(57)【要約】【課題】短い演算時間で被写体距離検出を可能にした被写体距離検出装置を提供する。【解決手段】被写体からの光束を、被写体距離検出用の撮影画面に対して十分に広い視野を有する一対の受光素子アレイにより受光し、該一対の受光素子アレイから出力される二系統の画像情報に基づき被写体距離を検出する被写体距離検出装置において、前記一対の受光素子アレイから出力される二系統の画像情報のズレ量を演算する第一ズレ量演算手段（Δｄズレ量演算回路２２）と、該第一ズレ量演算手段の演算結果に基き、前記一対の受光素子アレイの微小部分におけるズレ量を演算する第二ズレ量演算手段（Δｅズレ量演算回路２３）とを備え、前記第一ズレ量演算手段が演算した第一ズレ量と第二ズレ量演算手段が演算した第二ズレ量に基づき、被写体距離を演算する。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体からの光束を、被写体距離検出用の撮影画面に対して十分に広い視野を有する一対の受光素子アレイにより受光し、該一対の受光素子アレイから出力される二系統の画像情報に基づき被写体距離を検出する被写体距離検出装置において、
前記一対の受光素子アレイから出力される二系統の画像情報のズレ量を演算する第一ズレ量演算手段と、
該第一ズレ量演算手段の演算結果に基き、前記一対の受光素子アレイの微小部分におけるズレ量を演算する第二ズレ量演算手段とを備え、
前記第一ズレ量演算手段が演算した第一ズレ量と第二ズレ量演算手段が演算した第二ズレ量に基づき、被写体距離を演算することを特徴とする被写体距離検出装置。
【請求項２】
請求項１記載の被写体距離検出装置において、
前記第二ズレ量演算手段は、微係数を用いる演算手段であることを特徴とする被写体距離検出装置。
【請求項３】
請求項１記載の被写体距離検出装置において、
前記第二ズレ量演算手段は、高次式を用いる演算手段であることを特徴とする被写体距離検出装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の被写体距離検出装置を備えたことを特徴とするカメラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被写体距離検出装置に関し、特に、広範囲な被写体に対し、短い演算時間で被写体距離検出を可能にした被写体距離検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
被写体との距離を自動的に検出する被写体距離検出の方式の１つとして、被写体から受ける光を利用するいわゆるパッシブ方式がある。このパッシブ方式では、被写体までの距離や合焦状態からのズレ量を検出するために、被写体の映像をそれぞれ多数個の光センサからなる１対の受光素子（イメージセンサ）に受け、１対の受光素子上の映像の相対的な位置関係を電子的に検出することが一般に行なわれる。
【０００３】
ここで、従来の被写体距離検出装置の原理を、図に基いて説明する。
図５は被写体距離検出装置の原理説明図、図６は左右の受光素子アレイの出力例を示す図であって、（Ａ）は左右の受光素子アレイの出力を別個に示した図、（Ｂ）は該出力を重ねて示した図である。
【０００４】
図５に記載された符号について説明すると、１０１は被写体、１０２Ｌは左測距レンズ、１０２Ｒは右測距レンズ、１０３Ｌは左受光素子アレイ、１０３Ｒは右受光素子アレイである。左受光素子アレイ１０３Ｌと右受光素子アレイ１０３Ｒとは、一対の受光素子アレイである。
また、Ｌは被写体距離、ｆは焦点距離、Ｂは測距レンズ間隔（基線長）、Δｄは一対の受光素子アレイにより得られる被写体像の受光素子アレイ上での位相差（ズレ量）である（後述）。
【０００５】
図５において、被写体距離Ｌは、
Ｌ＝Ｂ・ｆ／Δｄ・・・（式１）
により算出される。
【０００６】
