多点測距装置

【目的】測距可能な条件が広い多点測距装置を提供すること。
【構成】複数の測距エリア１５ａ、１５ｂ、１５ｃ内に入る各被写体を測距する多点測距装置であって、隣り合う測距エリア１５ａ、１５ｂ、１５ｃを一部分重複させて配置したこと。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複数のエリア内の物体、被写体などを測距できる多点測距装置に関する。
【０００２】
【従来技術およびその問題点】複数の被写界エリアについて測距またはデフォーカス検出ができる従来の多点測距装置は、各測距エリアが互いに離れていた。その従来の多点測距装置における撮影画面と測距エリアとの関係を図９の（Ａ）、（Ｂ）に示した。この図からも明らかなように従来の測距装置は、測距エリア６３ａ、６３ｂ、６３ｃが互いに離れている。そのため、測距エリア６３ａ、６３ｂ、６３ｃの間に入った被写体に対しては測距できなかった。例えば図９の（Ａ）では、樹木７１の幹が、左の測距エリア６３ｂと中央の測距エリア６３ａとの間に入っているので、樹木７１に対しては測距できなかった。
【０００３】また、パッシブ方式の測距装置は、コントラストが低い被写体についての測距精度が非常に悪かった。例えば、図９の（Ｂ）に示すように、人物７３が逆光状態にある場合において、人物７３は中央の測距エリア６３ａ内に位置し、かつ人物の輪郭が測距エリアの間に位置した場合には、中央の測距エリア６３ａはコントラストが非常に低いのでデフォーカス検出ができず、人物７３に対する自動焦点調節ができなかった。
【０００４】以上の場合には、いわゆるフォーカスロックによる撮影を行なうことも可能であるが、フォーカスロック処理は不便であった。
【０００５】
【発明の目的】本発明は、上記従来の多点測距装置の問題に鑑みてなされたもので、測距可能な条件が広い多点測距装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【発明の概要】この目的を達成するために本発明は、複数の測距エリア内に入る各被写体を測距する多点測距装置であって、隣り合う測距エリアを一部分重複させて配置したこと、に特徴を有する。
【０００７】
【実施例】以下図示実施例に基づいて本発明を説明する。図１から図３は、本発明をカメラに適用した場合における、ファインダ視野または撮影画面と測距エリアとの関係の一例を示す図である。図１は２個の測距エリア、図２は３個の測距エリア、図３は５個の測距エリアを有している。
【０００８】図１に示した第１の実施例では、ファインダ視野１１内のほぼ中心を通り、中心に対して横方向に対称に２個の測距エリア１３ａ、１３ｂを配設し、各測距エリア１３ａ、１３ｂをその幅の約１／３だけオーバラップさせてある。図２の第２の実施例、図３の第３の実施例も同様にファインダ視野１１内のほぼ中心を通る横方向に対称に３個の測距エリア１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、５個の測距エリア１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、１７ｅを配置してある。そして、測距エリア１５ａ、１７ａの中心をファインダ視野１１の中心にほぼ一致させ、その左右に残りの測距エリアをそれぞれ幅の約１／３が互いに重なるように配置してある。これらの測距エリアの数、形状、配置、重複量はいずれも一例であって、これらに限定されるものではない。
【０００９】次に、上記複数の測距エリア１３、１５、１７内の被写体について測距する測距手段の具体的構成の実施例について、図４から図７を参照して説明する。図４は、本発明を適用したＡＦセンサユニットの該略図、図５は、同ＡＦセンサユニットのラインセンサの一つの拡大図、図６は、同ＡＦセンサユニットを有する多点測距装置の回路構成を示すブロック図、図７は、同測距装置を搭載したレンズシャッタ式カメラの斜視図である。
