JP2000284170A

JP2000284170A - 測距装置

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Publication number: JP2000284170A
Application number: JP11094858A
Authority: JP
Inventors: Toru Shima; 徹島
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1999-04-01
Filing date: 1999-04-01
Publication date: 2000-10-13

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、測距装置に関し、焦点検出または
測距を行うエリア（計測エリア）を簡易かつ適切に設定
することを目的とする。【解決手段】撮像部において画素出力を読み出す走査
期間中に画像信号および動体画像信号を生成する。この
動体画像信号から動体の画面内領域を定め、動体の画面
内領域に対応して計測エリアを設定する。このとき、動
体画像信号の動体エッジ部分を囲うことにより動体の画
面内領域を特定する。また、動体画像信号の動体エッジ
の数または面積に基づいて動体の画面内領域を特定す
る。さらに、動体画像信号内から動体が消失した場合に
は、計測エリアの直前設定を維持することで、静止状態
の測距対象を計測エリアに捉え続ける。また、動体が完
全消失した場合には、予め定められた優先順位で計測エ
リアを決定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、測距または焦点検
出を行う測距装置に関する。特に、本発明は、測距対象
の位置するエリア（以下「計測エリア」という）を適切
に自動設定するための技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、各種方式の測距装置が知られ
ている。以下、これらの方式ごとに、計測エリアの設定
に関する従来技術を説明する。

【０００３】（山登り方式の測距装置）山登り方式の測
距装置は、物体像の画像信号からコントラストを検出
し、このコントラストが大きくなる方向にレンズを移動
して、ピント調節を実行する。一般に、この種の測距装
置では、コントラスト検出に当たって、画像信号の一部
をゲート回路などで抽出することにより、計測エリアの
設定が行われる。

【０００４】例えば、特開昭６０−２４９４７７号公報
には、画像信号から測距対象の色などの特徴を検出し、
その特徴の相対移動に応じて測距視野（すなわち計測エ
リア）を移動する技術が記載されている。さらに、特公
平５−６０７１２号公報には、測距対象がフレームアウ
トした場合に、レンズを停止してレンズの焦点調節状態
を保持する技術が記載されている。

【０００５】（瞳分割位相差検出方式の測距装置）瞳分
割位相差検出方式の測距装置（一眼レフカメラ等に内蔵
される焦点検出ユニットなど）では、まず、焦点検出対
象である撮影光学系の通過光束を、瞳分割して複数の分
割光束に分ける。これらの分割光束は、光軸をずらした
一組のレンズ（いわゆるセパレータレンズ）でそれぞれ
アオリ結像され、一組の分割像を形成する。このように
形成された分割像の位相差（像間隔）は、撮影光学系の
デフォーカス量（焦点ズレ量）に応じて変化する。そこ
で、測距装置は、分割像の位相差をパターンマッチング
などにより検出し、検出した位相差に基づいてデフォー
カス量の算出を行う。

【０００６】一般に、この種の測距装置では、画面内の
複数箇所に計測エリア（いわゆるフォーカスエリア）が
予め設けられたものが多い。例えば、特開平１−２８８
８１６号公報には、焦点検出中の計測エリアから求めた
像面位置が予測値から大きくはずれた場合、測距対象が
計測エリアの外に出たと判断し、その他の計測エリアの
中から像面位置が予測値に最も近いエリアを測距対象の
移動先とする技術が記載されている。

【０００７】（パッシブ方式の測距装置）パッシブ方式
の測距装置は、所定の基線長だけ離した一組の光学系を
配置して一組の光像を像形成し、一組の光像の視差（パ
ララクス）に基づいて距離を算出する。例えば、特開平
５−２３１８２２号公報には、一組の光像間でパターン
マッチングを行って視差を求め、この視差に基づいて物
体までの距離を算出する技術が記載されている。

【０００８】さらに、特開平８−１７８６３７号公報に
は、画像の輝度差から輪郭情報を検出する人工網膜素子
を左右に配置し、左右の輪郭情報の視差に基づいて物体
までの距離を算出する技術が記載されている。また、コ
ンパクトカメラなどに搭載されるパッシブ方式測距装置
では、画面内の複数箇所でそれぞれ測距を行い、最近接
の箇所を計測エリアに優先選択することにより、ピント
の中抜けを防止している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した各
種の従来技術では、画面内を移動する測距対象について
測距または焦点検出を行うためには、複雑な処理や構成
が必須になるという問題点があった。例えば、山登り方
式の従来技術（特開昭６０−２４９４７７号公報）で
は、計測エリアを設定するために、画像信号から測距対
象の色などの特徴を抽出しなければならず、複雑かつ高
度な処理が必要となる。

【００１０】また、瞳分割位相差検出方式の従来技術
（特開平１−２８８８１６号公報）では、像面位置の予
測演算などを行わなければならず、複雑かつ高度な処理
が必須となる。一方、パッシブ方式の従来技術では、近
接物の位置する計測エリアを優先的に選択するため、画
面内を移動する測距対象に合わせて計測エリアを設定す
ることは不可能である。

【００１１】そこで、請求項１〜８に記載の発明では、
簡易な装置構成かつ少ない演算処理量で、画面内を移動
する測距対象に合わせて計測エリアを設定する測距装置
を提供することを目的とする。特に、請求項１に記載の
発明では、フレームメモリなどの外部回路を使用せずに
動体画像信号を生成することにより、装置構成を単純化
した測距装置を提供することを目的とする。

【００１２】請求項２、３に記載の発明では、動体画像
信号に基づいて、動体の画面内領域を的確に決定するこ
とが可能な測距装置を提供することを目的とする。請求
項４、５に記載の発明では、動体が画面内で静止した場
合にも、計測エリアを的確に設定することが可能な測距
装置を提供することを目的とする。請求項６に記載の発
明では、請求項１〜５のいずれかの構成を有する山登り
方式の測距装置を提供することを目的とする。請求項７
に記載の発明では、請求項１〜５のいずれかの構成を有
する瞳分割位相差検出方式の測距装置を提供することを
目的とする。請求項８に記載の発明では、請求項１〜５
のいずれかの構成を有するパッシブ方式の測距装置を提
供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】以下、請求項ごとに、課
題を解決するための手段を説明する。

【００１４】（請求項１）請求項１に記載の発明は、画
像信号と、画像の時間軸方向の変化から求めた動体画像
信号とを生成する撮像部と、動体画像信号から動体の画
面内領域を求め、該画面内領域に応じて計測エリアを設
定する計測エリア設定部と、計測エリア内の画像信号に
基づいて、焦点検出または測距を行う信号処理部とを備
え、撮像部は、受光面上に二次元配列され、光像に応じ
て画素出力を生成する複数の受光部と、複数の受光部の
列ごとに設けられた垂直読み出し線と、複数の受光部の
特定行を順次に選択しつつ、該特定行の受光部から過去
保持した前コマの画素出力と、該特定行の受光部から新
規に保持した現コマの画素出力とを、垂直読み出し線へ
時分割に出力する垂直転送回路と、垂直読み出し線ごと
に設けられ、垂直読み出し線を介して時分割に転送され
る前コマの画素出力と現コマの画素出力とを比較演算す
るコマ間演算回路と、垂直読み出し線ごとに出力される
コマ間演算回路の演算結果を水平転送して、動体画像信
号を生成する動体検出用水平転送回路と、垂直読み出し
線を介して時分割に転送される画素出力の一方を選択的
に水平転送して、画像信号を生成する画像用水平転送回
路とを有して構成されることを特徴とする。

