JP2001264621A - 測距装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】小さい装置規模で、広範囲な測距領域から正確
且つ短時間に主要被写体に対する測距を可能にする。 【解決手段】測距部１は複数の測距エリアで測距を行
う。選択部２は複数のエリアから１又は複数の測距エリ
アを選択し、判別部３は選択されたエリアについて主要
被写体であるか否かを検出する。この検出結果に応じ
て、焦点調節部４が焦点調節を行う。これにより、測距
に要する時間を著しく短縮することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カメラ等に利用可
能な測距装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、レンズシャッタカメラにおいて
は、アクティブ方式のオートフォーカス（以下、ＡＦと
いう）装置を搭載したものがある。ところが、この種の
ＡＦカメラでは、撮影画像中の１点までの距離しか測距
できないものが多く、このポイントに主要被写体が存在
しない場合には、他の被写体又は背景に合焦してしま
い、主要被写体に合焦させることができない。

【０００３】そこで、近年、撮像した画像を画像処理し
て主要被写体を検出し、検出した主要被写体について測
距又は焦点検出して自動焦点調節を行う技術が知られて
いる。

【０００４】例えば、特開平１１−２５２４５０号公報
に開示の測距装置では、撮像素子からの画像信号を用い
てニューラルネットワークによって主要被写体の特定パ
ターンを識別し、この識別結果に基づいて自動焦点調節
を行うようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平１１−２５２４５０号公報に開示の装置において
は、主要被写体を検出するための処理を、撮影画面内の
広範囲に亘って行うので、処理時間が膨大となりタイム
ラグが極めて大きい。従って、カメラ等の機器に搭載し
た場合には、シャッタチャンスを逃がしやすくなってし
まい、著しく使い勝手が悪いという問題点がある。

【０００６】また、ニューラルネットワークを使用する
と回路規模が大きくなり、装置の大型化及びコストアッ
プを招来してしまうという問題点もあった。

【０００７】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、広範囲な測距領域を有する測距装置であっ
て、タイムラグを大きくすることなく且つ低コストで正
確に主要被写体に対して測距を行い、正確な合焦動作を
可能にすることができる測距装置を提供することを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
測距装置は、複数の測距エリアにおいて測距可能な測距
手段と、上記複数の測距エリアのうちから１個または複
数個の測距エリアを選択する選択手段と、上記選択され
た測距エリアに基づいて、選択された測距エリアが主要
被写体であるか否か判別する判別手段と、上記判別手段
の出力に基づいて上記測距エリアが主要被写体の場合
は、上記測距エリアの測距結果を採用するものであり、
本発明の請求項１において、測距手段は、複数の測距エ
リアにおいて測距を行う。選択手段によって１又は複数
の測距エリアが選択され、判別手段によって、その測距
エリアが主要被写体であるか否かが判別される。主要被
写体であると判別された場合には、選択された測距エリ
アの測距結果が採用される。

【０００９】本発明の請求項２に係る測距装置は、複数
の測距エリアにおいて測距可能な測距手段と、上記複数
の測距エリアのうちから１個または複数個の測距エリア
を選択する選択手段と、上記選択された測距エリアに基
づいて、選択された測距エリアが主要被写体であるか否
か判別する判別手段と、上記判別手段の出力に基づいて
焦点調節を行う焦点調節手段とからなるものであり、本
発明の請求項２において、選択手段は、測距手段によっ
て測距された複数の測距エリアのうち１又は複数の測距
エリアを選択する。選択された測距エリアは、判別手段
によって、主要被写体であるか否かが判別され、主要被
写体であると判別された場合には、焦点調節手段はその
測距エリアの測距結果を用いて焦点調節を行う。

【００１０】本発明の請求項３に係る測距装置は、視差
を有する２つの光学系からなる測距光学系と、上記測距
光学系により結像される２像を撮像する撮像素子と、上
記撮像素子の出力に基づいて複数の測距エリアにおいて
測距を行う測距手段と、上記複数の測距エリアのうちか
ら１個または複数個の測距エリアを選択する選択手段
と、上記撮像素子の出力と上記選択された測距エリアに
基づいて、選択された測距エリアが主要被写体であるか
否か判別する判別手段と、上記判別手段の出力に基づい
て焦点調節を行う焦点調節手段とからなるものである。

【００１１】本発明の請求項３において、測距光学系は
視差を有する２つの光学系によって２つの被写体像を撮
像素子上に結像させる。測距手段は、撮像素子の出力に
基づいて複数の測距エリアで測距を行う。選択手段は、
測距された複数の測距エリアのうち１又は複数の測距エ
リアを選択する。選択された測距エリアは、判別手段に
よって、主要被写体であるか否かが判別され、主要被写
体であると判別された場合には、焦点調節手段はその測
距エリアの測距結果を用いて焦点調節を行う。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について詳細に説明する。図１は本発明の第１
の実施の形態に係る測距装置を示すブロック図である。

【００１３】図１において、測距部１は被写体に対して
複数の測距エリアを設定可能であり、被写体までの距離
を各測距エリアにおいて測距する。測距部１は測距結果
を選択部２に出力するようになっている。選択部２は複
数の測距エリアのうちから１個又は複数個の測距エリア
を選択し、選択した測距エリアの測距結果を判別部３に
出力する。

