JP2001174694A - 測距装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】距離の異なる遠近の被写体が混在していても、
測距時間の増加や測距精度の劣化を招くことがなく、高
速で高精度の測距を行なうことができる測距装置を提供
する。 【解決手段】検出光学系により形成された一対の被写体
像を受光して一対の光電変換信号を出力する、複数画素
からなるラインセンサ１０２ａ、１０２ｂと、ラインセ
ンサ１０２ａ、１０２ｂの出力信号を所定画素数からな
る複数のエリアに分割し、分割された各エリアに対応す
る距離データをそれぞれ演算し、このときの演算結果を
それぞれの距離データに応じてグループ分けすると共
に、特定のデータのエリアと、当該特定のデータと所定
差内のデータであるエリアに対応するグループを選択し
てこのグループに属するエリアの距離データを用いて演
算を行い、この演算結果に基づいて単一の距離データを
出力するＣＰＵ１０５を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は測距装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】図２０及び図２１を参照して従来の測距
装置について説明する。

【０００３】図２０は、ラインセンサを用いたパッシブ
方式の三角測距を説明するための図である。図２０にお
いて、１は被写体、２ａ、２ｂは被写体像を後述のライ
ンセンサ３ａ、３ｂ上に結像させるための受光レンズで
ある。３ａ、３ｂは受光レンズ２ａ、２ｂにより結像さ
れた被写体像をその光強度に応じて光電変換し、電気信
号に変換するラインセンサである。４ａ、４ｂは、ライ
ンセンサ３ａ、３ｂより出力されるセンサデータであ
る。また、Ｌは被写体距離、ｆは受光レンズ焦点距離、
Ｂは基線長、Ｘは被写体像の相対的なズレ量である。

【０００４】図２１（ａ）、（ｂ）は、遠近混在の被写
体及びそのときのセンサデータを示す図である。図２１
（ａ）、（ｂ）において、５は主要被写体である人物、
６は人物５の背景に位置するビル、７は撮影画面内の測
距領域（ラインセンサ視野）、８ａ、８ｂはラインセン
サ３ａ、３ｂより出力されるセンサデータである。

【０００５】上記した構成において、受光レンズ２ａ、
２ｂによりラインセンサ３ａ、３ｂ上に被写体１の輝度
分布に応じた像を結像させ、その被写体像を光電変換し
たセンサデータ４ａ、４ｂを用いて被写体像の相対的な
ズレ量Ｘを求め、三角測距の原理である（１）式の関係
を利用して測距を行なう。

【０００６】Ｌ／Ｂ＝ｆ／Ｘ……（１） （Ｌ：被写体距離、Ｂ：基線長、ｆ：受光レンズ焦点距
離） 上記の測距装置では、距離の異なる複数の被写体がライ
ンセンサ３ａ、３ｂ上に結像した場合、次のような不具
合が発生する。図２１（ａ）のような近距離に位置する
人物５と背景の遠距離に位置するビルが測距エリア７内
に混在するシーンを例にとると、図２１（ｂ）に示すよ
うに、２つのラインセンサ３ａ、３ｂより得られる一対
のセンサデータ８ａ、８ｂは相対的に一致せず、図２１
（ａ）のように背景のコントラストが強い場合には、図
２１（ｂ）のようにビル６の部分のセンサデータを一致
させるようにした時が全体の一致度としては最も高くな
る為、測距データは背景であるビル６までの距離となっ
てしまい、主要被写体である人物５までの距離が測距で
きず、いわゆる、後ピン写真となってしまう。

【０００７】そこで特開平８−１５６０３号は、このよ
うな不具合を解決するためにラインセンサを複数のエリ
アに分割し、エリア毎に遠近混在判定を行ない、遠近混
在と判定されたエリアがある場合は、そのエリアの一部
を含む新しいエリアを設定し、測距演算を行なう技術を
開示している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
８−１５６０３号に開示されているような、複数のエリ
アの中で遠近混在と判定されたエリアがある場合は、そ
のエリアの一部を含む新しいエリアを設定し、測距演算
を行なうようにする方法では、遠近混在エリアが複数存
在すると処理が複雑になり、演算量も増大するので演算
時間が長くなってしまう。また、遠近混在判定により新
設されるエリアは、最初のエリアよりも小さく設定され
るので演算に使用するセンサ数が減るために、情報量が
減少して補間演算時のデータ量が減少するので量子化誤
差等により測距精度が劣化してしまう。

【０００９】本発明はこのような課題に着目してなされ
たものであり、その目的とするところは、距離の異なる
遠近の被写体が混在していても、測距時間の増加や測距
精度の劣化を招くことがなく、高速で高精度の測距を行
なうことができる測距装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、第１の発明に係る測距装置は、検出光学系により
形成された一対の被写体像を受光して一対の光電変換信
号を出力する、複数画素からなるセンサ手段と、このセ
ンサ手段の出力信号を所定画素数からなる複数のエリア
に分割し、分割された各エリアに対応する距離データを
それぞれ演算する第１演算手段と、この第１演算手段に
よる演算結果をそれぞれの距離データに応じてグループ
分けすると共に、特定のデータのエリアと、当該特定の
データと所定差内のデータであるエリアに対応するグル
ープを選択してこのグループに属するエリアの距離デー
タを用いて演算を行う第２演算手段とを具備し、上記第
２演算手段による演算結果に基づいて単一の距離データ
を出力する。