【００１５】上記構成では、撮像部において、画像信号
および動体画像信号が生成される。計測エリア設定部
は、この動体画像信号に基づいて動体の画面内領域を求
め、この画面内領域に応じて計測エリアを設定する。信
号処理部は、この計測エリア内の画像信号に基づいて、
焦点検出または測距を行う。したがって、画面内を移動
する測距対象を容易に計測エリアで捉え、焦点検出また
は測距を行うことが可能となる。また特に、上記の構成
では、撮像部において、画素出力の転送期間中に動体画
像信号の生成を完了する。したがって、動体画像信号の
生成用にフレームメモリなどの外部回路を別途設ける必
要がなく、測距装置の構成を単純かつ小型にすることが
可能となる。

【００１６】（請求項２）請求項２に記載の発明は、画
像信号と、画像の時間軸方向の変化から求めた動体画像
信号とを生成する撮像部と、動体画像信号から動体の画
面内領域を求め、画面内領域に応じて計測エリアを設定
する計測エリア設定部と、計測エリア内の画像信号に基
づいて、焦点検出または測距を行う信号処理部とを備
え、計測エリア設定部は、動体画像信号から動体のエッ
ジを検出し、動体のエッジを囲った領域を作成して動体
の画面内領域とすることを特徴とする。

【００１７】通常、動体の画面内速度がある程度遅くな
ると、動体画像信号には、動体の形そのものは現れず、
動体のエッジ部分が現れる。上記構成では、この動体の
エッジ部分を囲う領域を作成することにより、動体の画
面内領域を確実に特定することが可能となる。したがっ
て、請求項２の測距装置では、画面内を移動する測距対
象を計測エリアで正確に捉え、焦点検出または測距を行
うことが可能となる。

【００１８】（請求項３）請求項３に記載の発明は、画
像信号と、画像の時間軸方向の変化から求めた動体画像
信号とを生成する撮像部と、動体画像信号から動体の画
面内領域を求め、画面内領域に応じて計測エリアを設定
する計測エリア設定部と、計測エリア内の画像信号に基
づいて、焦点検出または測距を行う信号処理部とを備
え、計測エリア設定部は、動体画像信号から動体のエッ
ジを検出し、予め画面内に設定される複数領域から、動
体エッジの数または動体エッジの面積が最大となる領域
を動体の画面内領域に選択することを特徴とする。

【００１９】上記の構成では、計測エリア設定部が、動
体エッジの数または動体エッジの面積が最大となる領域
を動体の画面内領域に選択する。したがって、画面内に
複数の動体が点在するようなケースにおいても、ある程
度大きく主要となる動体を自動的に選んで、画面内領域
を特定することができる。また、動体エッジの数は、動
体の輪郭やエッジの複雑さに比例して増大する。したが
って、エッジ数が最大となる領域を選択することによ
り、複雑な輪郭やエッジを有する主要な動体を自動的に
選んで、画面内領域を特定することも可能となる。一
方、動体エッジの面積は、動体の画面内速度に比例して
増大する。したがって、エッジ部分の面積が最大となる
領域を選択することにより、高速移動する主要な動体を
自動的に選んで、画面内領域を特定することも可能とな
る。

【００２０】（請求項４）請求項４に記載の発明は、画
像信号と、画像の時間軸方向の変化から求めた動体画像
信号とを生成する撮像部と、動体画像信号から動体の画
面内領域を求め、画面内領域に応じて計測エリアを設定
する計測エリア設定部と、計測エリア内の画像信号に基
づいて、焦点検出または測距を行う信号処理部とを備
え、計測エリア設定部は、動体画像信号内から動体が消
失した場合、計測エリアの直前の設定を維持することを
特徴とする。通常、画面内の動体が一旦静止すると、動
体画像信号はフラットになる。このような場合に、請求
項４の測距装置は、直前の計測エリアの設定をそのまま
維持する。したがって、画面内で静止している測距対象
を、継続して計測エリアに捉え続けることが可能とな
る。

【００２１】（請求項５）請求項５に記載の発明は、画
像信号と、画像の時間軸方向の変化から求めた動体画像
信号とを生成する撮像部と、動体画像信号から動体の画
面内領域を求め、画面内領域に応じて計測エリアを設定
する計測エリア設定部と、計測エリア内の画像信号に基
づいて、焦点検出または測距を行う信号処理部とを備
え、計測エリア設定部は、動体画像信号内に動体が存在
しない場合、または動体の画面内分布に有意な偏りがな
い場合、予め定められた優先順位に従って計測エリアを
設定することを特徴とする。

【００２２】通常、画面内に動体が存在しないケース
や、動体の画面内分布に有意な偏りが見られないケース
では、動体画像信号に基づいて計測エリアを設定するこ
とが困難となる。そこで、請求項５の測距装置では、こ
れらのケースにおいて、予め定められた優先順位に従っ
て、計測エリアの設定を行う。したがって、計測エリア
が不定となり動作が不安定となる不具合を柔軟かつ的確
に回避することが可能となる。

【００２３】（請求項６）請求項６に記載の発明は、請
求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の測距装置
において、信号処理部は、計測エリア内の画像信号のコ
ントラストが極大になるように撮像部のレンズの駆動制
御を行って、コントラストが高くなるレンズ駆動方向か
ら前ピン／後ピンの判定（焦点検出）を行うか、また
は、レンズの合焦位置から測距を行うことを特徴とす
る。上記構成により、請求項１〜５のいずれか１項に記
載の発明を適用した山登り方式の測距装置を実現するこ
とが可能となる。

【００２４】（請求項７）請求項７に記載の発明は、請
求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の測距装置
において、撮像部は、焦点検出対象である撮影光学系の
通過光束を瞳分割してそれぞれ結像し、複数の分割像を
像形成する焦点検出用光学系と、複数の分割像を撮像し
て画像信号および動体画像信号を生成する撮像回路とか
ら構成され、信号処理部は、計測エリア内の画像信号に
ついて複数の分割像の位相差を算出し、算出された位相
差に基づいて撮影光学系の焦点検出を行う手段であるこ
とを特徴とする。上記構成により、請求項１〜５のいず
れか１項に記載の発明を適用した瞳分割位相差検出方式
の測距装置を実現することが可能となる。

【００２５】（請求項８）請求項８に記載の発明は、請
求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の測距装置
において、撮像部は、所定の基線長だけ離した複数の光
学系を介して複数の光像を像形成する測距用光学系と、
複数の光像を撮像して画像信号および動体画像信号を生
成する撮像回路とから構成され、信号処理部は、計測エ
リア内の画像信号について複数の光像の像間隔を算出
し、算出された像間隔に基づいて測距を行う手段である
ことを特徴とする。上記構成により、請求項１〜５のい
ずれか１項に記載の発明を適用したパッシブ方式の測距
装置を実現することが可能となる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明にお
ける実施の形態を説明する。

