JP2002296491A - 測距装置及びそれを用いた撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 手振れ補正機能を有するディジタルカメラ等
の撮像装置において、被写体の測距速度又は撮像レンズ
の焦点位置の合焦速度を速くする。 【解決手段】 手振れ補正用のレンズ駆動機構により、
撮像レンズを第１の位置（例えば水平方向のいずれかの
移動可能限界）Ｐ₁まで移動させ、撮像素子を駆動制御
して第１画像情報を得る。次に、レンズ駆動機構を逆方
向に駆動して、基準位置Ｐ₀に対して第１の位置Ｐ₁と対
称な第２の位置Ｐ₂まで移動させ、撮像部を駆動制御し
て所定の第２画像情報を得る。第１画像情報と第２画像
情報を比較し、撮像素子上での画素データのパターンが
共通する部分の距離Ｄ_Iを求め、さらに撮像レンズ１０
の焦点距離ｆ及び第１の位置Ｐ₁と第２の位置Ｐ₂の距離
Ｄ_Pから、被写体Ｏまでの距離Ｄ_O＝ｆ・Ｄ_I／Ｄ_Pを演算
で求め、求めた距離Ｄ_Oに基づいて撮像レンズの焦点位
置を調節する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像素子を用
いたディジタルカメラ等の撮像装置の測距装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】固体撮像素子を用いたディジタルカメラ
等の撮像装置では、一般的に撮像レンズの焦点調節を自
動的に行うオートフォーカス機構が装備されている。特
に、固体撮像素子から直接被写体像に関する情報（例え
ばコントラスト情報）が電気信号として出力されるた
め、撮像素子からの出力信号をモニタしながら撮像レン
ズの焦点位置を徐々に変化させ、コントラストが最大と
なる位置で撮像レンズを停止させればよい。この方式は
「コントラスト方式」又は「山登り方式」等と呼ばれ、
撮像素子を測距センサとして使用し、特別な測距機構を
必要としないため、ディジタルカメラ等において広く用
いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記コ
ントラスト方式によれば、１回の撮像では撮像レンズの
移動量（デフォーカス量）を演算することができず、撮
像レンズの焦点位置を微少量ずつ移動させながら繰り返
し撮像しなければならず、被写体像を撮像素子上に合焦
させるまでに一定の時間を要する。そのため、専用の測
距機構を必要とする銀塩フィルムを用いるカメラ等のオ
ートフォーカス機構の応答速度と比較して、コントラス
ト方式による応答速度が遅いという問題点を有してい
る。

【０００４】上記コントラスト方式の欠点を補うため、
コントラスト方式と赤外線アクティブ方式等を併用した
ディジタルカメラも市販されているが、赤外線アクティ
ブ方式はＴＴＬでないため、接写等の近距離撮像ではパ
ララックスが生じ、コントラスト方式しか使用できない
という問題点を有していた。

【０００５】一方、撮像中における手振れ方向及び手振
れ量を検出し、撮像レンズを手振れ方向とは逆方向に手
振れ量に相当する量だけ移動させる手振れ補正機構が実
用化されている。この手振れ補正機構は、撮像中という
非常に短い時間に撮像レンズを高速で移動できる高性能
な機構であるが、手振れを起こしやすい条件、例えば被
写体の輝度が低く、露光時間の長くなる条件でしか使用
されず、フラッシュを併用する場合や被写体の輝度が高
い場合は不要であり、せっかくの機能が有効に利用され
ていないという問題点を有していた。

【０００６】本発明は、上記従来例の問題点を解決する
ためになされたものであり、手振れ補正機構を利用して
被写体までの距離を測定する測距装置及びそれを用いた
撮像装置を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の測距装置は、被写体像を所定位置に結像さ
せるための撮像レンズと、前記被写体像の結像面に設け
られ、光電変換により前記被写体像を所定の電気信号に
変換する撮像素子と、前記撮像レンズをその光軸に直交
する面内で平行移動させるレンズ駆動機構と、前記撮像
素子及び前記レンズ駆動機構を制御する制御部とを具備
し、前記制御部は、前記レンズ駆動機構を駆動して前記
撮像レンズを前記光軸に直交する面内における任意の第
１の位置に移動させ、前記撮像素子により被写体像を撮
像し、第１画像情報として出力させ、次に前記レンズ駆
動機構を制御して前記撮像レンズを前記撮像素子の中心
に対して前記第１の位置と対称な第２の位置に移動さ
せ、前記撮像素子により被写体像を撮像し、第２画像情
報として出力させ、前記第１画像情報及び前記第２画像
情報と、前記第１の位置と前記第２の位置の間の距離情
報とを用いて被写体までの距離を演算し、出力すること
を特徴とする。