【００１１】また、第２の測距装置は、第１の発明にお
いて、上記センサ手段は、上記画素が一次元配列された
ラインセンサである。

【００１２】また、第３の測距装置は、第１の発明にお
いて、上記センサ手段は、上記画素が二次元配列された
エリアセンサである。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明の実
施形態を詳細に説明する。

【００１４】（第１実施形態）図１は本発明の第１実施
形態の構成を示すブロック図であり、受光レンズ１０１
ａ、１０１ｂ、ラインセンサ（センサ手段）１０２ａ、
１０２ｂ、積分制御回路１０３、Ａ／Ｄ変換回路１０
４、ＣＰＵ１０５から構成される。受光レンズ１０１
ａ、１０１ｂは、被写体像をラインセンサ１０２ａ、１
０２ｂ上に結像させる。ラインセンサ１０２ａ、１０２
ｂは、受光レンズ１０１ａ、１０１ｂにより結像された
被写体像をその光強度に応じて光電変換して電気信号に
変換する。積分制御回路１０３は、ラインセンサ１０２
ａ、１０２ｂの積分動作の制御を行なう。

【００１５】Ａ／Ｄ変換回路１０４は、ラインセンサ１
０２ａ、１０２ｂより出力される被写体像を光電変換し
たアナログ電気信号をＡ／Ｄ変換する。ＣＰＵ１０５
は、各種制御信号の出力、相関・補間演算等の各種演算
を行なうものである。

【００１６】図２（ａ）、（ｂ）は、ラインセンサ１０
２ａ、１０２ｂ上のエリアの設定を示す図である。図２
（ａ）、（ｂ）において、数字１〜１５で示す範囲は各
々が小エリアの設定範囲であり、数字１６で示す範囲は
エリア６〜９の第１の演算データが最至近データと所定
差内のデータである場合の大エリア設定範囲である。

【００１７】図３（ａ）、（ｂ）は、大エリアの設定方
法を説明する図である。図３（ａ）、（ｂ）において、
１〜１５は各小エリアの設定範囲、１６はエリア６〜９
の第１の演算データが最至近データと所定差内のデータ
である場合の大エリア設定範囲である。１０６は人物１
０７とビル１０８の間の距離に位置する木、１０７は撮
影画面中央部に位置する人物、１０８は人物１０７の背
景に位置するビル、１０９は撮影画面内の測距領域（ラ
インセンサ視野）、１１０は木１０６を測距している小
エリア群（エリア２〜４）の第１演算データ、１１１は
人物１０７の顔を測距している小エリア群（エリア６〜
９）の第１演算データ、１１２はビル１０８を測距して
いる小エリア群（エリア１０〜１４）の第１演算データ
である。

【００１８】上記した構成において、ラインセンサ１０
２ａ、１０２ｂから出力されるセンサデータを図２
（ａ）のように複数の小エリアに分割し、各エリア毎に
被写体距離に応じたデータを演算する（第１の演算）。
このデータに基づいて最至近データのエリアと最至近デ
ータと所定差内のデータである隣接エリアを選択する。
選択された複数のエリアを図２（ｂ）のエリア１６のよ
うに１つの大エリアとし、この大エリアのセンサデータ
を用いて被写体距離に応じたデータを演算する（第２の
演算）。このデータより最終的な出力データ（１／被写
体距離データ）を求める。

【００１９】例えば、図３（ａ）のような人物１０７の
背景にビル１０８が存在し、その間の距離に木１０６が
あるシーンを考えると、図３（ｂ）に示すように、距離
データに応じて、人物１０７の顔を測距しているグルー
プ（小エリア群）１１１と、木１０６を測距しているグ
ループ（小エリア群）１１０と、ビル１０８を測距して
いるグループ（小エリア群）１１２に分けることができ
る。そして、どのグループの第１の演算データが、最至
近データと所定差内のデータであるかを判定し、人物１
０７の顔を測距しているグループ１１１の第１の演算デ
ータが最至近データと所定差内のデータである場合は、
エリア６〜９を大エリア１６に設定して第２の演算を行
なう。一方、木１０６を測距しているグループ１１０と
ビル１０８を測距しているグループ１１２とは、第１の
演算データと最至近データとの差が所定差外なので大エ
リア１６には含まれない。

【００２０】またこの場合、最至近データと所定差内の
データであるエリア内に存在するローコンエリアは大エ
リアに含める。例えば、図３（ｂ）のエリア７あるいは
８がローコンであっても、エリア６、９の第１の演算デ
ータが最至近データと所定差内のデータであれば、これ
らのエリアに挟まれているエリア７、８も大エリア１６
に含める。

【００２１】また、大エリアが複数存在する場合は、撮
影画面中央に近いエリアを選択する。例えば、図３
（ａ）のようなシーンにおいて、木１０６を測距してい
るグループ１１０と、人物１０７の顔を測距しているグ
ループ１１１のどちらも最至近データと所定差内のデー
タであるエリアのグループである場合は、撮影画面中央
に近いグループ１１１のエリア６〜９（大エリア１６）
のセンサデータを用いて第２の演算を行なう。