【００２７】＜第１の実施形態＞第１の実施形態は、請
求項１〜６に記載の発明に対応する実施形態である。

【００２８】（第１の実施形態の概略構成）図１は、第
１の実施形態における測距装置１０の構成ブロック図で
ある。図１において、測距装置１０には、光像を結像す
る撮影レンズ１２が設けられる。この撮影レンズ１２の
像空間側には、動き検出用固体撮像装置１３の受光面が
配置される。この動き検出用固体撮像装置１３からは、
画像信号および動体画像信号が出力される。

【００２９】この画像信号は、プリアンプ１４を介し
て、画像信号処理回路１５およびハイパスフィルタ１６
に供給される。画像信号処理回路１５は、画像信号にガ
ンマ補正などの信号処理を施した後、外部へ画像信号を
出力する。また、ハイパスフィルタ１６は、入力された
画像信号から空間周波数の高域成分を抽出して、ゲート
回路１７に供給する。

【００３０】一方、動き検出用固体撮像装置１３から出
力された動体画像信号は、動体画像信号処理回路１８お
よびゲート制御部１９に供給される。ゲート制御部１９
は、入力された動体画像信号に基づいて計測エリアを決
定し、計測エリアを示すゲートタイミング信号をゲート
回路１７へ出力する。ゲート回路１７の出力は、検波回
路２０を介してモータ制御部２１に与えられる。モータ
制御部２１の出力は、モータ駆動回路２２を介して焦点
制御モータ２３に与えられる。この焦点制御モータ２３
は、撮影レンズ１２のピント調整を行う。この撮影レン
ズ１２には、レンズ位置を検出するエンコーダ２４が設
けられる。このエンコーダ２４の出力は距離換算部２５
に入力される。次に、上述した動き検出用固体撮像装置
１３について、詳細な回路構成を説明する。

【００３１】（動き検出用固体撮像装置１３の回路構
成）図２は、動き検出用固体撮像装置１３の内部回路を
示す図である。図２において、動き検出用固体撮像装置
１３には、単位画素１が、ｎ行ｍ列でマトリックス配列
される。これらの単位画素１は、光電変換を行うホトダ
イオードＰＤと、電荷転送用のＭＯＳスイッチＱＴと、
電荷リセット用のＭＯＳスイッチＱＰと、行選択用のＭ
ＯＳスイッチＱＸと、接合型電界効果トランジスタから
なる増幅素子ＱＡとから構成されている。

【００３２】このような単位画素１の出力は、垂直列ご
とに共通接続され、ｍ本分の垂直読み出し線２を形成す
る。また、動き検出用固体撮像装置１３には、垂直シフ
トレジスタ３が設けられる。この垂直シフトレジスタ３
は、制御パルスφＴＧ１，φＰＸ１，φＲＧ１によりＭ
ＯＳスイッチＱＴ，ＱＰ，ＱＸを開閉制御し、単位画素
１の画素出力を垂直読み出し線２上に出力する。これら
の垂直読み出し線２には、電流源４がそれぞれ接続され
る。

【００３３】さらに、これらの垂直読み出し線２は、差
分処理回路５をそれぞれ介して、水平読み出し線７に接
続される。この水平読み出し線７には、リセット用のＭ
ＯＳスイッチＱＲＳＨが接続される。これらのＭＯＳス
イッチＱＲＳＨには、水平シフトレジスタ８などからリ
セット用の制御パルスφＲＳＨが供給される。一方、上
述した差分処理回路５は、電荷保持用のコンデンサＣＶ
と、コンデンサの充電路を形成するためのＭＯＳスイッ
チＱＶと、水平転送用のＭＯＳスイッチＱＨとから構成
される。これらのＭＯＳスイッチＱＨには、水平シフト
レジスタ８のパラレル出力φＨ１〜φＨｍがそれぞれ接
続される。また、差分処理回路５には、電荷保持のタイ
ミングを決定するための制御パルスφＶが垂直シフトレ
ジスタ３などから供給される。

【００３４】さらに、垂直読み出し線２には、異値検出
回路６がそれぞれ接続される。これらの異値検出回路６
は、垂直転送される新旧の画素出力を比較する回路であ
り、例えば、標本回路とその標本回路の出力に基づいて
新旧の画素出力を比較する比較回路などから構成され
る。この異値検出回路６には、標本タイミングを決定す
るための制御パルスφＳＡ，φＳＢが垂直シフトレジス
タ３などから供給される。

【００３５】このような異値検出回路６の各出力は、シ
フトレジスタ９のパラレル入力Ｑ１〜Ｑｍにそれぞれ接
続される。このシフトレジスタ９には、パラレル入力の
取り込みタイミングを決定するための制御パルスφＬＤ
と、シリアル転送の転送クロックφＣＫとが入力され
る。これらのパルスφＬＤ，φＣＫは、例えば水平シフ
トレジスタ８などから供給される。

【００３６】（本発明と第１の実施形態との対応関係）
次に、上述した第１の実施形態における構成（図１，図
２）と、本発明の各構成要素との対応関係を説明する。
まず、請求項１に記載の発明と第１の実施形態との対応
関係については、撮像部は撮影レンズ１２および動き検
出用固体撮像装置１３に対応し、計測エリア設定部はゲ
ート制御部１９に対応し、信号処理部は、ハイパスフィ
ルタ１６、ゲート回路１７、検波回路２０、モータ制御
部２１、焦点制御モータ２３、エンコーダ２４および距
離換算部２５に対応し、受光部はホトダイオードＰＤに
対応し、垂直読み出し線は垂直読み出し線２に対応し、
垂直転送回路は、垂直シフトレジスタ３、電荷転送用の
ＭＯＳスイッチＱＴ、電荷リセット用のＭＯＳスイッチ
ＱＰ、行選択用のＭＯＳスイッチＱＸおよび増幅素子Ｑ
Ａに対応し、コマ間演算回路は異値検出回路６に対応
し、動体検出用水平転送回路はシフトレジスタ９に対応
し、画像用水平転送回路は、差分処理回路５、水平読み
出し線７および水平シフトレジスタ８に対応する。

【００３７】また、請求項２〜６に記載の発明と第１の
実施形態との対応関係については、撮像部は撮影レンズ
１２および動き検出用固体撮像装置１３に対応し、計測
エリア設定部はゲート制御部１９に対応し、信号処理部
は、ハイパスフィルタ１６、ゲート回路１７、検波回路
２０、モータ制御部２１、焦点制御モータ２３、エンコ
ーダ２４および距離換算部２５に対応する。

【００３８】（動き検出用固体撮像装置１３における撮
像動作の説明）まず、測距装置１０全体の動作説明に先
立って、動き検出用固体撮像装置１３の撮像動作につい
て次に説明する。垂直シフトレジスタ３は、読み出し行
のＭＯＳスイッチＱＸを選択的にオン状態にし、読み出
し行の増幅素子ＱＡを垂直読み出し線２に接続してバイ
アス電流ＩＢを供給する。

【００３９】このとき、読み出し行のＭＯＳスイッチＱ
Ｔはオフ状態にあり、増幅素子ＱＡのゲート容量には、
前回読み出しを行った際の信号電荷が残留する。その結
果、読み出し行の増幅素子ＱＡからは、前コマの画素出
力が垂直読み出し線２に出力される。異値検出回路６
は、この前コマの画素出力を取り込み、保持する。次
に、垂直シフトレジスタ３は、読み出し行のＭＯＳスイ
ッチＱＰを一時的にオン状態にして、ゲート容量の残留
電荷をリセットする。