【００１４】本実施の形態においては、選択された測距
エリアが主要被写体についてのものであるか否かを判別
部３によって判別するようになっている。即ち、判別部
３は、選択部２において選択された測距結果に基づいて
測距エリアに主要被写体が存在するか否かを判別する。
判別部３の判別結果は焦点調節部４に供給される。

【００１５】焦点調節部４は、判別部３の判別結果によ
って、選択された測距エリアに主要被写体が存在するこ
とが示された場合には、その測距データを用いて、自動
焦点調節を行うようになっている。

【００１６】次に、このように構成された実施の形態の
動作について説明する。

【００１７】測距部１は、被写体までの距離を複数の測
距エリアについて測距する。各測距エリア毎の測距結果
は選択部２に供給される。選択部２は、測距部１の出力
に基づいて、複数の測距エリアのうちから１個又は複数
個の測距エリアを選択して、選択した測距エリアの測距
結果を判別部３に出力する。例えば、選択部２は、主要
被写体である可能性が比較的高いと考えられる最至近エ
リアから順に選択を行う。

【００１８】判別部３は選択された測距エリアの測距デ
ータ（測距結果）に基づいて、選択された測距エリアが
主要被写体であるか否かの判別を行う。例えば、判別部
３は、距離、位置、被写体輝度パターン、移動している
か否か、画面からはみ出した部分があるか否か等を判断
の基準に主要被写体の判定を繰返す。

【００１９】更に、具体的には、円検出、首検出、肌色
検出、肩検出、動きの有無、瓶，コップ，人工物等の雑
被写体の検出によって、判別部３は主要被写体の判定を
行う。

【００２０】焦点調節部４は、判別部３の判別結果に基
づいて、主要被写体と判別された測距エリアの測距デー
タに基づいて焦点調節を行う。

【００２１】このように、本実施の形態においては、測
距部１において複数のエリアで測距した後に、判別部３
が選択されたエリアについて主要被写体であるか否かを
検出するようになっている。これにより、主要被写体に
ついての測距データを得るために要する時間を著しく短
縮することができる。従って、カメラ等の機器に搭載し
た場合には、合焦に要する時間が短縮され、シャッタチ
ャンスを活かすことができる。

【００２２】図２は図１の測距部の具体的な構成を示し
たものである。

【００２３】測距部９は、測距光学系５、撮像素子６及
び演算部８を有する。撮像素子６は、測距光学系５によ
り撮像素子６上に結像された被写体像を撮像する。撮像
素子６は被写体像に基づく信号を演算部８に供給する。
演算部８は、入力された信号に基づいて、各エリア毎に
測距を行い、測距結果を選択部２に出力する。

【００２４】他の構成及び作用は図１と同様である。

【００２５】図３乃至図１５は本発明の第２の実施の形
態に係り、図３は第２の実施の形態の測距装置を示すブ
ロック図、図４は測距光学系とＡＦエリアセンサ１２と
の配置を示す説明図、図５は図１中のＡＦエリアセンサ
１２の具体的な構成を示す回路図、図６は図５中の画素
５０の具体的な構成を示す等価回路図、図７はマイコン
１１のメインルーチンを示すフローチャート、図８は補
正処理を説明するための説明図、図９は図１中のＡＦル
ーチンを示すフローチャート、図１０はＡＦ動作を説明
するためのタイミングチャート、図１１は撮影画面１１
０内に設定された測距エリア１１１〜１１９を示す説明
図、図１２は主要被写体検出ルーチンを示すフローチャ
ート、図１３は主要被写体検出領域を説明するための説
明図、図１４は図１２中の形状判定ルーチンを示すフロ
ーチャート、図１５は主要被写体検出領域を説明するた
めの説明図である。本実施の形態は本発明をカメラに適
用したものである。

【００２６】マイコン１１は、カメラのシステムコント
ローラであり、ＣＰＵ（中央処理装置）１１ａ、ＲＯＭ
１１ｂ，ＲＡＭ１１ｃ，Ａ／Ｄコンバータ１１ｄ、ＥＥ
ＰＲＯＭ１１ｅによって構成されている。

【００２７】ＣＰＵ１１ａは、ＲＯＭ１１ｂに格納され
た-シーケンスプログラムに従って一連の動作を行い、
ＲＡＭ１１ｃを作業用のメモリとして用いて、各種処理
を行う。ＥＥＰＲＯＭ１１ｅは、ＡＦ、測光・露出演
算、等に関する補正データをカメラ毎に記憶している。
また、ＥＥＰＲＯＭ１１ｅは、後述する撮影画面内の主
要被写体を検出するための各種パラメータ等も記憶して
いる。

【００２８】Ａ／Ｄコンバータ１１ｄは、各部から入力
されるアナログ信号をデジタル信号に変換してマイコン
１１内に取込むようになっている。

【００２９】撮影レンズ１３０はフォーカスレンズ１４
を有している。撮影レンズ１３０は、被写体からの光学
像を図示しないフィルム上に結像させる。ズームレンズ
駆動部２４は、マイコン１１の司令により撮影レンズ１
３０のズーム動作を行う。また、マイコン１１にズーム
動作に伴う撮影レンズ１３０の焦点距離情報（ズーム情
報）を出力する。