【００２２】ここで大エリアの設定は必ずしも最至近デ
ータを選択しなくともよい。例えば、特定のデータの隣
接エリアで撮影画面中央に近いエリアを選択する等の選
択方法でもよい。

【００２３】以下に図４及び図６を参照して相関演算に
ついて説明する。ここでの相関演算は、演算を行なう小
エリアの一対のウインドのデータの一致度が最も高くな
るデータのシフト量を求めるものである。図４は、相関
演算ウインドシフト方法を説明する図であり、１０２
ａ、１０２ｂは上記したとおりのラインセンサであり、
１１３ａ、１１３ｂは相関量の演算に用いるセンサデー
タの抽出範囲（ウインド）である。

【００２４】図４（ａ）、（ｂ）に示すように、ライン
センサ１０２ａ、１０２ｂは複数の光電変換素子により
構成され、それぞれセンサデータａ１、ａ２、…ａＮ、
ｂ１、ｂ２、…ｂＮを出力する。このセンサデータより
所定範囲（以下ウインド）１１３ａ、１１３ｂのデータ
を抽出する。抽出の方法としては、ウインド１１３ａを
固定しておき、ウインド１１３ｂを１センサ分ずつシフ
トさせていくのがもっとも単純な方法であるが、固定側
とシフト側を逆にしてもよい。抽出される一対のウイン
ドのデータを用いて次の（１）式により相関量Ｆ（ｎ）
を求める。

【００２５】

【数１】

【００２６】この式で、ｎはシフト量、ｗはウインド内
データ数、ｉはウインド内データＮｏ．、ｋは演算エリ
ア先頭センサデータＮｏ．である。

【００２７】一対のウインド１１３ａ、１１３ｂのデー
タの一致度が最も高くなるのは、図６に示すように、ウ
インド１１３ｂを１センサ分ずつシフトさせて求めたＦ
（ｎ）が極小値（Ｆ（ｎ）＝Ｆｍｉｎ）となる場合で、
この場合はシフト量ｎ＝ｎＦｍｉｎが被写体像の相対的
な位置ずれ量となる。

【００２８】図５（ａ）、（ｂ）は、相関演算のウイン
ドシフト方法の別例を説明する図である。この例では図
５（ａ）、（ｂ）に示すように、ウインド１１３ａ、１
１３ｂを交互にシフトさせていく方法を用いる。この場
合の相関量Ｆ（ｎａ、ｎｂ）を求める式は（２）式のよ
うになる。

【００２９】

【数２】

【００３０】この式で、ｎａはウインド１１３ａのシフ
ト量、ｎｂはウインド１１３ｂのシフト量である。相対
的な位置ずれ量ｎＦｍｉｎは、Ｆ（ｎａ、ｎｂ）が最小
となる時のｎａ、ｎｂの和（ｎａ＋ｎｂ）となる。

【００３１】以下に図６、図７を参照して補間演算につ
いて説明する。上記した相関演算で求まるラインセンサ
１０２ａ、１０２ｂ上に結像された被写体像の相対的な
位置ずれ量は、図６に示すように、ラインセンサのセン
サピッチに応じた離散的な値であり、このピッチ幅が測
距の最小分解能となる。よって、相関演算で求まる像ず
れ量のみで測距を行なうと、その測距精度は粗いものに
なってしまう。

【００３２】そこで本実施形態では、測距精度を高める
為に、離散的な相関量Ｆ（ｎ）を用いて以下のような補
間演算を行なう。一般的に補間演算は、図７（ａ）、
（ｂ）に示すように、相関量Ｆ（ｎ）の極小値であるＦ
ｍｉｎとその前後のシフト量ｎＦｍｉｎ−１、ｎＦｍｉ
ｎ＋１における相関量Ｆｍｎｓ、Ｆｐｌｓを用いて、Ｆ
ｍｉｎを与えるシフト量ｎＦｍｉｎと真の極小値Ｆｍｉ
ｎＲを与えるシフト量ｎＦｍｉｎＲとのずれ量Δｎを、
Ｆｍｎｓ、Ｆｐｌｓの大小関係に応じて以下の（３）式
または（４）式により求めるものである。

【００３３】

【数３】

【００３４】

【数４】

【００３５】以上で求めた補間量Δｎにより、真の像ず
れ量ｎＦｍｉｎＲは以下のようになる。

【００３６】Ｆｍｎｓ＞Ｆｐｌｓの時（図７（ａ）） ｎＦｍｉｎＲ＝ｎＦｍｉｎ＋Δｎ……（５） Ｆｍｎｓ≦Ｆｐｌｓの時（図７（ｂ）） ｎＦｍｉｎＲ＝ｎＦｍｉｎ−Δｎ……（６） 図８は、第１実施形態の測距シーケンスの手順を示すフ
ローチャートである。まず、ステップＳ１０１において
測光データ、プリ積分データ等に基づいてラインセンサ
１０２ａ、１０２ｂのセンサ感度の設定を行なう。次
に、ステップＳ１０２において、ステップＳ１０１で設
定したセンサ感度で積分を行なう。このときの積分の制
御は積分制御回路１０３により行なわれる。