図５，図６（Ａ），（Ｂ）に示すように、左受光素子アレイ１０３Ｌは、例えばＣＣＤからなる複数個の受光素子Ｌ１〜ＬＮが、左測距レンズ１０２Ｌの光軸１０４Ｌと直交するように整列されたラインセンサとして構成される。右受光素子アレイ１０３Ｒの場合も、同様に複数個の受光素子Ｒ１〜ＲＮが、右測距レンズ１０２Ｒの光軸１０４Ｒと直交するように整列されたラインセンサとして構成される。
【０００７】
従って、被写体１０１からの光束が一対の測距レンズ１０２Ｌ，１０２Ｒに入射すると、左受光素子アレイ１０３Ｌ，右受光素子アレイ１０３Ｒ上にそれぞれ光学像を作ることになり、受光素子Ｒ１〜ＲＮ，Ｌ１〜ＬＮから得られる出力は、被写体距離Ｌに応じて位相が異なる波形となる。この位相差が前記Δｄである（図６（Ｂ）参照）。
【０００８】
焦点距離ｆと測距レンズ間隔Ｂは、被写体距離検出装置において固定値なので、左右受光素子アレイ１０２Ｌ，１０２Ｒの出力の位相差Δｄを求めることにより、前記「式１」を用いて被写体１０１までの距離Ｌが検出される。
ここに、前記位相差Δｄは、左右受光素子アレイの出力を相対的にシフトし、シフトされた両画像の一致度を表すデータから、一致度の相対的シフト量に対する関数を導き出し、得られる離散的関数から補間的に極小値を推定して求める。
【０００９】
このようにして得られた位相差Δｄから被写体距離が検出される。即ち、位相差Δｄの演算に用いる受光素子の部位を移動させ、移動された部位毎に位相差Δｄを演算することにより、被写体距離検出装置の正面外の被写体に対する距離検出を行う（特許文献１）。
【００１０】
【特許文献１】
特許第２６７６９５３号公報、第１ページ〜第２ページ、図８，図９
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の被写体距離検出装置を用いて被写体距離を検出する場合には、図７に示すように、遠近の被写体（近くの人間１０１ａと遠方の森１０１ｂ）が混合されていることがある。
【００１２】
この混合された場合には、図８に示すように、左右の受光素子アレイ１０３Ｌ，１０３Ｒの出力（左出力カーブ１０６Ｌ，右出力カーブ１０６Ｒ）の位相差Δｄは、受光素子アレイ全体に渡って一様にはならず、対応する被写体像の部位によって異なる。なお、図８において、左右の出力カーブ１０６Ｌ，１０６Ｒの大きい山が森１０１ｂによる出力であり、小さい山が人間１０１ａによる出力である。
【００１３】
従って、従来の被写体距離検出装置により広画角に対応する被写体距離検出を行うに為には、受光素子アレイ上の被写体距離検出範囲を複数に分割し、分割された被写体距離検出範囲ごとに複数回の位相差（ズレ量）の演算を繰り返し行わなければならず、演算時間の長大化が避けられないという問題点がある。
【００１４】
そこで本発明の課題は、広範囲な被写体に対し、短い演算時間で被写体距離検出を可能にした被写体距離検出装置を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために請求項１の発明は、被写体からの光束を、被写体距離検出用の撮影画面に対して十分に広い視野を有する一対の受光素子アレイにより受光し、該一対の受光素子アレイから出力される二系統の画像情報に基づき被写体距離を検出する被写体距離検出装置において、
前記一対の受光素子アレイから出力される二系統の画像情報のズレ量を演算する第一ズレ量演算手段（Δｄズレ量演算回路２２）と、
該第一ズレ量演算手段の演算結果に基き、前記一対の受光素子アレイの微小部分におけるズレ量を演算する第二ズレ量演算手段（Δｅズレ量演算回路２３）とを備え、
前記第一ズレ量演算手段が演算した第一ズレ量と第二ズレ量演算手段が演算した第二ズレ量に基づき、被写体距離を演算する構成としてある。
【００１６】
このようにすれば、第一ズレ量演算手段により先ず二系統の画像情報のズレ量である第一ズレ量（図６（Ｂ）、Δｄ）を求め、次に画面の局所的なズレ量である第二ズレ量（図３、Δｅ）を求めているので、画面上の該当箇所の被写体距離を第一ズレ量と第二ズレ量とから演算することができる。従って、従来のごとく撮影画面内の広範囲にわたる被写体距離を検出する為に、受光素子アレイ上の被写体距離検出範囲を複数に分割し、分割された被写体距離検出範囲ごとに複数回のズレ量Δｄの演算を行うことなく、ズレ量Δｄの演算を一度だけ行えばよい。よって、短い演算時間で被写体距離検出が可能となる。