【０００８】上記構成において、前記第１の位置及び前
記第２の位置は、前記撮像素子の中心を通り前記撮像素
子の縦辺に平行な線上、横辺に平行な線上及び対角線上
のいずれかの位置であることが好ましい。

【０００９】また、前記第１の位置及び前記第２の位置
は、前記各線上における移動可能限界位置であることが
好ましい。

【００１０】さらに、前記第１画像情報及び前記第２画
像情報からでは被写体までの距離が適切に得られなかっ
た場合、前記制御部は、前記レンズ駆動機構を駆動して
前記撮像レンズを前記第１の位置及び前記第２の位置と
は異なる第３の位置に移動させ、前記撮像素子により被
写体像を撮像し、第３画像情報として出力させ、次に、
前記レンズ駆動機構を駆動して前記撮像レンズを前記撮
像素子の中心に対して前記第３の位置と対称な第４の位
置に移動させ、前記撮像素子により被写体像を撮像し、
第４画像情報として出力させ、前記第３画像情報及び前
記第４画像情報と、前記第３の位置と前記第４の位置の
間の距離情報とを用いて被写体までの距離を演算し、出
力することが好ましい。

【００１１】さらに、前記第３画像情報及び前記第４画
像情報からでは被写体までの距離が適切に得られなかっ
た場合、前記制御部は、前記レンズ駆動機構を駆動して
前記撮像レンズを前記第１の位置から前記第４の位置と
は異なる第５の位置に移動させ、前記撮像素子により被
写体像を撮像し、第５画像情報として出力させ、次に、
前記レンズ駆動機構を駆動して前記撮像レンズを前記撮
像素子の中心に対して前記第５の位置と対称な第６の位
置に移動させ、前記撮像素子により被写体像を撮像し、
第６画像情報として出力させ、前記第５画像情報及び前
記第６画像情報と、前記第５の位置と前記第６の位置の
間の距離情報とを用いて被写体までの距離を演算し、出
力することが好ましい。

【００１２】さらに、前記撮像素子は、前記各位置にそ
れぞれ対応する１又は２以上の測距領域に含まれる画素
からの電気信号のみを出力することが好ましい。

【００１３】さらに、前記撮像素子はＣ−ＭＯＳセンサ
であることが好ましい。

【００１４】さらに、前記撮像レンズの焦点位置を調節
する焦点調節機構を具備し、前記制御部は、前記焦点調
節機構を制御して前記撮像レンズの焦点位置を通常撮影
に適する第１の距離範囲における任意の第１焦点位置に
設定し、被写体までの距離を測定することが好ましい。

【００１５】さらに、前記撮像レンズの焦点位置を前記
第１焦点位置に設定して被写体までの距離が適切に得ら
れなかった場合、前記制御部は、前記焦点調節機構を制
御して前記撮像レンズの焦点位置を接写又は近接撮影に
適する第２の距離範囲における任意の第２焦点位置に設
定し、再度被写体までの距離を測定することが好まし
い。

【００１６】または、前記撮像レンズの焦点位置を前記
第１焦点位置に設定して得られた被写体までの距離が前
記第１焦点位置よりも手前である場合、前記制御部は、
前記焦点調節機構を制御して前記撮像レンズの焦点位置
を前記第１焦点位置よりも手前の任意の第２焦点位置に
設定し、再度被写体までの距離を測定することが好まし
い。

【００１７】さらに、前記第１の距離範囲は１ｍ以上４
ｍ以下であり、第２の距離範囲は２０ｃｍ以上１ｍ未満
であることが好ましい。

【００１８】一方、本発明の撮像装置は、上記いずれか
の構成を有する測距装置と、前記撮像素子から出力され
る電気信号に所定の処理を施して画像データとして出力
する信号処理部と、前記画像データを用いてモニタ画像
を表示する表示部及び前記画像データを記録する記録部
の少なくとも一方を具備することを特徴とする。