【００４０】この状態で、読み出し行の増幅素子ＱＡか
ら垂直読み出し線２には、暗信号が出力される。この暗
信号は、リセット時の雑音（いわゆるｋＴＣ雑音）や、
増幅素子ＱＡにおけるゲート−ソース間電圧のバラツキ
を含んだ信号である。差分処理回路５は、ＭＯＳスイッ
チＱＶを一時的にオン状態にして、この暗信号をコンデ
ンサＣＶに保持する。

【００４１】続いて、垂直シフトレジスタ３は、読み出
し行のＭＯＳスイッチＱＴを一時的にオン状態にして、
ホトダイオードＰＤの信号電荷を増幅素子ＱＡのゲート
容量に転送する。その結果、垂直読み出し線２には、最
新の画素出力が増幅素子ＱＡから出力される。異値検出
回路６は、直前に保持した前コマの画素出力と、この最
新の画素出力とが許容範囲内で一致しているか否かの判
定を行い、その判定結果を出力する。シフトレジスタ９
は、これらの判定結果をパラレル入力端子Ｑ１〜Ｑｍを
介して取り込む。

【００４２】一方、この最新の画素出力は、暗信号を保
持したコンデンサＣＶの一端側に印加される。その結
果、コンデンサＣＶの他端側には、暗信号を除いた真の
画素出力が出力される。この状態で、シフトレジスタ９
および水平シフトレジスタ８には、同一の転送クロック
φＣＫが入力される。すると、シフトレジスタ９は、動
体画像信号を１行分だけシリアル出力する。一方、水平
シフトレジスタ８は、水平転送用のＭＯＳスイッチＱＨ
を順番にオン状態に設定し、１行分の画素出力を水平読
み出し線７へ順次出力する。以上のような動作を、読み
出し行を１行ずつずらしながら繰り返すことにより、図
３（ａ）に示すような画像信号と、図３（ｂ）に示すよ
うな動体画像信号が同期したタイミングで、動き検出用
固体撮像装置１３から出力される。

【００４３】（計測エリアの設定動作の説明）次に、ゲ
ート制御部１９における計測エリアの設定動作について
説明する。ゲート制御部１９は、下記に示す３種類の設
定モード［Ａ］〜［Ｃ］を選択可能に有する。

【００４４】［Ａ］動体画像信号からダイレクトに計測
エリアを設定するモードこの設定モードでは、動体画像信号の示す動体領域（も
しくは動体エッジの領域）を、そのまま計測エリアとし
て使用する。まず、ゲート制御部１９は、動体画像信号
を『プリアンプ１４およびハイパスフィルタ１６の伝搬
遅延時間分』だけ等価的に遅延させて、ゲート回路１７
の入力段における画像信号と動体画像信号との信号位相
を揃える。ゲート制御部１９は、このような動体画像信
号を、そのままゲートタイミング信号としてゲート回路
１７に出力する。

【００４５】ゲート回路１７では、このゲートタイミン
グ信号に合わせて、画像信号の抽出を行う。その結果、
ゲート回路１７では、動体領域（もしくは動体エッジ領
域）に相当する範囲の画像信号が選択的に抽出される。
このような設定モードでは、動体画像信号から計測エリ
アをリアルタイムに設定し、計測エリア内の画像信号を
迅速に得ることが可能となる。したがって、本設定モー
ドでは、計測エリアを決定するまでの期間に、動体が計
測エリアから出てしまうなどの不具合を確実に回避する
ことが可能となる。

【００４６】［Ｂ］動体エッジを囲って計測エリアを設
定するモードこの設定モードでは、動体画像信号の示す動体エッジの
領域を囲って動体の画面内領域を求め、この画面内領域
に基づいて計測エリアを設定する。まず、ゲート回路１
７は、動体画像信号を１フレーム分観察して、図３
（ｃ）に示すように動体エッジ群を囲った矩形状の包括
領域Ｒを求める。ゲート回路１７は、この包括領域Ｒに
基づいてゲートタイミング信号を生成して出力する。

【００４７】ゲート回路１７では、このゲートタイミン
グ信号に合わせて、画像信号の抽出を行う。その結果、
ゲート回路１７からは、包括領域Ｒに相当する画像信号
が選択的に出力される。このような設定モードでは、動
体を内包する矩形領域に基づいて計測エリアを設定する
ことが可能となる。

【００４８】［Ｃ］動体エッジの面積に応じて計測エリ
アを選択するモードこの設定モードでは、動体エッジの面積が最大となる領
域を動体の画面内領域と定め、この画面内領域に基づい
て計測エリアを設定する。まず、図３（ｄ）に示すよう
に、画面内には複数領域Ａ〜Ｅが予め設定される。ゲー
ト回路１７は、これら複数領域Ａ〜Ｅごとに、動体エッ
ジの画素数を計数し、動体エッジの画素数が最も多かっ
た領域を選択する。ゲート回路１７は、この選択した領
域に基づいてゲートタイミング信号を生成して出力す
る。ゲート回路１７では、このゲートタイミング信号に
合わせて、画像信号の抽出を行う。このような設定モー
ドでは、動体エッジの面積が最も大きな領域に基づいて
計測エリアを設定することが可能となる。

【００４９】（動体消失の対処動作の説明）図４は、ゲ
ート制御部１９における動体消失時の対処動作を説明す
るための流れ図である。以下、図４を用いて、動体消失
時の対処動作について説明する。まず、ゲート制御部１
９は、動体画像信号を１フレーム分観察し、動体エッジ
もしくは動体の総画素数Ｎが所定の下限値Ｎminを上回
ったか否かを判定する（Ｓ１１）。

【００５０】総画素数Ｎが下限値Ｎmin以下の場合（Ｓ
１１のＮＯ側）、ゲート制御部１９は、動体が画面内に
存在しないと判断して、ステップＳ１４に動作を移行す
る。一方、総画素数Ｎが下限値Ｎminより多い場合（Ｓ
１１のＹＥＳ側）、ゲート制御部１９は、図３（ｄ）に
示した複数領域Ａ〜Ｅについて、動体エッジ画素数に有
意差があるか否かを判定する（ステップＳ１２）。

【００５１】複数領域Ａ〜Ｅの動体エッジ画素数が僅差
で有意差が見られない場合（Ｓ１２のＮＯ側）、ゲート
制御部１９は、画面全体に動体が分布していると判断
し、ステップＳ１４に動作を移行する。また、複数領域
Ａ〜Ｅの動体エッジ画素数に有意差があった場合、ゲー
ト制御部１９は、画面内の一部に動体が位置すると判断
する。この場合、ゲート制御部１９は、上述した通り、
設定モード［Ａ］〜［Ｃ］の動作を実行し、計測エリア
の設定を行う（ステップＳ１３）。

