| 【発明の名称】 |
距離検出装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】中村 研史
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| 【要約】 |
【課題】カメラ撮影時などの被写体との距離を検出する距離検出装置において、低コントラストの被写体に対して距離検出精度を向上させるためにイメージセンサの測距領域を大きくすると、背景や前景が測距領域に入り距離検出精度を劣化させる問題があった。
【解決手段】光学系と、複数の画素を有し前記光学系を通った被写体３からの光束をそれぞれ受光する一対のイメージセンサと、前記イメージセンサの測距領域２の画像情報から被写体３との距離が演算される距離演算手段と、前記光学系の配置を検出する配置検出手段とを有し、光学系の配置に応じて常に地面に対して垂直な方向の長さの方が水平方向の長さよりも長く設定された測距領域２の画像情報から被写体３との距離を検出する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 被写体と対面して配置された光学系と、複数の画素を有し前記光学系を通った被写体からの光束をそれぞれ受光する一対のイメージセンサと、前記イメージセンサ内の一対の所定領域の画像情報から被写体との距離を演算する距離演算手段とを備えた距離検出装置において、前記イメージセンサが捉える被写体の構図に応じて前記所定領域の形状が切り換えられることを特徴とする距離検出装置。
【請求項２】 前記所定領域は水平方向よりも鉛直方向の方が長いことを特徴とする請求項１に記載の距離検出装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、カメラ、ビデオカメラ、スチルビデオカメラなどに使用される被写体との距離を検出する距離検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】カメラなどに使用されるパッシブ方式と呼ばれる距離検出装置は、被写体からの光束が一対の光学系によって集光され、前記光学系の後方に配置したエリアセンサなどの一対のイメージセンサ上に結像する。そして双方のイメージセンサ上の所定領域の輝度分布を示す情報を抽出し、抽出した輝度分布の差から三角測距の原理によって被写体との距離を検出している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのような方法によると被写体のコントラストが低い場合に距離検出精度の低下を招いたり測定できない場合があった。これを解決するために、イメージセンサ上の像から画像情報を抽出する部分の面積を増加させ、低コントラストの被写体に対して距離検出が可能なようにする方法が考えられる。
【０００４】この方法によると、カメラの場合例えば図１（ａ）に示すように撮影画面１を縦長とし、この時に撮影画面１に対応したイメージセンサ上の距離検出に使用される領域（以下「測距領域」という）２の面積を大きくしており低コントラストの被写体に対しても精度良く距離の検出が可能となる。ところが、図１の（ｂ）に示すようにカメラの向きを変えて撮影画面１が横長となった場合に測距領域２が横長となる。
【０００５】このため撮影画面１内の被写体３以外の背景４が測距領域２内に入るため被写体３以外の輝度分布の情報も距離検出の演算に使用されるので距離検出精度を低下させるという問題があった。撮影画面１が横長の時に測距領域２を縦長となるように設定しても撮影画面１が縦長の時には測距領域２が横長となるので同様の問題を生ずる。
【０００６】本発明は低コントラストの被写体に対して距離検出精度を向上させるとともに背景や前景による距離検出精度の劣化のない距離検出装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【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は、被写体と対面して配置された光学系と、複数の画素を有し前記光学系を通った被写体からの光束をそれぞれ受光する一対のイメージセンサと、前記イメージセンサ内の一対の所定領域の画像情報から被写体との距離を演算する距離演算手段とを備えた距離検出装置において、前記イメージセンサが捉える被写体の構図に応じて前記所定領域の形状が切り換えられるようになっている。
【０００８】この構成によると、光学系を通った被写体からの光束は一対のイメージセンサで受光され、カメラ撮影などの向きを変えた時にその向きに対応してイメージセンサ上の測距領域の形状が設定される。そして２つの測距領域の輝度分布の差によって被写体との距離が距離演算手段によって演算される。
【０００９】前記所定領域は水平方向よりも鉛直方向の方が長くなっている。この構成によると、カメラ撮影などの向きを変えた時に測距領域は常に水平方向よりも鉛直方向の方が長くなっている。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明にかかる実施形態を図２乃至図１０を参照して説明する。これらの図において従来例と同じ部分については同一の符号を付している。図２は本発明の第１実施形態を示しており、カメラに搭載された距離検出装置におけるエリアセンサなどのイメージセンサに受光した撮影画面１内の画像を示している。同図においてカメラの向きは水平に配置し、撮影画面１は横長になっている。
【００１１】この時測距領域２は縦長の長方形に設定されており、測距領域２内には被写体３のみが存在するようになっているので、背景（または前景）４に影響されることなく距離検出可能になっている。一般に被写体３は人の場合が多く縦長であるので測距領域２を縦長としても背景４や前景が測距領域２内に入る可能性が低い。また、被写体３が建物などの場合においても測距領域２の縦方向において被写体３が同じ距離になるため距離検出精度が劣化することはない。また測距領域２は広い面積を有し多くの画素からの情報を得ることができるので、被写体のコントラストが低い場合においても精度を確保して距離検出することが可能になっている。
【００１２】測距領域２を縦長の長方形に設定すると横長の被写体の背景に建物があったり被写体の前に低い壁があった場合などにおいては距離検出精度の劣化の要因となるが、例えばファインダー内に測距領域を表示しておき測距領域内に背景や前景が入った場合に使用者がわかるようにしておくことで、使用者によって手動で測距領域を変更するようにして距離検出精度の劣化を防止することができる。手動で測距領域を変更するような操作は煩雑であるが、このような被写体の状況の方が通常は少ないため標準では測距領域２を縦長としておくことでカメラ操作を簡単にすることができる。