【００１９】上記構成において、前記測距装置によって
は被写体までの距離が適正に得られなかった場合に、前
記制御部は、前記レンズ駆動機構を制御して前記撮像レ
ンズを基準位置に固定し、前記撮像素子を所定間隔で駆
動して電気信号を出力させ、前記信号処理部により処理
された各画像データのコントラストを比較し、前記焦点
調節機構を制御して前記画像データのコントラストが最
大となるように前記撮像レンズの焦点位置を移動させる
ことが好ましい。

【００２０】または、前記制御部は、前記測距装置によ
り得られた被写体までの距離を用いて前記焦点調節機構
を制御して前記撮像レンズの焦点位置を移動させ、その
後、前記レンズ駆動機構を駆動して前記撮像レンズを基
準位置に固定し、前記撮像素子を所定間隔で駆動して電
気信号を出力させ、前記信号処理部により処理された各
画像データのコントラストを比較し、前記焦点調節機構
を制御して前記画像データのコントラストが最大となる
ように前記撮像レンズの焦点位置を微調整することが好
ましい。

【００２１】または、前記測距装置によっては被写体ま
での距離が適正に得られなかった場合に、前記制御部
は、前記焦点調節機構を制御して前記撮像レンズの焦点
位置を変化させ、前記測距装置を用いて再度被写体まで
の距離を測定すると共に、前記測距装置によっては被写
体までの距離が再度適正に得られなかった場合に、前記
制御部は、前記レンズ駆動機構を駆動して前記撮像レン
ズを前記基準位置に再度固定し、前記撮像素子を所定間
隔で駆動して電気信号を出力させ、前記信号処理部によ
り処理された各画像データのコントラストを比較し、前
記焦点調節機構を制御して前記画像データのコントラス
トが最大となるように前記撮像レンズの焦点位置を移動
させることが好ましい。

【００２２】さらに、撮像レンズの焦点距離又は像倍率
に応じて、前記測距装置による被写体までの距離測定と
前記撮像素子により得られた前記画像データのコントラ
ストが最大となるように前記撮像レンズの焦点位置を移
動させる方式のいずれかを選択することが好ましい。

【００２３】さらに、上記各構成において、手振れ検出
センサを具備し、前記撮像レンズの焦点位置を調節した
後、前記撮像素子により被写体像を撮像する間、前記レ
ンズ駆動機構を駆動して前記撮像レンズを手振れ方向と
は逆方向に、手振れ量に相当する量だけ移動させ、手振
れ補正を行うことが好ましい。

【００２４】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態について説明
する。図１は本実施形態における撮像装置である手振れ
補正機能を有するディジタルカメラの外観を示す図であ
る。撮像装置１の正面には、向かって右側から順に光学
式ビューファインダ２、撮像レンズ１０、フラッシュ発
光部３等が設けられている。また、撮像装置１の上面に
は、シャッタレリーズスイッチ４、ＬＣＤ等で構成され
た表示部５及びズームスイッチ６等が設けられている。

【００２５】上記撮像装置１のブロック構成を図２に示
す。撮像レンズ１０はズームレンズであり、それぞれ独
立して駆動される複数のレンズ群で構成され、そのうち
一部のレンズ群を焦点距離を変化させるためのズーム用
変倍レンズ群１１とし、他の一部又は全部のレンズ群を
焦点調節のためのフォーカス用合焦レンズ群１２とす
る。

【００２６】変倍レンズ群１１及び合焦レンズ群１２
は、さらに１又は２以上の部品としてのレンズで構成さ
れており、各レンズはそれぞれ所定の位置関係となるよ
うに内筒により保持されている。各内筒の外周部にはピ
ンやヘリコイドが形成されており、それぞれ外筒に形成
されたカム溝やヘリコイドに嵌合されている。そして、
外筒を回転させるとそれに伴ってカム溝やヘリコイドが
回転し、カム溝やヘリコイドに嵌合されている内筒が光
軸Ｌ上を移動する。その結果、変倍レンズ群１１と合焦
レンズ群１２（及びその他のレンズ群）の光軸Ｌ上の位
置が相対的に変化し、撮像レンズ１０の焦点距離が変化
したり、撮像レンズ１０により結像される像の位置が変
化する。