【００５２】一方、ステップＳ１４に動作が移行した場
合、動体画像信号に基づいて計測エリアを設定すること
が困難であると判断できる。そこで、ゲート制御部１９
は、動体消失からすでに一定期間を経過しているか否か
を判定する。もし、動体消失から一定期間を経過してい
ない場合（Ｓ１４のＮＯ側）、ゲート制御部１９は、直
前の計測エリアの設定をそのまま維持し、静止した測距
対象を計測エリアで捉え続ける。一方、動体消失から一
定期間を経過している場合（Ｓ１４のＹＥＳ側）、ゲー
ト制御部１９は測距対象がすでに計測エリアから外れた
と推測し、優先順位の高いエリアを計測エリアに設定す
る。この場合の優先順位の高いエリアとしては、例え
ば、次のような設定が可能である。

【００５３】（１）所定（たとえば画面中央）のエリア
を優先順位の高いエリアとする。（２）過去の動体移動方向の延長先に位置するエリアを
優先順位の高いエリアとする。

【００５４】以上のような対処動作により、動体消失時
において、計測エリアの不定な空白期間を生じることな
く、的確な計測エリアを設定し続けることができる。

【００５５】（山登り方式の焦点検出動作および測距動
作について）次に、山登り方式の焦点検出動作および測
距動作について説明する。ゲート回路１７は、上述のよ
うに設定された計測エリア内の画像信号をゲート抽出し
て、検波回路２０に出力する。検波回路２０は、この計
測エリア内の画像信号（すでにＨＰＦ処理済み）を整流
検波して、画像コントラストに相当する直流信号電圧を
生成する。

【００５６】モータ制御部２１は、この直流信号電圧が
大きくなるレンズ移動方向を判定することにより、撮影
レンズ１２の焦点調節状態が前ピン／後ピンかを判断す
る（焦点検出動作）。このような判断に基づいてモータ
制御部２１は、モータ制御電圧を調整して出力する。こ
のモータ制御電圧は、モータ駆動回路２２において電流
増幅された後、焦点制御モータ２３に供給される。その
結果、焦点制御モータ２３で生じた駆動力は、撮影レン
ズ１２内のフォーカスレンズ群を合焦認定範囲内へ駆動
する。

【００５７】このような制御動作により、計測エリア内
の画像信号のコントラストが極大になる位置まで、山登
り方式のレンズ制御が実行される。エンコーダ２４は、
撮影レンズ１２のレンズ位置を検出する。距離換算部２
５は、このレンズ位置に基づいて物空間側の合焦点まで
の距離を算出し、距離情報として外部へ出力する（測距
動作）。

【００５８】（第１の実施形態の効果について）上述し
た動作により、第１の実施形態では、動体画像信号に基
づいて計測エリアの設定を行う。したがって、複雑な処
理を経ることなく、動体に合わせて計測エリアを容易に
設定することが可能となる。また、第１の実施形態で
は、動き検出用固体撮像装置１３を使用して、画像信号
と動体画像信号を同時生成する。したがって、動体画像
信号の生成用にフレームメモリなどの外部回路を別途設
ける必要がなく、測距装置１０を単純かつ小型に構成す
ることが可能となる。

【００５９】さらに、第１の実施形態では、設定モード
［Ａ］の動作により、計測エリアをリアルタイムに設定
することが可能となる。したがって、計測エリアを決定
するまでのフレーム遅れの期間に、動体が計測エリアか
ら出てしまうなどの不具合を回避することが可能とな
る。また、第１の実施形態では、設定モード［Ｂ］の動
作により、動体を内包した領域に基づいて計測エリアに
設定することが可能となる。

【００６０】さらに、第１の実施形態では、設定モード
［Ｃ］の動作により、画面内に複数の動体が点在するよ
うなケースにおいても、ある程度大きな主要動体を自動
的に選んで計測エリアを設定することが可能となる。ま
た、第１の実施形態では、図４に示す対処動作により、
動体が消失した場合にも、適正な計測エリアを設定する
ことが可能となる。次に、別の実施形態について説明す
る。

【００６１】＜第２の実施形態＞第２の実施形態は、請
求項１〜５および請求項７に記載の発明に対応した実施
形態である。図５は、第２の実施形態における測距装置
３０の構成ブロック図である。図５において、焦点検出
の対象である撮影光学系３１の像空間側に、サブミラー
３２が配置される。このサブミラー３２の反射光路上に
は、視野マスク３３、絞りマスク３４、セパレータレン
ズ３５および動き検出用固体撮像装置３６が順に配置さ
れる。この動き検出用固体撮像装置３６からは、画像信
号と動体画像信号とが同時並行に出力される。

【００６２】この画像信号は、ゲート回路３８を介して
位相差演算部３９に与えられる。この位相差演算部３９
から出力される位相差情報は、デフォーカス換算部４０
に与えられる。一方、動き検出用固体撮像装置３６から
出力される動体画像信号は、ゲート制御部４１に入力さ
れる。ゲート制御部４１からは、ゲート回路３８のゲー
トタイミングを制御するための情報が出力される。な
お、動き検出用固体撮像装置３６については、第１の実
施形態の動き検出用固体撮像装置１３と同様の回路構成
（図２）を有するため、ここでの説明を省略する。

【００６３】（本発明と第２の実施形態との対応関係）
次に、上述した第２の実施形態における構成と、本発明
の各構成要素との対応関係を説明する。まず、請求項１
に記載の発明と第２の実施形態との対応関係について
は、撮像部は絞りマスク３４、セパレータレンズ３５お
よび動き検出用固体撮像装置３６に対応し、計測エリア
設定部はゲート制御部４１に対応し、信号処理部は、ゲ
ート回路３８、位相差演算部３９およびデフォーカス換
算部４０に対応し、受光部はホトダイオードＰＤに対応
し、垂直読み出し線は垂直読み出し線２に対応し、垂直
転送回路は、垂直シフトレジスタ３、電荷転送用のＭＯ
ＳスイッチＱＴ、電荷リセット用のＭＯＳスイッチＱ
Ｐ、行選択用のＭＯＳスイッチＱＸおよび増幅素子ＱＡ
に対応し、コマ間演算回路は異値検出回路６に対応し、
動体検出用水平転送回路はシフトレジスタ９に対応し、
画像用水平転送回路は、差分処理回路５、水平読み出し
線７および水平シフトレジスタ８に対応する。

【００６４】また、請求項２〜５に記載の発明と第２の
実施形態との対応関係については、撮像部は絞りマスク
３４、セパレータレンズ３５および動き検出用固体撮像
装置３６に対応し、計測エリア設定部はゲート制御部４
１に対応し、信号処理部は、ゲート回路３８、位相差演
算部３９およびデフォーカス換算部４０に対応する。さ
らに、請求項７に記載の発明と第２の実施形態との対応
関係については、焦点検出用光学系は絞りマスク３４お
よびセパレータレンズ３５に対応し、撮像回路は動き検
出用固体撮像装置３６に対応する。

【００６５】（第２の実施形態の動作説明）まず、測距
装置３０では、撮影光学系３１の通過光束をサブミラー
３２を介して屈曲し、視野マスク３３の方向へ導く。こ
の視野マスク３３は、通過光束の予定結像面の近傍に配
置されて、予定結像面の近傍に形成される空中像の視野
を制限する。