【００３７】次のステップＳ１０３では、ステップＳ１
０２の積分によるセンサデータを読み出し、Ａ／Ｄ変換
回路１０４でＡ／Ｄ変換を行なう。次のステップＳ１０
４では第１演算を行なうための小エリア数を設定する。
次にステップＳ１０５で第１演算を行なうに先立ってそ
の小エリアがローコンであるかどうかの判定を行なう。
ローコンでなければステップＳ１０６に進み、ローコン
であればステップＳ１０８に進む。

【００３８】ステップＳ１０６では演算を行なう小エリ
アの一対のウインドのデータの一致度が最も高くなるデ
ータの離散的なシフト量を求める相関演算を行なう。次
のステップＳ１０７では、ステップＳ１０６で求めた離
散的なシフト量の小数点以下を求める補間演算を行な
う。また、ステップＳ１０８では第１演算を行なう小エ
リア数を１ディクリメントする。

【００３９】次のステップＳ１０９では、全エリアの第
１演算が終了したかどうかの判定を行なう。ここで演算
が終了していない小エリアがある場合（ｎ≠０）はステ
ップＳ１０５に進み、全エリア終了の場合（ｎ＝０）は
ステップＳ１１０に進む。ステップＳ１１０では第２演
算を行なう大エリアの設定を行なう。次のステップＳ１
１１では演算を行なうエリアの一対のウインドのデータ
の一致度が最も高くなるデータのシフト量を求める相関
演算を行なう。

【００４０】ステップＳ１１２ではステップＳ１１１で
求めた離散的なシフト量の小数点以下を求める補間演算
を行なう。次のステップＳ１１３ではステップＳ１１
１、ステップＳ１１２で求めた被写体像の相対的な位置
ずれ量であるシフト量Ｓを、以下の（７）式により被写
体距離Ｌの逆数のデータ（１／Ｌ）に変換する。

【００４１】１／Ｌ＝Ｋ×Ｓ＋α……（７） ここでＫ、αは測距光学系、ラインセンサのセンサピッ
チ及び相関演算のシフト基準位置の設定により定まる定
数である。ここでシフト量Ｓを１／Ｌに変換するのは撮
影レンズのピント位置と１／Ｌがほぼ比例関係にあり、
また三角測距の出力も原理的に１／Ｌに比例するので１
／Ｌで扱った方が演算も単純になるためである。

【００４２】図９、図１０は、第１実施形態の第２演算
エリア設定シーケンスの手順を示すフローチャートであ
る。まずステップＳ１２０では第１演算を行なった小エ
リアの演算結果より最も近距離であるデータを検出す
る。次にステップＳ１２１では一つ前の小エリアの第１
演算データが最至近データと所定差内であるかどうかを
示すグループフラグ（Ｆ＿ＧＲＯＵＰ＝１：所定差内）
をクリアする。次にステップＳ１２２では大エリアの先
頭小エリアＮｏ．及び大エリアに含まれる小エリア数の
データをクリアする。次のステップＳ１２３ではエリア
Ｎｏ．カウンタ（ｎ）に１をセットする。

【００４３】ステップＳ１２４では、エリアＮｏ．カウ
ンタ（ｎ）で示される小エリアがローコンであるかどう
かを判定し、ローコンであれはステップＳ１４４に進
み、そうでなければステップＳ１２５に進む。ステップ
Ｓ１２５ではエリアＮｏ．カウンタ（ｎ）で示される小
エリアの第１演算データと最至近データとの差をとり、
その差をＣＰＵ１０５のレジスタやＲＡＭ等の領域Ａに
記憶する。次のステップＳ１２６ではステップＳ１２５
で領域Ａに記憶されたデータと所定値との大小を比較
し、所定値よりも小さい場合はステップＳ１２７に進
み、大きい場合はステップＳ１３９に進む。ステップＳ
１２７ではグループフラグ（Ｆ＿ＧＲＯＵＰ）が０かど
うかを判定する。０であればステップＳ１２８に進み、
１であればステップＳ１２９に進む。

【００４４】ステップＳ１２８では大エリアの先頭エリ
アＮｏ．にエリアＮｏ．カウンタ（ｎ）で示される小エ
リアのＮｏ．をセットする。ステップＳ１２９ではステ
ップＳ１２８で設定した小エリアを先頭とする大エリア
に含まれる小エリア数を１増やす。ステップＳ１３０で
はグループフラグ（Ｆ＿ＧＲＯＵＰ）に１をセットす
る。次のステップＳ１３１ではエリアＮｏ．カウンタ
（ｎ）を１カウントアップする。

【００４５】次のステップＳ１３２では全ての小エリア
について第１演算データと最至近データとの差と所定値
との大小比較及びその他の処理が終了したかどうかを判
断する。終了していなければステップＳ１２４に戻り、
終了していればステップＳ１３３に進む。

【００４６】次のステップＳ１３３ではグループフラグ
（Ｆ＿ＧＲＯＵＰ）が１かどうかを判定する。１であれ
ばステップＳ１３４に進み、０であればステップＳ１３
７に進む。次のステップＳ１３４では最後の小エリアが
ローコンだったかどうかを判定する。ここでローコンだ
った場合にはステップＳ１３５に進み、そうでない場合
にはステップＳ１３７に進む。