【００２７】変倍レンズ群１１及び合焦レンズ群１２の
各外筒には、それぞれ独立したズーム駆動機構及びフォ
ーカス駆動機構（共に図示せず）が係合されており、ズ
ーム駆動機構及びフォーカス駆動機構により各外筒が独
立して回転される。ズーム駆動機構及びフォーカス駆動
機構は、それぞれモータ、歯車、エンコーダ等で構成さ
れ、それぞれズーム制御部１３及びフォーカス制御部１
４により制御される。

【００２８】フォーカス制御部１４は、自動合焦モード
（ＡＦモード）が選択されている場合は、常時撮像部２
０の撮像素子上に被写体像を合焦させるようにフォーカ
ス駆動機構の駆動を制御する。測距装置及び被写体まで
の距離測定原理については後述する。

【００２９】一方、ズーム制御部１３は、ユーザがズー
ムスイッチ６を操作した時だけズーム駆動機構を駆動制
御する。ズームスイッチ６は、例えばスナップスイッチ
であり、操作ボタンを前方に傾けると撮像レンズ１０の
焦点距離を短焦点側から長焦点側に変化させる制御信号
を出力し、操作ボタンを後方に傾けると撮像レンズ１０
の焦点距離を長焦点側から短焦点側に変化させる制御信
号を出力し、操作ボタンから指を離した状態で制御信号
の出力をオフする。

【００３０】また、ズーム制御部１３は、ズームスイッ
チ６からの信号に応じてファインダ光学系１５の駆動を
制御し、撮像レンズ１０の焦点距離の変化に応じてビュ
ーファインダ２の像倍率を変化させる。具体的には、ズ
ームレンズと同様にファインダ光学系を構成するレンズ
の相対的な位置を変化させ、像倍率を変化させる。

【００３１】上記撮像レンズ１０は、その全体が図３に
示すレンズ駆動機構４０上に搭載されており、撮像部２
０の撮像素子の受光面に対して光軸Ｌが垂直となる状態
を維持したまま平行移動される。このレンズ駆動機構４
０は、手振れ補正機構として機能すると共に、本実施形
態における測距装置の一構成要素として機能する。レン
ズ駆動機構４０の詳細は後述する。

【００３２】撮像部２０は、例えばＣＣＤやＣ−ＭＯＳ
センサ等の２次元固体撮像素子と、撮像素子を駆動する
ための駆動回路を含む。固体撮像素子は、その中心が基
準位置（手振れ補正等を行わない場合の撮像レンズ１０
の位置）における撮像レンズ１０の光軸Ｌと一致するよ
うに配置されている。

【００３３】信号処理部３０は、撮像部２０の撮像素子
から出力されるアナログの電気信号をディジタル信号に
変換するためのＡ／Ｄコンバータ、Ａ／Ｄ変換された画
像データのホワイトバランス調節、γ補正、ＪＰＥＧ等
の圧縮／伸張処理等の所定の処理を施す。また、信号処
理部３０には、撮像部２０から画像データ等を一時的に
記憶するためのＲＡＭ等で構成された記憶部１８が接続
されている。

【００３４】全体制御部５０はこの撮像装置１の全体の
制御を行うものであり、例えばＬＣＤ等の表示素子を含
む表示部５、メモリカードやビデオテープ等の記録媒体
に画像データを記録するための記録部１７、この撮像装
置１の筐体外部に設けられたズームスイッチ６、シャッ
タレリーズスイッチ４、モード選択スイッチ（図示せ
ず）等で構成された操作部１６が接続されている。

【００３５】表示部５は、上記表示素子及びその駆動回
路等を含み、この撮像装置１の電子式ビューファインダ
として使用することが可能であると共に、記録媒体に記
録されている画像データを再生するためのモニタとして
使用される。表示部５をビューファインダとして使用す
る場合、撮像部２０は、所定間隔、例えば１／３０秒ご
とに画像データを取り込み、表示部５に表示される画像
を更新する。