【００６６】この視野マスク３３を透過した通過光束
は、絞りマスク３４において瞳分割され、一組の分割光
束に分割される。これらの分割光束は、セパレータレン
ズ３５を介して個別にアオリ結像され、動き検出用固体
撮像装置３６の受光面上に、図６（ａ）に図示するよう
な一組の分割像を像形成する。動き検出用固体撮像装置
３６は、このような一組の分割像を撮像して、画像信号
と動体画像信号（図６（ｂ））を生成する。

【００６７】ゲート制御部４１は、第１の実施形態と同
様に、この動体画像信号に基づいて設定モード［Ａ］〜
［Ｃ］のいずれかと同様の動作を行い、動体の画面内領
域（例えば、図６中の４５Ａ，４５Ｂ）を決定する。さ
らに、ゲート制御部４１は、このような画面内領域４５
Ａ，４５Ｂから中央部分などを切り出して、図６（ｂ）
に示すように計測エリア４６Ａ，４６Ｂを設定する。

【００６８】ゲート回路３８は、ゲート制御部４１から
計測エリア４６Ａ，４６Ｂの位置情報を取り込み、計測
エリア４６Ａ，４６Ｂ内の画像を抽出する。位相差演算
部３９は、このように抽出された計測エリア４６Ａ，４
６Ｂ内の画像を取り込み、パターンマッチングにより両
画像間の位相差を検出する。デフォーカス換算部４０
は、両画像間の位相差に基づいて、撮影光学系３１のデ
フォーカス量を算出し、外部へ出力する。

【００６９】以上説明したように、第２の実施形態にお
いても、動体画像信号に基づいて計測エリアの設定を行
うので、計測エリアを簡易に設定できるなど、第１の実
施形態と同様の効果を得ることが可能となる。また特
に、第２の実施形態では、動体画像信号に基づいて、計
測エリア４６Ａ，４６Ｂを事前設定する。そのため、計
測エリア４６Ａ，４６Ｂ内には、すでに同一の画像パタ
ーンがわずかな位相差で収まっている可能性が高い。し
たがって、計測エリア４６Ａ，４６Ｂの位相をわずかに
ずらして比較演算するだけで、両画像間の位相差を迅速
かつ正確に検出することが可能となる。

【００７０】また、従来において一組の計測エリアを画
面上に固定設定する場合には、エリア内の画像間の位相
ズレ幅を予め考慮して計測エリアを広く設定する必要が
あった。しかし、第２の実施形態では、計測エリア４６
Ａ，４６Ｂ内に同一の画像パターンがわずかな位相差で
収まっている可能性が高いので、計測エリアを従来より
も狭く設定することが可能となる。したがって、位相差
検出の演算量を格段に軽減することが可能となる。次
に、別の実施形態について説明する。

【００７１】＜第３の実施形態＞第３の実施形態は、請
求項１〜５および請求項８に記載の発明に対応した実施
形態である。図７は、第３の実施形態における測距装置
７０の構成ブロック図である。図７において、測距装置
７０には、測距用光学系７５が配置される。この測距用
光学系７５は、所定の基線長Ｌだけ間隔を離した複数の
光学系から構成される。

【００７２】この測距用光学系７５の像空間側には、動
き検出用固体撮像装置７６の受光面が配置される。この
動き検出用固体撮像装置７６からは、画像信号と動体画
像信号とが同時並行に出力される。この画像信号は、ゲ
ート回路７８を介して像間隔演算部７９に与えられる。
この像間隔演算部７９の出力情報は、距離換算部８０に
与えられる。

【００７３】一方、動き検出用固体撮像装置７６から出
力される動体画像信号は、ゲート制御部８１に入力され
る。ゲート制御部８１からは、ゲート回路７８のゲート
タイミングを制御するための情報が出力される。なお、
動き検出用固体撮像装置７６については、第１の実施形
態の動き検出用固体撮像装置１３と同様の回路構成（図
２）を有するため、ここでの説明を省略する。

【００７４】（本発明と第３の実施形態との対応関係）
次に、上述した第３の実施形態における構成と、本発明
の各構成要素との対応関係を説明する。まず、請求項１
に記載の発明と第３の実施形態との対応関係について
は、撮像部は測距用光学系７５および動き検出用固体撮
像装置７６に対応し、計測エリア設定部はゲート制御部
８１に対応し、信号処理部は、ゲート回路７８、像間隔
演算部７９および距離換算部８０に対応し、受光部はホ
トダイオードＰＤに対応し、垂直読み出し線は垂直読み
出し線２に対応し、垂直転送回路は、垂直シフトレジス
タ３、電荷転送用のＭＯＳスイッチＱＴ、電荷リセット
用のＭＯＳスイッチＱＰ、行選択用のＭＯＳスイッチＱ
Ｘおよび増幅素子ＱＡに対応し、コマ間演算回路は異値
検出回路６に対応し、動体検出用水平転送回路はシフト
レジスタ９に対応し、画像用水平転送回路は、差分処理
回路５、水平読み出し線７および水平シフトレジスタ８
に対応する。

【００７５】また、請求項２〜５に記載の発明と第３の
実施形態との対応関係については、撮像部は測距用光学
系７５および動き検出用固体撮像装置７６に対応し、計
測エリア設定部はゲート制御部８１に対応し、信号処理
部は、ゲート回路７８、像間隔演算部７９および距離換
算部８０に対応する。さらに、請求項８に記載の発明と
第３の実施形態との対応関係については、測距用光学系
は測距用光学系７５に対応し、撮像回路は動き検出用固
体撮像装置７６に対応する。

【００７６】（第３の実施形態の動作説明）まず、測距
装置７０では、測距用光学系７５を介して、複数の光像
が像形成される。動き検出用固体撮像装置７６は、これ
らの光像を撮像して、画像信号と動体画像信号を生成す
る。ゲート制御部８１は、第１の実施形態と同様に、こ
の動体画像信号に基づいて設定モード［Ａ］〜［Ｃ］の
いずれかと同様の動作を行い、光像毎に動体の画面内領
域を決定する。

【００７７】さらに、ゲート制御部８１は、これらの画
面内領域の中央部分などを計測エリアに設定する。ゲー
ト回路７８は、この計測エリアの位置情報をゲート制御
部８１から取り込み、光像毎に計測エリア内の画像を抽
出する。像間隔演算部７９は、このように抽出された画
像をパターンマッチングして、両画像間の像間隔を検出
する。

【００７８】デフォーカス換算部４０は、両画像間の像
間隔と基線長Ｌに基づいて、三角測量演算を行い、測距
対象までの距離を算出して外部へ出力する。以上説明し
たように、第３の実施形態においても、動体画像信号に
基づいて計測エリアの設定を行うので、計測エリアを簡
易に設定できるなど、第１の実施形態と同様の効果を得
ることが可能となる。

【００７９】また特に、第３の実施形態では、動体画像
信号に基づいて、光像毎に計測エリアを事前設定するの
で、計測エリア内には、同一の画像パターンがわずかな
位相差で収まっている可能性が高い。したがって、計測
エリア内の画像については、像位相をわずかにずらして
比較演算するだけで、両画像間の像間隔を迅速かつ正確
に検出することが可能となる。