【００４７】ステップＳ１３５ではステップＳ１２８で
設定した小エリアを先頭とする大エリアに含まれる小エ
リア数を１減らす。次のステップＳ１３６では一つ前の
エリアがローコンだったかどうかを判定する。ここでロ
ーコンだった場合にはステップＳ１３５に戻り、そうで
ない場合にはステップＳ１３７に進む。ステップＳ１３
７では設定された大エリアが複数であるかどうかを判定
する。複数である場合にはステップＳ１３８に進み、そ
うでない場合にはリターンする。ステップＳ１３８では
複数の大エリアの中から撮影画面中央にもっとも近いエ
リアを第２演算エリアとして設定する。

【００４８】一方、ステップＳ１３９に進んだ場合に
は、グループフラグ（Ｆ＿ＧＲＯＵＰ）が１かどうかを
判定する。ここで１であればステップＳ１４０に進み、
０であればステップＳ１３１に進む。ステップＳ１４０
では一つ前の小エリアがローコンだったかどうかを判定
する。ローコンだった場合にはステップＳ１４１に進
み、そうでない場合にはステップＳ１４２に進む。ステ
ップＳ１４１ではステップＳ１２８で設定した小エリア
を先頭とする大エリアに含まれる小エリア数を１減らし
てステップＳ１４０に戻る。ステップＳ１４２では次の
大エリアのデータを格納する為に、大エリアの先頭エリ
アＮｏ．及び大エリアに含まれる小エリア数データの格
納アドレスを更新する。次のステップＳ１４３ではグル
ープフラグ（Ｆ＿ＧＲＯＵＰ）をクリアする。

【００４９】一方、ステップＳ１４４に進んだ場合に
は、グループフラグ（Ｆ＿ＧＲＯＵＰ）が０かどうかを
判定する。０であればステップＳ１３１に進み、１であ
ればステップＳ１２９に進む。

【００５０】上記したステップＳ１３４〜ステップＳ１
３６及びステップＳ１４０〜ステップＳ１４１の処理
は、例えば、図３（ｂ）で背景のビル１０８がローコン
だった場合に、小エリア１０以降が大エリア１６に含ま
れ、大エリア１６が大きくなりすぎて必要以上に第２演
算の時間が長くなってしまうのを防ぐ為に行なう。

【００５１】（第２実施形態）以下に本発明の第２実施
形態を説明する。第２実施形態の構成は第１実施形態と
同じであるのでここでの説明は省略する。第２実施形態
では、第１実施形態における第１演算の補間演算を行な
わず、相関演算の結果のみに基づいて第２演算のための
大エリアの設定を行なうようにする。また、第１及び第
２演算でおこなう相関演算のウインドシフト範囲に制限
を付けるようにする。第１演算では、あらかじめ設定さ
れているシフト量、例えば、撮影至近の距離から５ｍま
での範囲に相当するシフト範囲で相関演算を行なう。第
２演算では、第１演算結果の最至近データ又は設定され
た第２演算エリアに含まれる小エリアの第１演算データ
の平均値を含む所定範囲、例えば、第１演算データの平
均値±３シフトの範囲で相関演算を行なう。但し、第１
演算結果における最至近データが所定以遠の場合は、第
２演算エリアを撮影画面中央部の所定範囲に設定し、シ
フト範囲は無限基準の所定範囲に設定する。

【００５２】図１１は本発明の第２実施形態における測
距シーケンスの手順を示すフローチャートである。ステ
ップＳ２０１〜ステップＳ２０３、ステップＳ２０５〜
ステップＳ２０６、ステップＳ２０８〜ステップＳ２０
９、ステップＳ２１３〜ステップＳ２１４は第１実施形
態と同様である。以下に異なる部分について説明する。

【００５３】ステップＳ２０４では小エリアの一対のウ
インドのデータの一致度が最も高くなるデータのシフト
量を求める相関演算におけるデータのシフト範囲を所定
範囲に設定する。ステップＳ２０７ではステップＳ２０
４で設定されたデータのシフト範囲で相関演算を行な
う。ステップＳ２１０では、第２演算を行なうための大
エリアの設定を行なう。この際、第１演算結果における
最至近データが所定以遠の場合は撮影画面中央部の所定
範囲に第２演算エリアを設定する。

【００５４】次のステップＳ２１１では第２演算で行な
う相関演算のデータのシフト範囲を、第１演算結果の最
至近データ又は設定された第２演算エリアに含まれる小
エリアの第１演算データの平均値を含む所定範囲に設定
する。但し、第１演算結果における最至近データが所定
以遠の場合は無限基準の所定範囲に設定する。ステップ
Ｓ２１２では、ステップＳ２１１で設定されたデータの
シフト範囲で相関演算を行なう。

【００５５】図１２、図１３は、第２実施形態の第２演
算エリア設定シーケンスの手順を示すフローチャートで
ある。ステップＳ２２０、ステップＳ２２２〜ステップ
Ｓ２４５は第１実施形態と同様であるのでここでの説明
を省略する。ステップＳ２２１ではステップＳ２２０で
検出された第１演算結果における最至近データが所定以
遠であるかどうかを判定する。所定以遠である場合は図
１３のステップＳ２４６に進み、所定以近の場合はステ
ップＳ２２２に進む。