【００１７】
また、請求項２では、請求項１記載の被写体距離検出装置において、
前記第二ズレ量演算手段は、微係数を用いる演算手段である構成としてある。このようにすれば、第二ズレ量演算手段は微係数を用いているので、演算が簡単であり、高速という効果がある。
【００１８】
また、請求項３では、請求項１記載の被写体距離検出装置において、
前記第二ズレ量演算手段は、高次式を用いる演算手段である構成としてある。このようにすれば、第二ズレ量演算手段は高次式近似を用いているので、演算精度が高く距離検出制度が高いという効果がある。
【００１９】
また、請求項４では、カメラに、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の被写体距離検出装置を備えた構成としてある。
このようにすれば、カメラに備えた被写体距離検出装置で被写体距離を検出する場合に、短い演算時間で被写体距離検出が可能となり、また高精度の被写体距離を演算できるので、カメラの使い勝手が向上する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
図１は本実施形態を適用したカメラの外観斜視図、図２は本実施形態のブロック図、図３は左右受光素子出力に関連する図であって、（Ａ）は左右受光素子出力を重ね合わせた図、（Ｂ）は左右受光素子出力の位相差（Δｅ）を示す図、図４は本実施形態の動作フローチャートである。
なお、既に説明済みの部分には同一符号を付し、重複説明を省略する。
【００２１】
図１に示すように、本実施形態の被写体距離検出装置ＤＤを適用したカメラＣＡは、カメラボディ１１に、被写体距離検出装置ＤＤと、撮影レンズ１２と、シャッターボタン１３と、ファインダー１４と、ストロボ１５とを備えてなる。
【００２２】
図２に示すように、被写体距離検出装置ＤＤは、左右の測距レンズ１０２Ｌ，１０２Ｒと、左右の受光素子アレイ１０３Ｌ，１０３Ｒとを備える。更に被写体距離検出装置ＤＤは、左受光素子制御回路２１Ｌと、右受光素子制御回路２１Ｒと、Δｄズレ量演算回路２２と、Δｅズレ量演算回路２３と、合焦駆動量演算回路２４と、合焦駆動制御回路２５とを備える。
【００２３】
左受光素子制御回路２１Ｌは、左受光素子アレイ１０３Ｌの出力データ（図８の左図参照）を取り込む制御を行う。
右受光素子制御回路２１Ｒは、右受光素子アレイ１０３Ｒの出力データ（図８の右図参照）を取り込む制御を行う。
Δｄズレ量演算回路２２は、従来技術で説明した方法により（本明細書の段落番号０００８〜０００９、および特許文献１）、位相差（ズレ量）Δｄを演算して求める。
【００２４】
Δｅズレ量演算回路２３は、次に説明する位相差（ズレ量）Δｅを演算する。位相差Δｅは、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、左右受光素子アレイ１０３Ｌ，１０３Ｒの一方、例えば左受光素子アレイ１０３Ｌを参照受光素子アレイとする。即ち、左出力カーブ１０６Ｌを参照する。
【００２５】
そして、左出力カーブ１０６Ｌの位相がＸ＝Ｘ０の出力がＹ＝ＹＬである時、右出力カーブ１０６Ｒの位相Ｘ＝Ｘ０における微係数Ｋを傾きにもつ前記位相Ｘ＝Ｘ０における出力Ｙ＝ＹＲを通る直線の出力値が、Ｙ＝ＹＬの時の値Ｘ＝Ｘ１との差として計算する。
即ち、Δｅ＝Ｘ１−Ｘ０…（式２）
となる。
なお、ここでＸ１の推定には高次式近似を用いる方法もある。
【００２６】
合焦駆動量演算回路２４は、被写体距離Ｌの演算を行う。即ち、受光素子アレイの特定部位に対応する被写体距離Ｌは、この特定部位の前記位相差Δｄからの更なる位相差Δｅを加えた（Δｄ＋Δｅ）を位相差として「式１」に代入した「式３」により検出できる。