【００８０】（実施形態の補足事項について）なお、上
述した第１〜第３の実施形態では、動き検出用固体撮像
装置において、増幅素子ＱＡとして接合型電界効果トラ
ンジスタを使用しているが、これに限定されるものでは
ない。一般的には、増幅機能を有する素子を増幅素子Ｑ
Ａとして用いることができる。例えば、ＭＯＳトランジ
スタやバイポーラトランジスタを使用してもよいし、こ
れらの素子を混在使用した機能素子を使用してもよい。
また、これらの素子のゲートやベースに発生する寄生容
量に信号電荷を保持してもよいし、これらの素子のゲー
トやベースに、信号電荷を保持するためのコンデンサな
どを補助的に設けてもよい。

【００８１】さらに、上述した第１〜３の実施形態で
は、垂直転送用のＭＯＳスイッチＱＸを用いて行選択を
行っているが、これに限定されるものではない。例え
ば、増幅素子のゲート（ベース）にコンデンサを設け、
このコンデンサの他端側の電圧を上下させることにより
増幅素子をオンオフさせて、行選択を行ってもよい。ま
た、上述した第１〜３の実施形態では、フォトダイオー
ドＰＤで生じた信号電荷を、増幅素子ＱＡの制御領域に
直接転送する場合を説明したが、本発明はこれに限定さ
れるものではない。例えば、信号電荷を拡散領域に一旦
転送し保持した後、その拡散領域の電位を信号線を介し
てＭＯＳトランジスタのゲートで検出しても良い。この
ような画素の例としては、例えば、文献『Active Pixel
Sensors: Are CCD's Dinosaurs?』, Fossum E. R., Pr
oceeding of SPIE: Charge-Coupled Device and Solid
State Optical Sensors ３, Vol.1900, pp2-14 (1993)
に記されたものがある。

【００８２】さらに、上述した第２および第３の実施形
態では、パターンマッチングにより像間隔または位相差
を検出しているが、これに限定されるものでない。一般
に、動体画像信号に基づく計測エリアの設定によって、
一組の計測エリアには、ほぼ同一の画像パターンが収ま
っている可能性が非常に高い。したがって、複雑なパタ
ーンマッチングを行うことなく、例えば、計測エリアご
とに画像の重心を算出し、これら重心の相対間隔から像
間隔または位相差を簡易に算出することも可能となる。

【００８３】また、上述した第１〜３の実施形態では、
設定モード［Ｂ］の動作において、矩形形状の包括領域
Ｒを作成しているが、これに限定されるものではない。
一般に、包括領域Ｒを、円形、楕円形その他任意の形状
にしても、もちろんかまわない。さらに、上述した第１
〜３の実施形態では、設定モード［Ｂ］の動作におい
て、動体画像信号を１フレーム分観察して包括領域Ｒを
作成しているが、これに限定されるものではない。動体
画像信号を１水平期間ごとに逐次観察することにより、
動体エッジの包括領域を１水平期間単位に求めてもよ
い。この場合には、包括領域の形状を、動体の輪郭に応
じた適正形状にとることが可能となる。また、一般に、
画像信号は垂直方向の相関性が高いので、１水平期間前
に求めた包括領域をそのまま用いて、計測エリア内の画
像信号の抽出をリアルタイムに行うことも充分可能であ
る。この場合には、よりリアルタイムに計測エリア内の
画像信号を抽出することが可能となる。

【００８４】さらに、上述した第１〜３の実施形態で
は、設定モード［Ｃ］において、動体エッジの面積が最
大となる領域を動体の画面内領域としているが、これに
限定されるものではない。例えば、エッジの個数が最大
となる領域を動体の画面内領域としてもよい。また例え
ば、面積が最大の動体エッジに基づいて計測エリアを設
定してもよい。

【００８５】さらに、上述した第１〜３の実施形態で
は、特定した『動体の画面内領域』の全部もしくは一部
を『計測エリア』とする場合について説明したが、これ
に限定されるものではない。例えば、画面上から『動体
の画面内領域』を除いて『計測エリア』を設定してもよ
い。この場合は、静止体を測距対象にできるので、カメ
ラで流し撮りなどを行う際に、画面上で静止する被写体
に対しピントを確実に合わせることが可能となる。ま
た、特定した『動体の画面内領域』を移動方向にずらし
た位置に、『計測エリア』を設定してもよい。この場合
は、計測エリアの設定遅れを補償することが可能とな
る。またさらに、動体の画面内領域を拡大して、計測エ
リアとしてもよい。この場合には、動体の移動を見込ん
で計測エリアを確実に設定することができる。

【００８６】

【発明の効果】（請求項１）請求項１に記載の発明で
は、画像の時間変化に基づいて動体画像信号を生成し、
この動体画像信号に基づいて計測エリアの設定を行う。
したがって、複雑な処理を経ることなく、画面内の動体
に合わせて計測エリアを容易に設定することが可能とな
る。特に、請求項１に記載の発明では、画素出力の転送
期間中に動体画像信号の生成を完了する。したがって、
動体画像信号を生成するために、フレームメモリなどの
外部処理回路を別途設ける必要がなく、測距装置を格段
に単純かつ小型に構成することが可能となる。

【００８７】（請求項２）請求項２に記載の発明では、
動体のエッジ部分を囲って動体の画面内領域を特定す
る。したがって、動体速度が遅くて動体画像信号に動体
エッジしか現れないような場合にも、動体の画面内領域
を確実に特定することが可能となる。したがって、動体
を計測エリアに確実に捉え、測距または焦点検出を行う
ことが可能となる。

【００８８】（請求項３）請求項３に記載の発明では、
計測エリア設定部が、エッジ部分の数またはエッジ部分
の面積が最大となる領域を動体の画面内領域に選択す
る。したがって、画面内に複数の動体が点在するような
ケースにおいても、ある程度大きく主要となる動体を自
動的に選んで、画面内領域を特定することができる。し
たがって、主要な動体を確実に計測エリアで捉えて、測
距または焦点検出を行うことが可能となる。

【００８９】（請求項４）請求項４に記載の発明では、
動体画像信号から動体が消失した場合、直前の計測エリ
アの設定をそのまま維持する。したがって、画面内で静
止した測距対象を、計測エリアでそのまま継続して捉え
続けることが可能となる。

【００９０】（請求項５）請求項５に記載の発明では、
動体画像信号内に動体が存在しない場合、または動体の
画面内分布に有意な偏りがない場合、予め定められた優
先順位に従って計測エリアを設定する。したがって、計
測エリアが不定となって測距装置の動作が不安定になる
などの不具合を柔軟かつ確実に回避することが可能とな
る。

【００９１】（請求項６）請求項６に記載の発明では、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の発明を適用した山
登り方式の測距装置を実現することが可能となる。

【００９２】（請求項７）請求項７に記載の発明では、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の発明を適用した瞳
分割位相差検出方式の測距装置を実現することが可能と
なる。

【００９３】（請求項８）請求項８に記載の発明では、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の発明を適用したパ
ッシブ方式の測距装置を実現することが可能となる。以
上説明したように、本発明では、動体（または動体以外
の静止体）を測距対象として選択できるので、動体を監
視する監視装置などへの搭載に特に適した、測距装置が
実現できる。特に、本発明の測距装置からは画像信号
（または動体画像信号）を直に得ることができるので、
監視装置の撮像機構（または動体検出機構）を省略する
ことができる。したがって、本発明の測距装置を監視装
置に搭載することにより、監視装置内の重複する構成を
大幅に省略することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】測距装置１０の構成ブロック図である。