【００３６】記録部１７として、目的に応じて様々な記
録媒体及びその記録装置を使用することができる。本実
施形態では、撮像装置１としてディジタルカメラを例に
しているので、静止画又は短時間の動画の記録画可能な
メモリカード等を記録媒体とするカードレコーダを用い
る。また、ハードディスク装置のような固定式記録装置
を用いることも可能である。

【００３７】次に、レンズ駆動機構４０の構成について
説明する。図３に示すように、レンズ駆動機構４０は、
撮像装置１の本体フレーム１Ａに対してＸ方向に平行移
動可能に保持されたＸフレーム４１と、Ｘフレーム４１
に対してＹ方向に平行移動可能に保持されたＹフレーム
４２とを有し、撮像レンズ１０（図３では図示せず）は
Ｙフレーム４２に形成された円形開口部４２Ａに装着さ
れる。

【００３８】Ｙフレーム４２の円形開口部４２Ａの下部
及び側部にはそれぞれ矩形開口部４２Ｘ及び４２Ｙが形
成されており、各矩形開口部４２Ｘ及び４２Ｙの周囲に
はそれぞれＸボイスコイル４３Ｘ及びＹボイスコイル４
３Ｙが設けられている。光軸Ｌに平行な方向において、
Ｙフレーム４２の前後両側からＸボイスコイル４３Ｘを
挟むように１組のＸヨーク４４Ｘ及び４５Ｘが本体フレ
ーム等に設けられている。同様に、Ｙフレーム４２の前
後両側からＹボイスコイル４３Ｙを挟むように１組のＹ
ヨーク４４Ｙ及び４５Ｙが設けられている。一方のＸヨ
ーク４４Ｘには、Ｘ方向に平行な１組の永久磁石４６Ｘ
がＸボイスコイル４３Ｘに対向するように設けられてい
る。また、一方のＹヨーク４４Ｙには、Ｙ方向に平行な
１組の永久磁石４６ＹがＹボイスコイル４３Ｙに対向す
るように設けられている。Ｘボイスコイル４３Ｘ及びＹ
ボイスコイル４３Ｙに通電することにより、Ｘテーブル
４１及びＹテーブル４２をそれぞれＸ方向及びＹ方向に
平行移動させることができる。

【００３９】Ｙフレーム４２の矩形開口部４２Ｘには、
Ｘ方向のスリット４７Ｘ及びＬＥＤ等の発光素子４８Ｙ
が設けられている。また、発光素子４８Ｙに対向する位
置には、Ｙ方向に受光面を有するＰＳＤ（Position Sen
sing Device)等のＹ方向位置センサ（Ｙセンサ）４９Ｙ
が設けられている。同様に、Ｙフレーム４２の矩形開口
部４２Ｙには、Ｙ方向のスリット４７Ｙ及びＬＥＤ等の
発光素子４８Ｘが設けられている。また、発光素子４８
Ｘに対向する位置には、Ｘ方向に受光面を有するＸ方向
位置センサ（Ｘセンサ）４９Ｘが設けられている。各発
光素子４８Ｘ及び４８Ｙは、Ｘフレーム４１及びＹフレ
ーム４２と共にＸ方向及びＹ方向に平行移動するので、
Ｘセンサ４９Ｘ及びＹセンサ４９Ｙに光が入射する位置
を検出することにより、撮像レンズ１０の光軸Ｌの基準
位置からの移動方向及び移動量を知ることができる。

【００４０】次に、本実施形態における測距装置の測距
原理について、図４を参照しつつ説明する。図４中、Ｏ
は被写体、Ｐ₀は撮像レンズ１０の基準位置、Ｌ₀は基準
位置における撮像レンズ１０の光軸、Ｐ₁は上記レンズ
駆動機構４０により撮像レンズ１０を図中左側に所定距
離だけ平行移動させた第１の位置、Ｌ₁は第１の位置Ｐ₁
における撮像レンズ１０の光軸、Ｐ₂は上記レンズ駆動
機構４０により撮像レンズ１０を図中右側に所定距離だ
け平行移動させた第２の位置、Ｌ₂は第２の位置Ｐ₂にお
ける撮像レンズ１０の光軸、Ｉ₁は撮像レンズ１０を第
１の位置Ｐ₁に移動させたときの被写体Ｏの像、Ｉ₂は撮
像レンズ１０を第２の位置Ｐ₂に移動させたときの被写
体Ｏの像、ｆは撮像レンズ１０の焦点距離、Ｄ₀は撮像
素子の受光面から被写Ｏまでの距離、Ｄ_Pは光軸Ｌ₁とＬ
₂の距離、Ｄ_Iは被写体像Ｉ₁とＩ₂の距離を表す。

