアの両端に対応する上記光電変換素子センサアレイ上の一対のセンサの出力差を求める演算手段と、
上記相関エリアを光電変換素子センサアレイに対してシフトさせながら上記演算手段から出力差を求め、該出力差が最小となるシフト位置を求める検出手段と、
上記検出手段が検出したシフト位置を基準に上記相関エリア内のセンサ出力に基づき相関演算を行う相関演算手段と、
を具備することを特徴とする測距装置。 - 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光電変換素子センサアレイ上に結像させ、該光電変換素子センサアレイより出力される2像信号の相対的位置差を検知して被写体までの距離を求める測距装置に於いて、
被写体を人物とみなしたときに上記光電変換素子センサアレイ上に該人物の像が占める領域を相関エリアとして設定する設定手段と、
上記相関エリアの両端に対応する上記光電変換素子センサアレイ上の一対のセンサの出力差を求める演算手段と、
上記相関エリアを光電変換素子センサアレイに対してシフトさせながら上記演算手段から出力差を求め、該出力差が所定レベルとなるシフト位置を求める検出手段と、
上記検出手段が検出したシフト位置を基準に上記相関エリア内のセンサ出力に基づき相関演算を行う相関演算手段と、
を具備することを特徴とする測距装置。 - 上記相関エリアの大きさは、撮影頻度が高い距離に人物が存在するときの顔の大きさに相当するように設定されることを特徴とする請求項1乃至2の何れか1に記載の測距装置。
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