【００１３】次に図３に示すように、カメラを９０゜傾けて垂直に配置し撮影画面１が縦長となった場合においても測距領域２は縦長の長方形に設定されるようにしている。これによって同様に測距領域２内には被写体３のみが存在するようになっているので、背景４に影響されることなく距離検出可能になっている。
【００１４】ここでカメラの向きを変えたことを向き検知手段によって検知して測距領域の形状を変更している。向き検知手段は例えば水銀スイッチを使用して球状の電極の移動によって検出する等の手段によって構成することが可能である。
【００１５】また、図４の第２実施形態に示すように、測距領域２が長方形でない場合においても横方向の長さＸよりも縦方向の長さＹを長くすることで同様の効果を得ることができる。さらに、図５の第３実施形態に示すように複数のラインセンサを間隔を空けて配置して測距領域２を構成することも可能で全体の測距領域２の横方向の長さＸよりも縦方向の長さＹを長くすることで同様の効果を得ることができる。ここで２ａは１つのラインセンサにおける画像情報を抽出する領域である。
【００１６】以上は測距領域を撮影画面の略中央に配置した場合について説明したが、図６の第４実施形態に示すように被写体が撮影画面の中央にない時でも距離検出が可能なように、２つのエリアセンサ１３ａ、１３ｂ内に複数の測距領域を設ける場合について説明する。同図においてエリアセンサ１３ａ、１３ｂが水平に配置されている状態を示しており、夫々に被写体との距離を測定するための測距領域Ｌ１乃至Ｌ９及びＲ１乃至Ｒ９が設けられている。
【００１７】制御部１１では転送用クロックを生成しエリアセンサ１３ａ、１３ｂの全領域の情報を後述する抽出部に転送している。画像情報を抽出する測距領域は一方のエリアセンサに対して９箇所設けられているがこの中から被写体像の有無を検出して検出された測距領域（例えばＬ５）とこれに対応する他方のエリアセンサの測距領域（例えばＲ５）との情報によって三角測距の原理から距離検出が行われる。
【００１８】また一つの測距領域内に被写体があり、別の測距領域内に背景があるような場合には双方の距離検出結果から距離が近くにある方を選択したり、距離が所定の範囲内にある方を選択するなどの方法によって被写体のある測距領域の距離検出結果を抽出することができる。
【００１９】このようなシステムにおいても測距領域は縦長に設定することによって背景が同一の測距領域内に入る可能性が低く距離検出精度の劣化を防止することができる。また測距領域が広い面積を有するので被写体のコントラストが低い場合においても精度を確保して距離検出することができる。
【００２０】図７は２つのエリアセンサ１３ａ、１３ｂ内に長方形以外の測距領域を設定する場合の第５実施形態を示しており、測距領域の縦方向の長さを横方向の長さよりも長くすることによって前述の図４に示す場合と同様の効果を得ることができる。またこのシステムの２つの光学系を地面に対して垂直に配置した際における測距領域の形状を図８に示すと、距離検出装置の向きを向き検知手段によって検知し測距領域の水平方向の長さよりも垂直方向の長さを長くするようにしている。
【００２１】ここで本発明における距離検出装置をカメラなどの撮像装置に搭載した際の制御方法の例を図９を用いて簡単に説明しておく。撮像装置１０には距離検出装置２０、駆動装置１６、撮像光学系１５、撮像手段１７が搭載され、距離検出装置２０によって検出された被写体までの距離に応じて駆動装置１６が撮像光学系１５を矢印Ａ方向に駆動する。これによって撮像光学系１５を通過した被写体からの光束は撮像手段１７に合焦して結像する。
【００２２】距離検出装置２０には、一対の距離検出用光学系１２が設けられ距離検出用光学系１２から入射した光束がエリアセンサ１３ａ、１３ｂに結像する。制御部１１で生成された転送用クロックによりエリアセンサ１３ａ、１３ｂのすべての画素の画像情報が抽出部１８に転送される。また水銀スイッチなどの向き検知部１９では構図の向きが縦長か横長かを検知しその情報が抽出部１８に転送されて測距領域の形状が設定される。
【００２３】抽出部１８ではエリアセンサ１３ａ、１３ｂから転送された情報から測距領域の情報のみを抽出しマイコン（距離演算手段）１４に転送する。マイコン１４では被写体の有無を検知しエリアセンサ１３ａとエリアセンサ１３ｂとの２つの画像情報から三角測距の原理により被写体との距離を演算する。次にマイコン１４によって検出された被写体との距離に応じて駆動装置１６が制御されるようになっている。
【００２４】なお、上記構成は、前記距離検出用光学系が撮像光学系とは異なるいわゆる外光パッシブ方式であるが、これに限らず撮像光学系を通った光より距離を算出するいわゆるＴＴＬ(Through The Lens)方式であってもよい。
【００２５】
【発明の効果】請求項１の発明によると、カメラなどに搭載された距離検出装置の向きを変えた時にその向きに応じてイメージセンサの測距領域が所定の形状に設定されて被写体との距離が演算されるようになり、低コントラストの被写体に対して距離検出精度を向上させるとともに背景や前景による距離検出精度の劣化のない距離検出装置を提供することができる。
【００２６】請求項２の発明によると、カメラなどに搭載された距離検出装置の向きを変えた時にその向きに対応してイメージセンサの測距領域形状が縦長に設定されて被写体との距離が演算されるようになり、人などの縦長の被写体が多い通常の撮影状況において被写体が低コントラスト時の距離検出精度を向上させるとともに背景や前景による距離検出精度の劣化のない距離検出装置を提供することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６０７９
【氏名又は名称】ミノルタ株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）３月２５日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】佐野 静夫
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| 【公開番号】 |
特開平１１−２７１６００ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）１０月８日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−７６８６６ |
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