【００５６】ステップＳ２４６では撮影画面中央部の所
定範囲を第２演算エリアとして設定する。

【００５７】上記した第２実施形態によれば、演算量を
減少させることができるので、測距時間を短縮すること
ができる。

【００５８】（第３実施形態）以下に本発明の第３実施
形態を説明する。図１４は本発明の第３実施形態の構成
を示すブロック図である。３０１ａ〜３０５は第１実施
形態（図１）の参照番号１０１ａ〜１０５に対応してお
り、同じものであるのでここでの説明は省略する。第３
実施形態では撮影レンズの焦点距離情報をＣＰＵ３０５
に出力する焦点距離検出手段３０６をさらに備えてい
る。ここでは、第２実施形態における第１演算でおこな
う相関演算のウインドシフト範囲を例えば望遠側は広
く、広角側は狭くというように、撮影レンズの焦点距離
によって切り換えるようにしている。

【００５９】また、第２演算エリアの設定で行なう最至
近データの遠距離判定の判定距離及び遠距離と判定され
た場合に撮影画面中央部に設定される第２演算エリアの
設定範囲を撮影レンズの焦点距離によって切り換えるよ
うにしている。

【００６０】図１５は本発明の第３実施形態の測距シー
ケンスの手順を示すフローチャートである。ステップＳ
３０１〜ステップＳ３０３、ステップＳ３０６〜ステッ
プＳ３１０、ステップＳ３１２〜ステップＳ３１５は第
２実施形態と同様である。以下に異なる部分について説
明する。

【００６１】ステップＳ３０４では撮影レンズの焦点距
離ｆが所定値よりも大きいかどうかを判定する。ここで
大きければステップＳ３０５に進み、小さければステッ
プＳ３１６に進む。ステップＳ３０５では、望遠側の第
１演算で行う相関演算のウインドシフト範囲を設定す
る。ここで撮影レンズの焦点距離ｆが大きい場合は、遠
距離の被写体を撮影することが多いのでシフト範囲を遠
距離側にずらす。または、シフト範囲を広げて遠距離ま
で測距できるようにする。また、ステップＳ３１６では
広角側の第１演算でおこなう相関演算のウインドシフト
範囲を設定する。撮影レンズの焦点距離ｆが小さい場合
は、近距離の被写体を撮影することが多いのでシフト範
囲を近距離側にずらす。または、シフト範囲を狭めて近
距離だけ測距するようにする。

【００６２】また、ステップＳ３１１では第２演算で行
なう相関演算のデータのシフト範囲を、第１演算結果の
最至近データ又は設定された第２演算エリアに含まれる
小エリアの第１演算データの平均値を含む所定範囲に設
定する。但し、第１演算結果における最至近データが所
定以遠の場合は無限基準の所定範囲に設定する。この時
の最至近データと比較する所定値を撮影レンズの焦点距
離ｆにより切り換える。

【００６３】図１６、図１７は、第３実施形態の第２演
算エリア設定シーケンスの手順を示すフローチャートで
ある。ステップＳ３２０、ステップＳ３２４〜ステップ
Ｓ３４８、ステップＳ３５２は第２実施形態と同様であ
る。以下に異なる部分について説明する。

【００６４】ステップＳ３２１では撮影レンズの焦点距
離ｆが所定値よりも大きいかどうかを判定する。ここで
大きければステップＳ３２２に進み、小さければステッ
プＳ３２３に進む。ステップＳ３２２では最至近データ
と比較する遠距離判定用の望遠側の所定値を設定する。
撮影レンズの焦点距離ｆが大きい場合は、遠距離の被写
体を撮影することが多いので遠めの値を設定する。ま
た、ステップＳ３２３では最至近データと比較する遠距
離判定用の広角側の所定値を設定する。撮影レンズの焦
点距離ｆが小さい場合は、近距離の被写体を撮影するこ
とが多いので近めの値を設定する。

【００６５】また、図１７のステップＳ３４９では、撮
影レンズの焦点距離ｆが所定値よりも大きいかどうかを
判定する。大きければステップＳ３５０に進み、小さけ
ればステップＳ３５１に進む。ステップＳ３５０では撮
影画面中央部に設定する第２演算エリアの望遠側の所定
範囲を設定する。撮影レンズの焦点距離ｆが大きい場合
は、撮影画角が狭いので狭い範囲を設定する。ステップ
Ｓ３５１では撮影画面中央部に設定する第２演算エリア
の広角側の所定範囲を設定する。撮影レンズの焦点距離
ｆが小さい場合は、撮影画角が広いので広い範囲を設定
する。

【００６６】なお、撮影レンズの焦点距離により切り換
えるシフト範囲等の設定は、所定値に対する大小判定に
よるものだけでなく、焦点距離に応じたテーブルデータ
により設定してもよいし、焦点距離と所定の係数により
求めるようにしてもよい。