【００３０】フォーカスレンズ駆動部１３は、マイコン
１１に制御されて、フォーカスレンズ１４を駆動する。
フォーカスレンズエンコーダ１５は、フォーカスレンズ
１４の移動量に対応するパルス信号を発生してマイコン
１１に出力するようになっている。

【００３１】測光部７は、撮影画面に対応し、複数に分
割された測光用受光素子７ａが発生する光電流信号を処
理して測光出力をマイコン１１に出力する。マイコン１
１のＡ／Ｄコンバータ１１ｄは入力された測光出力をデ
ジタル信号に変換する。マイコン１１は取込んだ測光出
力に基づいて測光・露出演算を行う。

【００３２】シャッタ駆動部１６は、マイコン１１から
の司令に基づいて、図示しないシャッタを駆動してフィ
ルムに対する露出を行う。フィルム駆動部２３は、マイ
コン１１の司令により、オートロード、１駒巻き上げ、
巻き戻し等のフィルム駆動動作を行う。

【００３３】ストロボ回路部２２は、撮影時の補助光源
としてストロボ２２ａを発光させるようになっている。
マイコン１１はストロボ回路部２２の充電、発光制御を
行うようになっている。またストロボ回路部２２は、測
距動作時のＡＦ補助光としても動作するようになってい
る。

【００３４】表示回路部２１は、図示しないＬＣＤ等の
表示素子を有し、マイコン１１によって制御されて、カ
メラ内部の情報を表示素子によって表示する。

【００３５】マイコン１１はスイッチ１７〜２０の状態
を検出することができるようになっている。１ＲＳＷ
（ファーストレリーズスイッチ）１７及び２ＲＳＷ（セ
カンドレリーズスイッチ）１８は、図示しないレリーズ
ボタンに連動したスイッチである。レリーズボタンの第
１段階の押し下げにより１ＲＳＷ１７がオンし、引き続
いて第２段階の押し下げで２ＲＳＷ１８がオンするよう
になっている。

【００３６】マイコン１１は１ＲＳＷ１７のオンでＡ
Ｆ，測光動作を行い、２ＲＳＷ１８のオンで露出動作、
フィルム巻き上げ動作を行う。

【００３７】本実施の形態においては、図２の撮像素子
６として、ＡＦエリアセンサ１２が設けられている。Ａ
Ｆエリアセンサ１２は、受光領域１２ａ及び受光信号処
理回路１２ｂを有し、受光領域１２ａにおいて後述する
測距光学系によって形成される被写体像を撮像して、電
気信号であるセンサデータに変換する。受光領域１２ａ
は、水平方向と垂直方向に二次元状に配置された受光素
子（フォトダイオード）群を有し、受光素子への入射光
により発生する電荷を画素毎の画素回路により電圧に変
換すると共に増幅して出力する。

【００３８】図４は測距光学系とＡＦエリアセンサ１２
との配置を示している。

【００３９】本実施の形態においては、例えば、外光パ
ッシブ方式によって、被写体までの距離を測定する。図
４（ａ），（ｂ）に示すように、測距光学系を構成する
受光レンズ１０１，１０２は基線長Ｂを隔てて配置さ
れ、被写体１０３の像を２像に分割してＡＦエリアセン
サ１２の受光領域１２ａに結像させる。

【００４０】図４（ｂ）に示すように、受光領域１２ａ
に結像される２像の相対的な位置差ｘを求めることによ
り、三角測量の原理によって、受光レンズ１０１，１０
２の焦点距離ｆと基線長Ｂとから、被写体距離Ｌを下記
（１）式によって算出可能である。

【００４１】Ｌ＝（Ｂ・ｆ）／ｘ …（１） 上記（１）式に示す測距演算はマイコン１１によって行
われる。例えば、マイコン１１は、受光領域１２ａに測
距エリアを設定し、２像に対応するセンサデータを用い
て相関演算（位相差検出）を行い、これにより２像の相
対的な位置差ｘを検出する。

【００４２】図５は図１中のＡＦエリアセンサ１２の具
体的な構成を示す回路図である。また、図６は図５中の
画素５０の具体的な構成を示す等価回路図である。

【００４３】受光領域１２ａは水平及び垂直に配置され
た複数の画素５０によって構成される。画素５０はＡＦ
撮影画面に対応して配置されている。各画素５０の構成
は、図６に示すように、受光素子であるフォトダイオー
ド５２と、フォトダイオード５２が出力する信号電荷を
蓄積する蓄積容量５８と、蓄積容量５８に蓄積された蓄
積電圧を検出するための増幅回路５１と、定常光成分を
除去する定常光除去回路５９とによって構成される。フ
ォトダイオード５２には被写体光学像の光量に応じた信
号電荷が発生する。この信号電荷は定常光成分が除去さ
れた後蓄積容量５８に蓄積される。蓄積された蓄積電圧
が増幅回路５１によって増幅されて、画素５０の出力と
して出力される。

【００４４】モニタ選択回路５７は、マイコン１１から
司令が与えられて、司令に基づく所定画素範囲につい
て、その範囲内のピーク（最大）蓄積量を示すモニタ信
号を作成して出力部６１を介して出力する。マイコン１
１はモニタ信号に基づいて蓄積動作を制御する。