Ｌ＝Ｂ・ｆ／（Δｄ＋Δｅ）・・・（式３）
【００２７】
この「式３」によれば局所的なズレ量はΔｅから得られるので、Δｄの演算が一回で済むことになり、従来技術のように「受光素子アレイ上の被写体距離検出範囲を複数に分割し、分割された被写体距離検出範囲ごとに複数回の位相差（ズレ量）の演算を繰り返し行う」ことが不要となる。従って、被写体距離の演算に要する時間を短縮できる。
合焦駆動制御回路２５は、合焦駆動量演算回路２４の演算結果に基き、図示省略の駆動装置により撮影レンズ１２（図１）の合焦駆動を行う。
【００２８】
次に本実施形態の動作を、図４を参照しつつ説明する。
図４に示すように、左受光素子制御回路２１Ｌおよび右受光素子制御回路２１Ｒにより左受光素子アレイ１０３Ｌおよび右受光素子アレイ１０３Ｒの出力データを取り込み（ステップＳ１）、Δｄズレ量演算回路２２により特定部位の位相差Δｄのズレ量を演算する（ステップＳ２）。
【００２９】
次いで、Δｅズレ量演算回路２３により位相差Δｅのズレ量を演算し（ステップＳ３）、合焦駆動量演算回路２４により合焦駆動量の演算を行う（ステップＳ４）。そして、最後に合焦駆動制御回路２５により撮影レンズ１２の合焦駆動を行う（ステップＳ５）。
【００３０】
なお、本発明は、銀塩式カメラだけではなく、デジタルカメラにも適用可能であるのは、勿論である。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、以下の効果を発揮することができる。
請求項１記載の発明によれば、第一ズレ量Δｄだけずらした後の出力波形から第二ズレ量Δｅを演算するので、ズレ量Δｄの演算を一度だけ行えばよい。従って、短い演算時間で被写体距離検出が可能となる。
【００３２】
請求項２記載の発明によれば、Δｅの演算が直線近似なので、演算が容易で高速という効果がある。
請求項３記載の発明によれば、Δｅの演算が高精度なので、距離検出が高精度に行えるという効果がある。
【００３３】
請求項４の発明によれば、カメラに備えた被写体距離検出装置で被写体距離を検出する場合に、短い演算時間で被写体距離検出が可能となり、また高精度の被写体距離を演算できるので、カメラの使い勝手が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を適用したカメラの外観斜視図である。
【図２】同実施形態の制御系のブロック図である。
【図３】同実施形態における、左右受光素子出力に関連する図であって、（Ａ）は左右受光素子出力を重ね合わせた図、（Ｂ）は左右受光素子出力の位相差を示す図である。
【図４】同本実施形態の動作フローチャートである。
【図５】従来の被写体距離検出装置の原理説明図である。
【図６】従来の被写体距離検出装置における左右の受光素子アレイの出力例を示す図であって、（Ａ）は左右の受光素子アレイの出力を別個に示した図、（Ｂ）は該出力を重ねて示した図である。
【図７】被写体に遠近が混合する場合を示す概念図である。
【図８】左右の受光素子アレイの出力の位相差が、受光素子アレイ全体に渡って一様にはならず、対応する被写体像の部位によって異なる様子を示す図である。
【符号の説明】
ＣＡ…カメラ
ＤＤ…被写体距離検出装置
１１…カメラボディ
１２…撮影レンズ
１３…シャッターボタン
１４…ファインダー
１５…ストロボ
２１Ｌ…左受光素子制御回路
２１Ｒ…右受光素子制御回路
２２…Δｄズレ量演算回路
２３…Δｅズレ量演算回路
２４…合焦駆動量演算回路
２５…合焦駆動制御回路
１０１…被写体
１０１ａ…人間
１０１ｂ…森
１０２Ｌ…左測距レンズ
１０２Ｒ…右測距レンズ
１０３Ｌ…左受光素子アレイ
１０３Ｒ…右受光素子アレイ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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