【００６７】上記した第３実施形態によれば、カメラの
使用状態に応じた測距を行なうことができる。

【００６８】（第４実施形態）以下に本発明の第４実施
形態を説明する。図１８は本発明の第４実施形態の構成
を示すブロック図である。４０１ａ、４０１ｂは被写体
像を後述するエリアセンサ上に結像させる為の受光レン
ズである。４０２ａ、４０２ｂは受光レンズ４０１ａ、
４０１ｂにより結像された被写体像をその光強度に応じ
て光電変換し、電気信号に変換するエリアセンサであ
る。４０３はエリアセンサ４０２ａ、４０２ｂの積分動
作の制御を行なう積分制御回路である。４０４はエリア
センサ４０２ａ、４０２ｂより出力される、被写体像を
光電変換したアナログ電気信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ
変換回路である。４０５は各種制御信号の出力、相関・
補間演算等の各種演算を行なうＣＰＵである。

【００６９】本発明の第４実施形態では、第１〜３実施
形態のラインセンサの代わりにエリアセンサ４０２ａ、
４０２ｂを用いており、このような構成によれば、第１
〜３実施形態と比較して撮影画面内のより広い領域を測
距することができる。

【００７０】（第５実施形態）以下に本発明の第５実施
形態を説明する。図１９は、本発明の第５実施形態の光
学系の構成を示す図である。図１９において、５０１は
撮影レンズ、５０３は視野マスク、５０４はコンデンサ
レンズ、５０５は瞳マスク、５０６ａ、５０６ｂは、被
写体像をラインセンサ５０７ａ、５０７ｂ上に結像させ
るための再結像レンズ、５０７ａ、５０７ｂは再結像レ
ンズ５０６ａ、５０６ｂにより結像された被写体像をそ
の光強度に応じて光電変換し、積分するラインセンサで
ある。

【００７１】再結像レンズ５０６ａ、５０６ｂの前面に
置かれた瞳マスク５０５の像をコンデンサレンズ５０４
を介して撮影レンズ５０１上に投影させると、投影像５
０２ａ、５０２ｂができる。

【００７２】第１〜４実施形態が、外光により被写体像
を受光レンズで受光センサ上に結像させ、被写体距離の
逆数を求めるものであったのに対し、第５実施形態では
図１９に示すように、撮影レンズ５０１の投影像５０２
ａ、５０２ｂの領域から入射した被写体からの光束を視
野マスク５０３、コンデンサレンズ５０４、瞳マスク５
０５、再結像レンズ５０６ａ、５０６ｂを介してライン
センサ５０７ａ、５０７ｂ上に結像させ、この結像させ
られた２像の間隔と合焦時の２像間隔のずれ量より、合
焦時と現在の焦点調節状態のずれ量であるデフォーカス
量を求める、いわゆるＴＴＬ方式の光学系を用いて第１
〜３実施形態と同様の処理を行ないデフォーカス量を求
めている。

【００７３】上記した実施形態によれば、最初に被写体
像データを複数の小エリアに分割し、各エリア毎に被写
体距離に応じたデータを演算する第１の演算を行ない、
その演算結果に基づいて主要な被写体の存在する範囲に
エリアを設定して第２の演算を行ない、被写体距離の逆
数あるいはデフォーカス量を求めるようにしたので、距
離の異なる遠近の被写体が混在している状態でも、高速
で高精度の測距を行なうことができる。

【００７４】（付記）なお、上記した具体的実施形態か
ら以下のような構成の発明が抽出される。

【００７５】（１） 一対の被写体像を受光し、被写体
像に対応した一対の像信号を出力するラインセンサと、
上記ラインセンサから出力される一対の像信号に基づい
て、被写体距離に応じた情報を求める演算手段と、を具
備し、上記演算手段は、上記ラインセンサから出力され
る一対の像信号をそれぞれ複数の領域に分割すると共
に、これら分割された領域毎に被写体距離に応じた情報
を求める第１演算手段と、この第１演算手段による演算
結果に応じて上記複数の領域の中から一つまたは隣合う
複数の領域を再設定すると共に、当該再設定された新た
な領域に対応する一対の像信号に基づいて、被写体距離
に応じた情報を求める第２演算手段とを含み、この第２
演算手段による第２演算の結果に応じて、被写体距離デ
ータを出力するようにしたことを特徴とする測距装置。

【００７６】（２） 一対の被写体像をそれぞれ受光
し、被写体像に対応した一対の像信号を出力する一対の
エリアセンサと、上記一対のエリアセンサから出力され
る一対の像信号に基づいて、被写体距離に応じた情報を
求める演算手段と、を具備し、上記演算手段は、上記エ
リアセンサから出力される一対の像信号をそれぞれ複数
の領域に分割すると共に、これら分割された領域毎に被
写体距離に応じた情報を求める第１演算手段と、この第
１演算手段による演算結果に応じて上記複数の領域の中
から一つまたは隣合う複数の領域を再設定すると共に、
当該再設定された新たな領域に対応する一対の像信号に
基づいて、被写体距離に応じた情報を求める第２演算手
段とを含み、この第２演算手段による演算結果に応じ
て、被写体距離データを出力するようにしたことを特徴
とする測距装置。

【００７７】（３） 上記第２演算手段で使用される一
つまたは隣合う複数の領域は、上記第１演算手段による
演算結果が最至近データと所定値以内の差を有するデー
タを含む領域であることを特徴とする（１）または
（２）のいずれかに記載の測距装置。

【００７８】（４） 上記第１演算手段による演算結果
が所定値以内の差である領域の間に、データ出力不能と
判断される領域が存在した場合、上記第２演算手段で使
用される隣合う複数の領域として上記データ出力不能と
判断される領域を含むことを特徴とする（１）または
（２）のいずれかに記載の測距装置。