【００４１】まず、レンズ駆動機構４０を駆動して、撮
像レンズ１０を光軸Ｌに直交する面内における任意の第
１の位置Ｐ₁に移動させ、撮像部２０を制御して被写体
像Ｉ₁を撮像する。一般的に、撮像部２０の撮像素子
は、その各画素ごとに被写体像Ｉ ₁による光エネルギー
を光電変換して電荷量等の電気信号に変換し、各画素に
ついての画素データの集合体である画像データとして出
力する。ところで、この場合撮像素子を測距装置のセン
サとして使用しているので、全ての画素についての画素
データは必要ではなく、例えば画面上の中心部分等主要
被写体の特定の部分（測距エリア）の画素データが得ら
れれば充分である。本実施形態では、あらかじめ設定さ
れている特定範囲の画素データを被写体像Ｉ₁に関する
第１画像情報として出力する。次に、レンズ駆動機構４
０を制御して撮像レンズ１０を基準位置における光軸Ｌ
₀に対して第１の位置Ｐ₁と対称な第２の位置Ｐ₂に移動
させ、撮像素子を駆動して被写体像Ｉ₂を撮像し、特定
範囲の画素データを被写体像Ｉ₂に関する第２画像情報
として出力する。

【００４２】第１画像情報と第２画像情報を比較し、撮
像素子の各画素に対応する画素データが同じパターンで
並んでいる箇所が見つかると、それらが同一被写体Ｏの
同一部分の像であると推定することができる。撮像素子
上におけるこれら２つの部分の距離Ｄ_I、第１の位置と
第２の位置の距離Ｄ_P、撮像レンズの焦点距離ｆから、
被写体までの距離Ｄ_Oは、Ｄ_O＝ｆ・Ｄ_I／Ｄ_Pで表され、
被写体Ｏまでの距離Ｄ_Oが演算で求められる。

【００４３】撮像レンズ１０を移動させる方向及びその
移動量は基本的には任意である。レンズ駆動機構４０
は、撮像素子の横辺及び縦辺にそれぞれ平行なＸ方向及
びＹ方向に撮像レンズ１０を平行移動させることがで
き、両方向の動作を合成することにより、撮像レンズ１
０を任意の方向に移動可能限界内で任意の距離だけ平行
移動させることができる。

【００４４】図５は、撮像素子と撮像レンズ１０の移動
方向の例を示したものであり、レンズ駆動機構４０をＸ
方向にのみ移動させると、撮像レンズ１０の光軸は矢印
Ａで示すように、撮像素子の横辺に対して平行に移動す
る。また、レンズ駆動機構４０をＹ方向にのみ移動させ
ると、撮像レンズ１０の光軸は矢印Ｂで示すように、撮
像素子の縦辺に対して平行に移動する。さらに、レンズ
駆動機構４０をＸ方向及びＹ方向に移動させると、撮像
レンズ１０の光軸は矢印Ｃ又はＤで示すように、撮像素
子の対角線方向に平行移動する。あるいは、レンズ駆動
機構４０のＸ方向の移動量とＹ方向の移動量を適宜変化
させることにより、これら以外の任意の方向に移動させ
ることもできる。

【００４５】一般的に、例えば縦縞の服を着た人物や横
縞の服を着た人物等のように、被写体によっては特定の
方向において測距できない場合もあり得ることが知られ
ている。従って、撮像レンズ１０を２以上の方向に移動
して測距できるようにしておけば、被写体の方向性によ
る測距不能の可能性を小さくすることができる。また、
測距精度を高くするには、測距装置の基線長を長くすれ
ばよいことが知られている。本実施形態の場合、図４に
示す光軸Ｌ₁とＬ₂の距離Ｄ_Pを長くすればよい。すなわ
ち、上記第１の位置Ｐ₁及び第２の位置Ｐ₂をそれぞれ各
方向の移動可能限界又はその近傍に設定することによ
り、測距精度を可能な限り高くすることができる。