【００４５】読み出しエリア選択部６３は、マイコン１
１からの司令により水平シフトレジスタ５６、垂直シフ
トレジスタ５４を制御してセンサデータを読み出す領域
を設定する。

【００４６】固定パターンノイズ除去回路５５は、各画
素の信号出力に含まれる固定パターンノイズを除去する
ための回路である。水平シフトレジスタ５６、垂直シフ
トレジスタ５４は、夫々、Ｈスイッチ６２又はＶスイッ
チ５３をオン，オフすることで、固定パターンノイズ除
去回路５５を介して各画素の信号出力を選択して、出力
部６０から出力する。

【００４７】マイコン１１は、ＡＦエリアセンサ１２の
積分動作の制御、センサデータの読み出し制御を行い、
ＡＦエリアセンサ１２から出力されたセンサデータを処
理して後述する測距演算及び主要被写体検出等を行な
う。

【００４８】マイコン１１は測距演算結果に基づいて、
フォーカスレンズ駆動部１３に駆動信号を出力し、フォ
ーカスエンコーダ１５の出力をモニタしながらフォーカ
スレンズ１４の位置制御を行って自動焦点調節を行う。

【００４９】また、マイコン１１は、ＡＦエリアセンサ
１２内の定常光除去回路５９を制御して、画素毎に定常
光を除去するか否かを切換える。なお、定常光除去動作
は、後述するように、補助光を投光しながら行うことに
より、投光成分による被写体反射光のみに対応する受光
信号を検出することができる。

【００５０】次に、このように構成された実施の形態の
動作について図７乃至図１５を参照して説明する。

【００５１】図７はマイコン１１のメインルーチンを示
すフローチャートである。

【００５２】図示しない電源ＳＷがオンされるか又は電
池が挿入されると、マイコン１１は動作を開始し、ＲＯ
Ｍ１１ｂに格納されたシーケンスプログラムを実行す
る。即ち、マイコン１１は、ステップＳ1 において、カ
メラ内の各ブロックの初期化を行う。マイコン１１のＣ
ＰＵ１１ａは、ＥＥＰＲＯＭ１１ｅ内のＡＦ、測光等の
調整・補正データをＲＡＭ１１ｃに展開する。

【００５３】初期化が終了すると、マイコン１１は、ス
テップＳ2 において、１ＲＳＷ１７の状態を検出する。
マイコン１１は１ＲＳＷ１７がオンされるまで待機状態
となる。

【００５４】ここで、１ＲＳＷ１７以外の他のスイッチ
操作が行われると、マイコン１１は処理をステップＳ8
に移行して他のスイッチがオンになったか否かを検出す
る。他のスイッチがオンになった場合には、ステップＳ
9 においてＳＷ入力に応じた処理を行う。例えばズーム
スイッチのアップ、ダウン入力が行われた場合には、ズ
ームアップ、ダウン処理を行う。ステップＳ9 の処理が
終了すると、ステップＳ2 に戻り再び待機状態となる。

【００５５】１ＲＳＷ１７がオンになると、マイコン１
１はステップＳ3 でＡＦ動作を開始して測光・露出演算
を行う。この測光・露出演算に先立って、マイコン１１
は、撮影画面と受光領域の関係の補正処理を行ってい
る。

【００５６】図８はこのような補正処理を説明するため
の説明図である。

【００５７】本実施の形態においては外光測距方式を採
用していることから、撮影画面とＡＦエリアセンサ１２
の受光領域１２ａとにはパララックスが存在する。ま
た、測距光学系はズーム操作に連動していないことか
ら、撮影画面の画角と受光領域の画角とは異なる。

【００５８】図８の外枠は受光領域１２ａを示してい
る。図８に示すように、受光領域１２ａの画角は、ワイ
ド時の撮影画面相当領域２００に対応させて設定されて
いる。これに対し、テレ時の撮影画面相当領域２０１
は、受光領域１２ａの一部分でしか受光されない。

【００５９】そこで、マイコン１１は、ズームレンズ駆
動部２４から与えられる撮影レンズ１３０の焦点距離情
報（ズーム情報）に応じて、測距に使用する領域を限定
する。即ち、マイコン１１は、ワイド時には領域２００
に設定し、テレ時には領域２０１に設定する。

【００６０】このような焦点距離の変化に応じた測距エ
リア範囲の補正データは、ＥＥＰＲＯＭ１１ｅに予め記
憶されており、マイコン１１の初期化とともにＲＡＭ１
１ｄに展開されている。

【００６１】マイコン１１は、ズーム動作に応じてこの
補正データを参照して、測距動作及び主要被写体検出動
作に使用する受光領域１２ａ内の分割エリアを決定す
る。マイコン１１は、ＡＦエリアセンサ１２内の読み出
しエリア選択部６３に指示して、決定された分割エリア
範囲内のセンサデータだけを出力するようにする。そし
てこの分割エリア範囲内のセンサデータを用いて測距演
算及び主要被写体検出を行う。これにより、測距及び主
要被写体検出が、撮影画面外の被写体の影響を受けない
ようにしている。