【００１０】このＡＦセンサユニット２０は、いわゆる位相差検出方式のＡＦセンサであって、光学系として結像レンズ２１、およびイメージセンサとしてラインセンサ２３を備えている。結像レンズ２３は一対の結像レンズ２１Ｌ、２１Ｒからなり、、これらの結像レンズ２１Ｌ、２１Ｒによって形成される被写体像を受光するラインセンサ２３も一対のラインセンサ２３Ｌ、２３Ｒからなる。結像レンズ２１Ｌ、２１Ｒとラインセンサ２３Ｌ、２３Ｒとは、予め規定された距離の被写体に対して合焦するように形成してある。一方の結像レンズ２１Ｌおよびラインセンサ２３Ｌと他方の結像レンズ２１Ｒおよびラインセンサ２３Ｒとは同一の態様であり、結像レンズ２１Ｌおよび結像レンズ２１Ｒの光軸は互いに平行になるようにユニット化されている。そしてＡＦセンサユニットは、結像レンズ２１Ｌ、２１Ｒの光軸が搭載されるカメラの撮影レンズの光軸と平行に配置される。なお、結像レンズ２１Ｌ、２１Ｒの光軸は、パララックス補正のために撮影レンズの光軸とある距離で交わるように配置してもよい。
【００１１】このＡＦセンサユニット２０は、図１〜３に示したいずれの測距エリア１３〜１７にも対応可能であるが、図３に示した５個の測距エリア１７ａ〜１７ｅに対応する場合を示している。図４において、符号ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅで示した範囲がそれぞれ測距エリア１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、１７ｅに対応する。
【００１２】図５に示すように、本実施例のラインセンサ２３は、多数の光電変換素子（本実施例では１２８個）が同一基板上に所定間隔で形成されたＣＣＤラインセンサである。また、同図において、符号２３ａ〜２３ｅで示したセンサエリアがそれぞれ測距エリア１７ａ〜１７ｅに対応する。各センサエリア２３ａ〜２３ｅは、本実施例では３６個の光電変換素子を含む。光電変換素子の数、各センサエリア２３ａ〜２３ｅに割り振る光電変換素子の数は任意である。さらにラインセンサ２３は、ＣＣＤでなくてもよい。
【００１３】各光電変換素子が積分した被写体像データ（光電変換し、蓄積した電荷）は、インターフェース３３を介してラインセンサ２３の一端部から順番に読み出され、所定のディジタル信号に変換されて、距離またはデフォーカス検出手段としてのＣＰＵ（マイコン）３１に入力される。ＣＰＵ３１は、入力したディジタル信号をそれぞれ対応するメモリ３５Ｌ、３５Ｒに書き込む。なお、メモリ３５Ｌ、３５Ｒは、通常１個のRAM で構成される。
【００１４】書込が終了すると、各メモリ３５Ｌ、３５Ｒから、後述の測距エリア１７ａ〜１７ｅに対応するセンサエリア２３ａ〜２３ｅのデータを１個のエリア単位で、対応する一対のエリアについて読み出す。そうして、各測距エリア単位で距離またはデフォーカスを検出する。つまり、一対のラインセンサ２３Ｌ、２３Ｒの対応するセンサエリア２３ａ〜２３ｅに形成された一対の像の位相差（間隔）を、相関法、プレディクタ演算などにより演算し、さらにその位相差に基づいて距離またはデフォーカスなど合焦に必要なデータを演算ないしは検出する。
【００１５】すべての測距エリア１７ａ〜１７ｅについて距離またはデフォーカスを求めたら、撮影者により選択されたＡＦモードにより、あるいは予めＣＰＵ３１に設定されているＡＦモードにより、例えば最も近距離に相当する距離またはデフォーカスを選択する。そうして、例えばその選択した距離またはデフォーカスに基づいてＡＦ駆動装置３７を駆動して焦点調節を実行する。
【００１６】このＡＦセンサユニット２０は、例えばカメラ、双眼鏡などに使用される。レンズシャッタ式カメラ４１に搭載した実施例を、図７に示した。この単焦点レンズ式カメラ４１は前面に、撮影レンズ４３、撮影レンズ４３の上方に測光用窓４５、補助投光用窓４７およびファインダ窓４９が設けられ、さらに撮影レンズ４３の近傍にＡＦセンサユニット２０の結像レンズ２１Ｌ、２１Ｒが横方向に並設されている。