【００４６】図６は、撮像レンズ１０により結像される
画面中における測距エリアの配置を示す図であり、
（ａ）は画面中央部のみに測距エリアを設定した場合、
（ｂ）は画面中央部及びその周辺に複数の測距エリアを
設定した場合を示す。

【００４７】周知のように、人物が２人並んだ場合のよ
うに、画面中央部に主要被写体が存在しない場合もあり
得る。その場合、図６（ａ）に示すように画面中央部の
みに測距エリアが設定されている場合、撮像前に撮像装
置１を振ってビューファインダ２に表示される測距エリ
アを主要被写体に合致させ、その状態で測距を行い、主
要被写体に合焦させた状態で撮像レンズ１０のフォーカ
ス機構をロックし、撮像装置１を元の位置に戻して撮像
を行う。一方、図６（ｂ）に示すように複数の測距エリ
アが設定されている場合、撮像装置１をそのままにして
各測距エリアについてそれぞれ測距を行い、得られた距
離のうち撮像装置に最も近い値を被写体までの距離とし
て用い、合焦動作を行う。

【００４８】なお、撮像部２０の撮像素子としてはＣＣ
ＤやＣ−ＭＯＳセンサ等の２次元固体撮像素子を用いる
ことができるが、ＣＣＤの場合特定部分の画素データの
みを読み出すことはできず、１画面分の画素データを順
次読み出して、その中から測距に使用される画素データ
を抽出する必要がある。そのため、第１画像情報を得て
から第２画像情報を得るまでの間に被写体が大きく動く
と、第１画像情報と第２画像情報を比較しても画素デー
タが同じパターンで並んでいる箇所を見付けられない場
合も起こりうる。これに対して、Ｃ−ＭＯＳセンサの場
合、特定部分の画素データのみを読み出すことが可能で
あるので、演算処理速度を速くすることができ、動いて
いる被写体に対して測距することも可能である。

【００４９】また、本実施形態の測距装置は、撮像レン
ズ１０を透過した光束を用いて測距を行っており、いわ
ゆるＴＴＬ(Through The Lens)タイプの測距装置であ
り、従来例で説明したような赤外線アクティブ方式のよ
うにパララックスによる影響を受けない。そのため、接
写や近接撮影等の場合のように、撮像装置１から至近距
離にある被写体に対しても、正確に距離を測定すること
ができる。

【００５０】ところで、撮像装置１からおおむね１ｍ以
上無限遠までに存在する被写体（通常撮影）に対して
は、撮像レンズ１０の焦点位置の初期設定として、例え
ば１ｍ以上４ｍ以下程度の範囲内にある任意の距離（例
えば３ｍ）に設定しておけば、多少ぼやけていても撮像
素子により被写体像を撮像し、被写体までの距離を演算
することが可能である。これに対して、撮像装置１から
１ｍ以内に存在する被写体（接写又は近接撮影）に対し
ては、撮像レンズ１０の焦点位置を上記３ｍに初期設定
すると、像のぼけが大きく、被写体像のコントラストが
低すぎるので、被写体までの距離を演算することが不可
能な場合も生ずる。そこで、撮像レンズ１０の焦点位置
を上記３ｍに初期設定して被写体までの距離が演算でき
なかった場合、被写体が至近距離にあると推定して、撮
像レンズ１０の焦点位置を２０ｃｍ以上１ｍ未満程度の
範囲の任意の距離（例えば５０ｃｍ）に設定し直し、改
めて測距動作を行うようにしてもよい。

【００５１】あるいは、被写体が撮像装置１から１ｍ以
上無限遠までに存在する場合であっても、最初の演算に
より得られた被写体までの距離が初期設定距離から大き
くずれている場合、撮像レンズ１０の焦点位置を演算に
より得られた被写体までの距離に設定し直して、改めて
測距動作を行うようにしてもよい。