【００６２】また、マイコン１１はＡＦエリアセンサ１
２のモニタエリア選択部５７に対して、この分割エリア
内に対応するモニタ信号を発生するように制御信号を出
力する。そして、ＡＦエリアセンサ１２は、指定された
分割エリアの範囲内のモニタ信号をマイコン１１に出力
する。マイコン１１はこのモニタ信号を参照して積分量
が所定のレベルとなるように制御する。

【００６３】図９は図１中のＡＦルーチンを示すフロー
チャートである。また、図１０はＡＦ動作を説明するた
めのタイミングチャートである。

【００６４】図９のステップＳ11において、マイコン１
１は、ＡＦエリアセンサ１２に信号電荷の蓄積を開始さ
せる積分スタート信号を出力して、積分動作を行わせる
（図１０（ａ）参照）。ＡＦエリアセンサ１２は、上述
したように、受光量を適正なものとするために、所定範
囲内のピーク（最も明るい画素）出力に対応するモニタ
信号（図１０（ｂ））を出力する。

【００６５】マイコン１１は、モニタ信号を参照しなが
ら、ＡＦエリアセンサ１２の受光領域１２ａの受光量が
適正となるように積分時間を制御し、図１０（ｃ）に示
す積分終了信号を出力する。

【００６６】次いで、マイコン１１はステップＳ12にお
いて、ＡＦエリアセンサ１２に読み出しクロック（図１
０（ｄ））を出力して、センサデータ（画素データ）
（図１０（ｅ））を出力させる。センサデータはマイコ
ン１１のＡ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）１１ｄにおいてデ
ジタル信号に変換されて、ＲＡＭ１１ｃに格納される。

【００６７】次に、マイコン１１は、ステップＳ13にお
いて、予め設定されている複数の測距エリアについて夫
々測距演算を行う。図１１は撮影画面１１０（ズーム動
作に応じて設定された撮影画面相当領域）内に設定され
た測距エリア１１１〜１１９を示している。図１１の例
では、全エリア中の略均等に配置された９つの領域を測
距エリアに設定している。

【００６８】マイコン１１は測距演算として例えば公知
の位相差検出法を採用して、各測距エリア１１１〜１１
９についての測距データを取得する。マイコン１１は、
複数の測距エリア１１１〜１１９から得られた測距デー
タについて、所定の条件（信頼性の有無）を満足するか
判定する。例えば、マイコン１１は、他の測距結果より
も著しく相違する値の測距データについては、所定の条
件を満足しないものとして排除し、以後の処理に使用し
ない。

【００６９】次に、ステップＳ14において、マイコン１
１は、信頼性が高いと判定した複数の測距データのうち
から、所定のアルゴリズムに基づいて、主要被写体検出
に用いる１個又は複数個の測距データを選択する。例え
ば、マイコン１１は、最至近側の被写体が主要被写体で
ある可能性が高いことを考慮して、最も至近側の測距デ
ータを選択する最至近選択アルゴリズムを採用する。な
お、選択のためのアルゴリズムは種々考えられる。

【００７０】これにより、１又は複数の測距エリアが選
択される。

【００７１】次に、マイコン１１は、ステップＳ15にお
いて、選択された測距データに対応する測距エリアを含
む主要被写体検出領域を、ＡＦエリアセンサ１２の受光
領域１２ａ上に設定して主要被写体検出処理を行う。

【００７２】図１２は主要被写体検出ルーチンを示すフ
ローチャートである。

【００７３】主要被写体検出ルーチンでは、特に主要被
写体として人物を想定して、検出処理を行う。ＡＦエリ
アセンサ１２の受光領域１２ａでは２個の画像が得られ
るが、主要被写体検出に使用する画像データ（センサデ
ータ）はいずれか一方の画像でもよいし、両方の画像を
使用してもよい。

【００７４】上述したように、ＡＦエリアセンサ１２か
らのセンサデータは、マイコン１１内のＲＡＭ１１ｃに
格納されており、マイコン１１は記憶されているセンサ
データに基づいて処理を行う。即ち、先ず、ステップＳ
31において、選択された測距エリアについて夫々主要被
写体検出領域を設定する。

【００７５】図１３は主要被写体検出領域を説明するた
めの説明図である。

【００７６】図１３（ａ）の例において、図９のステッ
プＳ14では、例えば、図１１の測距エリア１１２，１１
３，１１５が選択されているものとする。図１３（ａ）
において、主要被写体検出領域３０２，３０３は、例え
ば最至近選択による測距エリア（斜線部）１１２，１１
３を含む領域である。先ず、マイコン１１は主要被写体
検出領域３０３について、ステップＳ32で平滑化処理を
行う。平滑化処理は、フィルタ処理やフーリエ変換によ
って実行され、これにより、マイコン１１は画像中のラ
ンダムノイズを除去する。

【００７７】次に、マイコン１１はステップＳ33におい
て、画像信号に対して所定の閾値以上の部分を抽出する
ことで、２値画像を求める。次に、ステップＳ34ではラ
ベリング処理が行われる。即ち、マイコン１１は、２値
画像の輝度値が０又は１のいずれであるかを検出し、同
一輝度値の画素が互いに連結している連結部分（連結領
域）の塊に対してラベリングを行う。つまり異なる連結
部分に対して異なるラベルを割り当てて区別して、連結
領域を分離する。