【００１７】なお、同図において５１はストロボ窓、５３はシャッタボタンである。また、シャッタボタン５３には測光スイッチＳＷおよびレリーズスイッチが連動していて、ＣＰＵ３１は、測光スイッチＳＷがオンされると上記距離またはデフォーカス検出動作を実行し、さらにレリーズスイッチがオンされると、検出した距離またはデフォーカスに基づいてＡＦ駆動装置３７を駆動して合焦処理、さらに図示しないがシャッタ・絞り機構を駆動して露光処理などを実行する。
【００１８】図８には、本発明の多点測距装置を搭載したカメラのファインダ視野１１における測距エリア１５ａ〜１５ｃと被写体７１、７３との関係を示してある。この実施例は、図２の３個の測距エリア１５ａ〜１５ｃに対応している。本実施例にでは、図８の（Ａ）に示した通り、近距離の樹木７１を含む風景を撮影する場合において、測距エリア１５ａ〜１５ｃが互いにオーバラップ（重複）して透き間なく並んでいるので、樹木７１の幹は測距エリアの一つ（測距エリア１５ｂ）に含まれる。つまり、測距エリア１５ｂにより樹木７１に対する距離またはデフォーカスの検出ができる。
【００１９】これに対して従来のＡＦカメラでは、既に述べた図９の（Ａ）に示したように、樹木７１の幹が中央の測距エリア６３ａと左の測距エリア６３ｂの間に入ってしまうことがある。かかる場合には樹木７１に対する測距はできない。この場合は、すべての測距エリア６３ａ〜６３ｃが遠景に対する距離またはデフォーカスを検出するので、遠景に対して合焦してしまい、樹木７１はピンボケになってしまう。
【００２０】さらに、逆光状態で暗く、影になった人物７３の撮影をする場合、本実施例では人物７３の輪郭が３個の測距エリア１５ａ〜１５ｂにかかる。つまり、人物７３の輪郭がいずれかの測距エリア１５ａ〜１５ｂ内に入る。したがって、この輪郭部における明暗の変化により、人物７３に対する距離またはデフォーカス検出ができる。図示実施例では、左右の測距エリア１５ｂ、１５ｃに輪郭部が入るので、左右の測距エリア１５ｂ、１５ｃから人物７３に対する距離またはデフォーカスが検出できる。
【００２１】これに対して従来のＡＦカメラでは、人物７３にかかるのは中央の測距エリア６５ａのみであり、しかも人物７３は測距エリア６３ａを完全に覆っている。かかる場合には、中央の測距エリア６３ａではコントラストが低いので距離またはデフォーカスの検出ができず、左右の測距エリア６３ｂ、６３ｃからは遠景に対する距離またはデフォーカスが検出されるので、人物７３はピンボケになってしまう。
【００２２】以上、図７では構成を簡単にして理解を用意にするために、３つの測距エリア１５ａ〜１５ｃを有する場合について説明したが、測距エリアの数は、図１〜図３に示したように、２個、５個でもよく、あるいはそれ以上でもよい。また、測距エリアは横方向に一直線上に並べなくてもよく、上下または左右の隣り合う測距エリアの一部分が重複していればよい。測距エリアのオーバーラップ量は、およそ１／３〜２／３が適当であるが、これに限定されない。
【００２３】以上、本実施例ではラインセンサ２３Ｌ、２３Ｒの各受光素子が積分した像信号を、一旦ディジタル信号に変換してメモリに書き込んでいたが、各測距エリア毎に積分を改めて実行する構成でもよい。この場合、ラインセンサ２３Ｌ、２３Ｒにおける被写体輝度に応じた所定時間の積分が終了し、ラインセンサ２３Ｌ、２３Ｒから積分データを読み出して測距エリアに対応する積分データのみを利用して距離またはデフォーカス検出を行なう。この間に再びラインセンサ２３Ｌ、２３Ｒに積分を実行させて、所定時間が経過したらラインセンサ２３Ｌ、２３Ｒから積分データを読み出して、次の測距エリアに対応する積分データのみを利用して距離またはデフォーカス検出を行なう。以上の処理を繰り返して、各測距エリア毎に距離またはデフォーカスを求める。
【００２４】以上の通り本発明をレンズシャッタ式カメラに適用した実施例について説明したが、本発明の多点測距装置は一眼レフカメラの測距ユニット、双眼鏡ほかの光学機器にも適用できることは容易に理解できよう。一眼レフカメラに適用した場合には周知の通り、撮影レンズ、メインミラーを透過し、サブミラーで反射した被写体光束を分割光学素子で二つの光束に分割し、各分割光束を、図４に示したのと同様の一対のラインセンサで受光する。