【図２】動き検出用固体撮像装置の内部回路を示す図で
ある。

【図３】計測エリアの設定動作を説明する図である。

【図４】ゲート制御部１９による動体消失時の対処動作
を説明する流れ図である。

【図５】測距装置３０の構成ブロック図である。

【図６】計測エリアの設定動作を説明する図である。

【図７】測距装置７０の構成ブロック図である。

【符号の説明】

２垂直読み出し線３垂直シフトレジスタ５差分処理回路６異値検出回路７水平読み出し線８水平シフトレジスタ１０，３０，７０測距装置１２撮影レンズ１３，３６，７６動き検出用固体撮像装置１６ハイパスフィルタ１７，３８，７８ゲート回路１９，４１，８１ゲート制御部２０検波回路２１モータ制御部２３焦点制御モータ２４エンコーダ２５，８０距離換算部３１焦点検出対象の撮影光学系３２サブミラー３３視野マスク３４絞りマスク３５セパレータレンズ３９位相差演算部４０デフォーカス換算部７５測距用光学系７９像間隔演算部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０２Ｂ 7/36 Ｈ０４Ｎ 5/335 Ｅ５Ｃ０２４ 7/30 Ｇ０２Ｂ 7/11 ＣＧ０３Ｂ 13/36 ＤＨ０４Ｎ 5/232 Ａ 5/335 Ｇ０３Ｂ 3/00 ＡＦターム(参考） 2F065 AA02 AA06 BB15 FF05 FF21 FF41 GG10 JJ03 JJ26 LL10 LL30 QQ31 QQ33 QQ36 QQ38 2F112 AC06 AD03 AD10 BA09 BA20 CA02 FA03 FA07 FA08 FA32 FA35 FA36 FA38 FA45 2H011 AA01 AA03 BA23 BA33 BB02 BB04 2H051 BA02 BA47 CB22 CE14 DA03 DA20 DA21 5C022 AA01 AB29 AB30 AB34 AB62 AC41 AC54 AC69 AC74 AC78 CA02 5C024 AA01 AA20 BA01 CA24 DA01 EA04 FA01 GA32 HA11 HA13 JA01 JA21 JA31

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像信号と、画像の時間軸方向の変化か
ら求めた動体画像信号とを生成する撮像部と、前記動体画像信号から動体の画面内領域を求め、該画面
内領域に応じて計測エリアを設定する計測エリア設定部
と、前記計測エリア内の前記画像信号に基づいて、焦点検出
または測距を行う信号処理部とを備え、前記撮像部は、受光面上に二次元配列され、光像に応じて画素出力を生
成する複数の受光部と、前記複数の受光部の列ごとに設けられた垂直読み出し線
と、前記複数の受光部の特定行を順次に選択しつつ、該特定
行の受光部から過去保持した前コマの画素出力と、該特
定行の受光部から新規に保持した現コマの画素出力と
を、前記垂直読み出し線へ時分割に出力する垂直転送回
路と、前記垂直読み出し線ごとに設けられ、前記垂直読み出し
線を介して時分割に転送される前コマの画素出力と現コ
マの画素出力とを比較演算するコマ間演算回路と、前記垂直読み出し線ごとに出力される前記コマ間演算回
路の演算結果を水平転送して、前記動体画像信号を生成
する動体検出用水平転送回路と、前記垂直読み出し線を介して時分割に転送される画素出
力の一方を選択的に水平転送して、画像信号を生成する
画像用水平転送回路とを有して構成されることを特徴と
する測距装置。
【請求項２】画像信号と、画像の時間軸方向の変化か
ら求めた動体画像信号とを生成する撮像部と、前記動体画像信号から動体の画面内領域を求め、前記画
面内領域に応じて計測エリアを設定する計測エリア設定
部と、前記計測エリア内の前記画像信号に基づいて、焦点検出
または測距を行う信号処理部とを備え、前記計測エリア設定部は、前記動体画像信号から動体のエッジを検出し、前記動体
のエッジを囲った領域を作成して動体の画面内領域とす
ることを特徴とする測距装置。
【請求項３】画像信号と、画像の時間軸方向の変化か
ら求めた動体画像信号とを生成する撮像部と、前記動体画像信号から動体の画面内領域を求め、前記画
面内領域に応じて計測エリアを設定する計測エリア設定
部と、前記計測エリア内の前記画像信号に基づいて、焦点検出
または測距を行う信号処理部とを備え、前記計測エリア設定部は、前記動体画像信号から動体のエッジを検出し、予め画面
内に設定される複数領域から、前記エッジの数または前
記エッジの面積が最大となる領域を動体の画面内領域に
選択することを特徴とする測距装置。
【請求項４】画像信号と、画像の時間軸方向の変化か
ら求めた動体画像信号とを生成する撮像部と、前記動体画像信号から動体の画面内領域を求め、前記画
面内領域に応じて計測エリアを設定する計測エリア設定
部と、前記計測エリア内の前記画像信号に基づいて、焦点検出
または測距を行う信号処理部とを備え、前記計測エリア設定部は、動体画像信号内から動体が消失した場合、前記計測エリ
アの直前の設定を維持することを特徴とする測距装置。
【請求項５】画像信号と、画像の時間軸方向の変化か
ら求めた動体画像信号とを生成する撮像部と、前記動体画像信号から動体の画面内領域を求め、前記画
面内領域に応じて計測エリアを設定する計測エリア設定
部と、前記計測エリア内の前記画像信号に基づいて、焦点検出
または測距を行う信号処理部とを備え、前記計測エリア設定部は、動体画像信号内に動体が存在しない場合、または動体の
画面内分布に有意な偏りがない場合、予め定められた優
先順位に従って計測エリアを設定することを特徴とする
測距装置。
【請求項６】請求項１ないし請求項５のいずれか１項
に記載の測距装置において、前記信号処理部は、前記計測エリア内の前記画像信号のコントラストが極大
になるように前記撮像部のレンズの駆動制御を行って、
コントラストが高くなるレンズ駆動方向から前ピン／後
ピンの判定（焦点検出）を行うか、または、レンズの合
焦位置から測距を行うことを特徴とする測距装置。
【請求項７】請求項１ないし請求項５のいずれか１項
に記載の測距装置において、前記撮像部は、焦点検出対象である撮影光学系の通過光束を瞳分割して
それぞれ結像し、複数の分割像を像形成する焦点検出用
光学系と、前記複数の分割像を撮像して前記画像信号および前記動
体画像信号を生成する撮像回路とから構成され、前記信号処理部は、前記計測エリア内の画像信号について複数の分割像の位
相差を算出し、算出された位相差に基づいて前記撮影光
学系の焦点検出を行う手段であることを特徴とする測距
装置。
【請求項８】請求項１ないし請求項５のいずれか１項
に記載の測距装置において、前記撮像部は、所定の基線長だけ離した複数の光学系を介して複数の光
像を像形成する測距用光学系と、前記複数の光像を撮像して前記画像信号および前記動体
画像信号を生成する撮像回路とから構成され、前記信号処理部は、前記計測エリア内の画像信号について前記複数の光像の
像間隔を算出し、算出された像間隔に基づいて測距を行
う手段であることを特徴とする測距装置。