【００７８】次に、マイコン１１は、ステップＳ35にお
いて、形状判定処理を行う。マイコン１１は、画像の形
状を判別して主要被写体を抽出するのである。

【００７９】図１４は図１２中の形状判定ルーチンを示
すフローチャートである。

【００８０】マイコン１１は、先ず、ステップＳ41にお
いて抽出領域があるか否かを判別する。抽出領域は、連
結領域によってある形状が抽出された場合のその領域を
言う。主要被写体領域３０３だけでは抽出領域は形成さ
れない。この段階では、まだ、抽出領域は存在しておら
ず、ステップＳ49から処理を図１２のステップＳ36に戻
す。

【００８１】ステップＳ36では、設定された全ての主要
被写体検出領域に対する処理が終了しているか否かが判
断される。この時点では終了していないので、処理をス
テップＳ32に戻し、次に、主要被写体検出領域３０２に
ついて、ステップＳ32乃至Ｓ35の処理を繰返す。

【００８２】こうして、ステップＳ34のラベリング処理
が行われ、２つの連結領域によって、図１３（ｂ）の抽
出領域３０４（非斜線部）が抽出される。これにより、
図１４のステップＳ41から処理がステップＳ42に移行す
る。

【００８３】マイコン１１は、ステップＳ42において、
抽出領域の面積Ｓを求め、所定範囲内であるか否かを判
別する。撮像画像中の主要被写体である人物の顔の大き
さは、画角に応じて決定される。ステップＳ42では、抽
出領域の面積Ｓと主要被写体として考えている人物の顔
の大きさとの比較によって、抽出領域が主要被写体であ
るか否かを判定している。

【００８４】抽出領域の面積はその抽出領域に属する画
素の個数である。また、その周囲長は抽出領域のまわり
の境界に位置する画素の個数である。ただし、斜め方向
は水平、垂直方向に対して（２の平方根）倍に補正す
る。

【００８５】撮像面上における主要被写体である人物の
顔の大きさは距離及び焦点距離で変化するので、抽出領
域の面積が所定範囲内であるか否かの判定は、測距結果
である被写体距離Ｌと撮影レンズの焦点距離とによって
変化させている。

【００８６】即ち、マイコン１１は、測距結果の被写体
距離Ｌとズーム駆動部２２からのズーム情報に基づい
て、基準人物被写体の顔の面積ＳＬを計算する。このよ
うにして求めた面積ＳＬに対して所定の幅を持たせて所
定範囲を設定する。

【００８７】抽出領域の面積Ｓが所定の範囲内でない場
合には、ステップＳ49によって人物でないものと判断し
て、処理を図１２のステップＳ36に戻す。抽出領域の面
積Ｓが所定の範囲内である場合には、次にステップＳ45
において、画像の形状を判定する。

【００８８】画像の形状を判定するために、下記（２）
式に示す係数ｅ（形状判定値）が使用される。

【００８９】ｅ＝（周囲長）²／（面積） …（２） 係数ｅは、形状が円形の時に最小値を示し、形状が複雑
になるほど大きい値を示す。

【００９０】次に、マイコン１１は、ステップＳ45にお
いて、係数ｅが所定範囲内にあるか否かを判定する。人
物の顔はほぼ円形に近いと考えられるので、係数ｅと所
定値とを比較して対象画像が人物の顔か否かを判定する
ことができる。なお所定値は、個人差や年齢を含めて統
計的に求めた数値を採用する。

【００９１】マイコン１１は、ステップＳ43，Ｓ45によ
って、抽出領域が人物の撮像画像であるか否かを判定す
る。この場合には、抽出領域は人物ではなく、面積Ｓ，
係数ｅはいずれも各所定値よりも大きいので、処理をス
テップＳ43又はステップＳ45からステップＳ49に移行
し、図１２のステップＳ36に戻す。

【００９２】次に、図１３の主要被写体４０１を含む主
要被写体検出領域３０５（図１５参照）が処理されるも
のとする。主要被写体検出領域３０５は測距エリア１１
５を含む。

【００９３】この場合には、ステップＳ34のラベリング
処理によって、図１５の非斜線部分で示す抽出領域（顔
領域）が抽出される。この抽出領域は人物の顔の部分の
撮像画像であり、ステップＳ43，Ｓ45による判定はいず
れも所定範囲内となり、ステップＳ46において、この抽
出領域は人物の顔である主要被写体４０１と判定され
る。この判定結果はＲＡＭ１１ｃに記憶される。

【００９４】ステップＳ42乃至Ｓ46の処理は、ステップ
Ｓ47，Ｓ48によって全ての抽出領域について行われる。
全ての抽出領域についての処理が終了すると、処理を図
１２のステップＳ36に移行して、１個又は複数の設定さ
れた主要被写体検出領域の全てについて、処理を行った
か否かが判別され、終了の場合はリターン、終了してな
い場合にはステップＳ32に戻り別の領域について処理を
行う。