【００７９】（５） 上記第１演算手段による演算は、
一対の被写体像同士の一致度が最も高くなるデータシフ
ト量を求める相関演算と、この相関演算結果に対する補
間演算とを含むことを特徴とする（１）または（２）の
いずれかに記載の測距装置。

【００８０】（６） 上記第１演算手段による演算は、
一対の被写体像同士の一致度が最も高くなるデータシフ
ト量を求める相関演算を含むことを特徴とする（１）ま
たは（２）のいずれかに記載の測距装置。

【００８１】（７） 上記第２演算手段による演算は、
一対の被写体像同士の一致度が最も高くなるデータシフ
ト量を求める相関演算と、この相関演算結果に対する補
間演算とを含むことを特徴とする（１）または（２）の
いずれかに記載の測距装置。

【００８２】（８） 上記選択された領域の第１演算結
果に基づいて上記第２演算手段による演算で実行する相
関演算のデータシフト範囲を決定するようにしたことを
特徴とする（１）または（２）のいずれかに記載の測距
装置。

【００８３】（９） 上記最終的に出力される被写体距
離データは、距離データまたは距離の逆数データである
ことを特徴とする（１）または（２）のいずれかに記載
の測距装置。

【００８４】（１０） 上記最終的に出力される被写体
距離データは、デフォーカス量データであることを特徴
とする（１）または（２）のいずれかに記載の測距装
置。

【００８５】

【発明の効果】本発明によれば、距離の異なる遠近の被
写体が混在していても、測距時間の増加や測距精度の劣
化を招くことがなく、高速で高精度の測距を行なうこと
ができる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】図１は本発明の第１実施形態の構成を示すブロ
ック図である。

【図２】第１実施形態のエリアの設定を示す図である。

【図３】大エリアの設定方法を説明する図である。

【図４】相関演算ウインドシフト方法を説明する図であ
る。

【図５】相関演算のウインドシフト方法の別例を説明す
る図である。

【図６】相関演算を説明するための図である。

【図７】補間演算について説明するための図である。

【図８】本発明の第１実施形態の測距シーケンスの手順
を示すフローチャートである。

【図９】第１実施形態の第２演算エリア設定シーケンス
の手順を示すフローチャートの前部である。

【図１０】第１実施形態の第２演算エリア設定シーケン
スの手順を示すフローチャートの後部である。

【図１１】本発明の第２実施形態における測距シーケン
スの手順を示すフローチャートである。

【図１２】第２実施形態の第２演算エリア設定シーケン
スの手順を示すフローチャートの前部である。

【図１３】第２実施形態の第２演算エリア設定シーケン
スの手順を示すフローチャートの後部である。

【図１４】本発明の第３実施形態の構成を示すブロック
図である。

【図１５】本発明の第３実施形態の測距シーケンスの手
順を示すフローチャートである。

【図１６】第３実施形態の第２演算エリア設定シーケン
スの手順を示すフローチャートの前部である。

【図１７】第３実施形態の第２演算エリア設定シーケン
スの手順を示すフローチャートの後部である。

【図１８】本発明の第４実施形態の構成を示すブロック
図である。

【図１９】本発明の第５実施形態の光学系の構成を示す
図である。

【図２０】ラインセンサを用いたパッシブ方式の三角測
距を説明するための図である。

【図２１】遠近混在の被写体及びそのときのセンサデー
タを示す図である。

【符号の説明】

１０１ａ、１０１ｂ 受光レンズ １０２ａ、１０２ｂ ラインセンサ １０３ 積分制御回路 １０４ Ａ／Ｄ変換回路 １０５ ＣＰＵ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA04 AA06 DD06 DD10 JJ02 JJ03 JJ05 JJ25 JJ26 LL30 QQ03 QQ14 QQ36 QQ41 2F112 AA07 BA05 CA02 CA12 FA07 FA29 FA35 FA36 FA41 2H011 AA01 BA05 BB02 BB04 2H051 BB07 CB20 CB22 CE19 CE20 CE21 DA03 DA04 DA07 DA15 DA19

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検出光学系により形成された一対の被写
   体像を受光して一対の光電変換信号を出力する、複数画
   素からなるセンサ手段と、 このセンサ手段の出力信号を所定画素数からなる複数の
   エリアに分割し、分割された各エリアに対応する距離デ
   ータをそれぞれ演算する第１演算手段と、 この第１演算手段による演算結果をそれぞれの距離デー
   タに応じてグループ分けすると共に、特定のデータのエ
   リアと、当該特定のデータと所定差内のデータであるエ
   リアに対応するグループを選択してこのグループに属す
   るエリアの距離データを用いて演算を行う第２演算手段
   と、 を具備し、 上記第２演算手段による演算結果に基づいて単一の距離
   データを出力するようにしたことを特徴とする測距装
   置。
2. 【請求項２】 上記センサ手段は、上記画素が一次元配
   列されたラインセンサであることを特徴とする請求項１
   記載の測距装置。
3. 【請求項３】 上記センサ手段は、上記画素が二次元配
   列されたエリアセンサであることを特徴とする請求項１
   記載の測距装置。