【００２５】
【発明の効果】以上の説明から明らかな通り本発明は、撮影画面内に納まる複数の被写体エリアを測距できる多点測距装置において、少なくとも隣り合う測距エリアを部分的に重複させたので、被写体が測距エリアと測距エリアの間に入ることがなく、中抜けを等を生じる虞れがない。また、低コントラストの主要被写体に対しても、主要被写体の輪郭が、いずれかの測距エリアに入るので、測距が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の多点測距装置の測距エリアの第１の実施例を、光学系の視野との関係で示した図である。
【図２】本発明の多点測距装置の測距エリアの第２の実施例を、光学系の視野との関係で示した図である。
【図３】本発明の多点測距装置の測距エリアの第３の実施例を、光学系の視野との関係で示した図である。
【図４】本発明を適用したＡＦモジュールの実施例の概要を示す平面図である。
【図５】同ＡＦモジュールのラインセンサとセンサエリアとの関係を示す図である。
【図６】同ＡＦモジュールを有する多点測距装置の一例の回路構成をブロックで示す図である。
【図７】同多点測距装置を搭載したレンズシャッタ式カメラの斜視図である。
【図８】図２に示した測距エリアの第２の配置例におけるファインダ視野、測距エリアおよび被写体の関係を説明する図である。
【図９】従来のＡＦカメラにおける撮影画面、測距エリアおよび被写体の関係を示す図である。
【符号の説明】
１１ファインダ視野
１３ａ測距エリア
１３ｂ測距エリア
１５ａ測距エリア
１５ｂ測距エリア
１５ｃ測距エリア
１５ｄ測距エリア
１５ｅ測距エリア
２０ＡＦセンサユニット
２１Ｌ結像レンズ
２１Ｒ結像レンズ
２３Ｌラインセンサ
２３Ｒラインセンサ
３１ＣＰＵ（デフォーカス検出手段）
３５Ｌメモリ（記憶手段）
３５Ｒメモリ（記憶手段）

【特許請求の範囲】
【請求項１】複数の測距エリア内に入る各物体を測距する多点測距装置であって、隣り合う測距エリアを一部分重複させて配置したこと、を特徴とする多点測距装置。
【請求項２】請求項１において、上記各測距エリアは、一列に直列に並んでいること、を特徴とする多点測距装置。
【請求項３】請求項１または２に記載の多点測距装置は、一対のイメージセンサと、各イメージセンサ上に、少なくとも上記測距エリアに対応する被写体像を形成する一対の光学系と、さらに、上記測距エリアに対応するセンサエリア内に形成された被写体像を光電変換した像データに基づいて上記一対のイメージセンサ上での位相差を演算手段により演算して、上記測距エリア内の被写体に対する距離またはデフォーカスを検出する距離またはデフォーカス検出手段とを備えていること、を特徴とする多点測距装置。
【請求項４】請求項３において、上記一対のイメージセンサは、所定間隔で連続的に配置された光電変換素子を備えたラインセンサであること、を特徴とする多点測距装置。
【請求項５】請求項３または４において、上記検出手段は、上記一対のイメージセンサが出力する像データをそれぞれ記憶する記憶手段を有し、上記検出手段は、上記記憶手段から上記測距エリアに対応するセンサエリア内の像データを読み出して距離またはデフォーカスを検出すること、を特徴とする多点測距装置。
【請求項６】請求項５において、上記検出手段は、上記すべての測距エリアに対する距離またはデフォーカスを、上記記憶手段に記憶した像データを読み出して検出すること、を特徴とする多点測距装置。
【請求項７】請求項３または４において、上記検出手段は、上記一対のイメージセンサが出力した像データのうち、一つの測距エリアに対応するセンサエリア内の像データを使用して距離またはデフォーカスを検出すること、を特徴とする多点測距装置。
【請求項８】請求項７において、上記検出手段は、上記一対のイメージセンサが出力した像データのうち、一つの測距エリアに対応するセンサエリア内の像データを使用して距離またはデフォーカスを検出する処理を、各測距エリアについて繰り返すこと、を特徴とする多点測距装置。

【図１】