【００９５】このようにして、図９のステップＳ15にお
いて、マイコン１１は、主要被写体の検出を行い、次の
ステップＳ16において、得られた主要被写体検出結果が
所定の条件（信頼性の有無）を満足するか否かを判別す
る。

【００９６】マイコン１１は、ＲＡＭ１１ｃに格納され
た判定結果によって、ステップＳ14で選択された測距エ
リアを含んで設定された主要被写体検出領域（ステップ
Ｓ31）中に主要被写体が含まれないことが示された場合
には、処理をステップＳ18に移行し、含まれることが示
された場合には、処理をステップＳ17に移行する。

【００９７】ステップＳ18では、ステップＳ14で選択さ
れた測距エリア以外の他の測距エリアを選択し、ステッ
プＳ15の主要被写体検出処理を繰返す。全ての測距エリ
アについて主要被写体検出を行っても、主要被写体が検
出されない場合には、ステップＳ19からステップＳ20に
処理を移行して、全画面について主要被写体検出を行
う。

【００９８】ステップＳ20においては、ステップＳ15と
異なり、主要被写体検出領域を測距エリア毎に限定せ
ず、撮影画面内の全ての画像について主要被写体検出を
行う。この場合には、マイコン１１は、検出された主要
被写体領域に対して、新たな測距エリアを設定して測距
演算を行う（ステップＳ21）。

【００９９】なお、測距エリアから主要被写体領域を求
められなかった場合の処理であるステップＳ21では、撮
影画面に対応する受光領域全体のセンサデータについて
主要被写体検出を行う。そしてその結果得られた主要被
写体領域内に複数の測距エリアを設定する。これら複数
の測距エリアの測距結果は、ステップＳ21において、平
均処理や最至近選択等の処理により一個の測距データに
まとめられる。

【０１００】一方、図１５の主要被写体検出領域３０５
のように、検出結果が主要被写体であるものと判定され
ると、主要被写体検出結果の信頼性が高い測距エリアの
内で、同一のグループに属するものをまとめてグループ
化を行い主要被写体を確定する。

【０１０１】次に、マイコン１１は、ステップＳ17又は
ステップＳ21から処理をステップＳ17に移行して、確定
した主要被写体に対応する測距データに基づいて、フォ
ーカスレンズを駆動する。

【０１０２】このようにして、図７のステップＳ3 のＡ
Ｆ処理が行われると、次にステップＳ4 で測光が行わ
れ、次に、マイコン１１は、２ＲＳＷ１８のオン操作の
待機状態となる（ステップＳ5 ）。

【０１０３】２ＲＳＷ１８がオンされると、シャッタ動
作によりフィルムに露出が行われ（ステップＳ6 ）、次
の撮影のためにフィルムが１駒分巻き上げられる（ステ
ップＳ7 ）。

【０１０４】このように、本実施の形態においては、予
め決められた複数の測距エリアについて測距を行い、所
定の選択アルゴリズムにより測距エリア（測距データ）
を選択し、選択された測距エリアが主要被写体であるか
否か判定しており、全画面についての膨大な画像処理等
による主要被写体検出を行わないので、最終的に主要被
写体についての測距データを得るために要する時間を短
縮することができる。

【０１０５】なお、上記主要被写体検出では円形画像を
人物の顔として検出しているが、これは一例を示してい
るだけで、これに限定されず種々の方法が考えられる。

【０１０６】例えば、予め用意されている人物形状の形
状データと取得画像とについて、公知のテンプレートマ
ッチング法により主要被写体検出を行ってもよい。例え
ば、円形（顔）以外に首や肩の形状と比較することが考
えられる。あるいは、ＡＦエリアセンサ１２としてフル
カラータイプの撮像素子を使用して、センサデータを色
処理することにより人物に相当する肌色領域を検出する
ことによって、人物を検出してもよい。また、異なる時
間の複数画像より被写体の移動を検出して、移動物体を
主要被写体として検出することも考えられる。あるい
は、逆に近距離雑被写体になりやすいビンやコップ等の
人工物の形状と比較して一致する場合は、雑被写体とし
て排除してもよい。

【０１０７】図１６は本発明の第３の実施の形態を説明
するためのタイミングチャートである。本実施の形態の
ハードウェア構成は図３に示す第２の実施の形態と同様
である。本実施の形態はＡＦ補助光であるストロボ２２
ａを投光して定常光除去積分を行う場合に適用したもの
である。

【０１０８】積分制御信号により積分を開始すると（図
１６（ａ））、ストロボ２２ａを間欠的に複数回発光さ
せ（図１６（ｃ））つつ、定常光除去回路５９により定
常光を除去しながら積分を行う。

【０１０９】積分モニタ信号が所定レベルになると（図
１６（ｂ））、積分動作及びストロボ２２ａの発光を停
止させ（図１６（ｄ））、センサデータを読み出す（図
１６（ｅ）、（ｆ））。

【０１１０】このようにしてストロボ２２ａの投光によ
る被写体からの反射光成分のみを検出することができる
ので、近距離側の被写体についてより効果的に測距及び
主要被写体検出を行うことが可能である。

【０１１１】なお、上記各実施の形態においては、外光
パッシブ方式の測距装置に適用した例を説明したが、他
の方式にも適用可能であり、例えばＴＴＬパッシブ方式
の測距装置に適用しても同様な効果が得られる。

【０１１２】［付記］ （１） 複数の測距エリアにおいて測距可能な測距手段
と、上記複数の測距エリアのうちから１個または複数個
の測距エリアを選択する選択手段と、上記選択された測
距エリアに基づいて、選択された測距エリアが主要被写
体であるか否か判別する判別手段と、上記判別手段の出
力に基づいて上記測距エリアが主要被写体の場合は、上
記測距エリアの測距結果を採用することを特徴とする測
距装置。

【０１１３】（２） 複数の測距エリアにおいて測距可
能な測距手段と、上記複数の測距エリアのうちから１個
または複数個の測距エリアを選択する選択手段と、上記
選択された測距エリアに基づいて、選択された測距エリ
アが主要被写体であるか否か判別する判別手段と、上記
判別手段の出力に基づいて焦点調節を行う焦点調節手段
とからなることを特徴とする測距装置。

【０１１４】（３） 視差を有する２つの光学系からな
る測距光学系と、上記測距光学系により結像される２像
を撮像する撮像素子と、上記撮像素子の出力に基づいて
複数の測距エリアにおいて測距を行う測距手段と、上記
複数の測距エリアのうちから１個または複数個の測距エ
リアを選択する選択手段と、上記撮像素子の出力と上記
選択された測距エリアに基づいて、選択された測距エリ
アが主要被写体であるか否か判別する判別手段と、上記
判別手段の出力に基づいて焦点調節を行う焦点調節手段
とからなることを特徴とする測距装置。

【０１１５】（４） 被写体に投光する投光手段と、上
記撮像素子の出力より定常光成分を除去する定常光除去
手段と、を有し、上記投光手段と定常光除去手段を動作
させて上記撮像素子の蓄積動作を行うことを特徴とする
付記項（１）〜（３）に記載の測距装置。

【０１１６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、広
範囲な測距領域を有する測距装置であって、タイムラグ
を大きくすることなく且つ低コストで正確に主要被写体
に対して測距を行い、正確な合焦動作を可能にすること
ができるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る測距装置を示
すブロック図。

【図２】測距部の具体例を示すブロック図。

【図３】本発明の第２の実施の形態の測距装置を示すブ
ロック図。

【図４】測距光学系とＡＦエリアセンサ１２との配置を
示す説明図。

【図５】図１中のＡＦエリアセンサ１２の具体的な構成
を示す回路図。

【図６】図５中の画素５０の具体的な構成を示す等価回
路図。

【図７】マイコン１１のメインルーチンを示すフローチ
ャート。

【図８】補正処理を説明するための説明図。

【図９】図１中のＡＦルーチンを示すフローチャート。

【図１０】ＡＦ動作を説明するためのタイミングチャー
ト。

【図１１】撮影画面１１０内に設定された測距エリア１
１１〜１１９を示す説明図。

【図１２】主要被写体検出ルーチンを示すフローチャー
ト。

【図１３】主要被写体検出領域を説明するための説明
図。

【図１４】図１２中の形状判定ルーチンを示すフローチ
ャート。

【図１５】主要被写体検出領域を説明するための説明
図。

【図１６】本発明の第３の実施の形態を説明するための
タイミングチャート。

【符号の説明】

１…測距部、２…選択部、３…判別部、４…焦点調節
部。

フロントページの続き (72)発明者 中田 康一 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 野中 修 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 金田一 剛史 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 Ｆターム(参考） 2F112 AC02 AC06 BA06 CA02 CA12 DA28 FA03 FA07 FA21 FA29 FA32 FA33 FA39 2H051 BB07 CB22 CE08 CE28 DA03 DA08 DA10 DA17 DA19 DA21 DA22 DA28 DA31 DA32

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の測距エリアにおいて測距可能な測
   距手段と、 上記複数の測距エリアのうちから１個または複数個の測
   距エリアを選択する選択手段と、 上記選択された測距エリアに基づいて、選択された測距
   エリアが主要被写体であるか否か判別する判別手段と、 上記判別手段の出力に基づいて上記測距エリアが主要被
   写体の場合は、上記測距エリアの測距結果を採用するこ
   とを特徴とする測距装置。
2. 【請求項２】 複数の測距エリアにおいて測距可能な測
   距手段と、 上記複数の測距エリアのうちから１個または複数個の測
   距エリアを選択する選択手段と、 上記選択された測距エリアに基づいて、選択された測距
   エリアが主要被写体であるか否か判別する判別手段と、 上記判別手段の出力に基づいて焦点調節を行う焦点調節
   手段とからなることを特徴とする測距装置。
3. 【請求項３】 視差を有する２つの光学系からなる測距
   光学系と、 上記測距光学系により結像される２像を撮像する撮像素
   子と、 上記撮像素子の出力に基づいて複数の測距エリアにおい
   て測距を行う測距手段と、 上記複数の測距エリアのうちから１個または複数個の測
   距エリアを選択する選択手段と、 上記撮像素子の出力と上記選択された測距エリアに基づ
   いて、選択された測距エリアが主要被写体であるか否か
   判別する判別手段と、 上記判別手段の出力に基づいて焦点調節を行う焦点調節
   手段とからなることを特徴とする測距装置。