【００５２】さらに、上記測距装置により得られた被写
体までの距離を用いて被写体に合焦した後、撮像素子か
ら出力される画像データを用いて公知のコントラスト方
式により合焦確認（微調整）を行うようにしてもよい。

【００５３】次に、本実施形態にの撮像装置１による測
距及び撮像動作について、図７〜図９に示すフローチャ
ートを用いて説明する。

【００５４】ユーザが図示しないメインスイッチをオン
すると、全体制御部５０は図２に示す各部に電力供給を
開始して動作可能状態に設定する（ステップ＃１）。次
に、全体制御部５０は、ユーザによるモード選択スイッ
チの操作を監視し、撮影モードが選択されたことを確認
する（ステップ＃３）。次に、全体制御部５０は、ユー
ザが表示部５をビューファインダとして選択しているか
否かを判断する（ステップ＃５）。

【００５５】ユーザが表示部５のビューファインダとし
ての使用を選択していない場合（ステップ＃５でＮ
Ｏ）、全体制御部５０はフォーカス制御部１４を制御し
て、撮像レンズ１０の焦点位置を初期位置（例えば３
ｍ）に設定する（ステップ＃７）。このとき、撮像レン
ズ１０の焦点距離は基本的に任意であるが、測距精度を
高くするためには、より長い方が好ましい。そのため、
光学式ビューファインダ２の像倍率をユーザが設定した
焦点距離に設定しておき、撮像レンズ１０の焦点距離は
その最長焦点距離に設定してもよい。

【００５６】次に、全体制御部５０は、ユーザがシャッ
タレリーズスイッチ４に指をかけたり、あるいは途中ま
で押し下げたときにオンするスイッチＳ１がオンするの
を待つ（ステップ＃９）。スイッチＳ１がオンすると、
ユーザが撮像態勢に入っているので、撮像部２０及び信
号処理部３０を起動して、測距装置の構成要素として使
用しうる状態に設定する（ステップ＃１１）。

【００５７】次に、全体制御部５０はレンズ駆動機構４
０を駆動して、撮像レンズ１０を第１の位置に移動させ
（ステップ＃１３）、撮像部２０により第１画像情報を
取り込む（ステップ＃１５）。さらに、全体制御部５０
はレンズ駆動機構４０を逆方向に駆動して、撮像レンズ
１０を基準位置に対して第１の位置とは対称な第２の位
置に移動させ（ステップ＃１７）、撮像部２０により第
２画像情報を取り込む（ステップ＃１９）。第１画像情
報及び第２画像情報が得られると、信号処理部３０は、
第１画像情報と第２画像情報を比較し、画素データが同
じパターンで並んでいる箇所を見つけ、上記演算式に基
づいて被写体までの距離を求める（ステップ＃２１）。

【００５８】一方、ユーザが表示部５のビューファイン
ダとしての使用を選択している場合（ステップ＃５でＹ
ＥＳ）、全体制御部５０は、表示部５上にモニタ画像を
表示するために、撮像部２０及び信号処理部３０を起動
して、公知のコントラスト方式による合焦装置として使
用しうる状態に設定する（ステップ＃２３）。表示部５
上にモニタ画像が表示されると、全体制御部５０は、ユ
ーザによりスイッチＳ１がオンされるのを待つ（ステッ
プ＃２７）。

【００５９】スイッチＳ１がオンされると、表示部５に
表示されているモニタ画像を更新するまでの間に、全体
制御部５０は、レンズ駆動機構４０を駆動して、撮像レ
ンズ１０を第１の位置に移動させ（ステップ＃２９）、
撮像部２０により第１画像情報を取り込み（ステップ＃
３１）、レンズ駆動機構４０を逆方向に駆動して、撮像
レンズ１０を第２の位置に移動させ（ステップ＃３
３）、撮像部２０により第２画像情報を取り込み（ステ
ップ＃３５）、信号処理部３０により被写体までの距離
を求める（ステップ＃３７）。

【００６０】ステップ＃２１又は＃３７において信号処
理部３０により第１画像情報と第２画像情報を用いて被
写体までの距離を演算すると、全体制御部５０は演算結
果に基づいて、被写体までの距離が測定できたか否かを
判断する（ステップ＃４１）。被写体までの距離が測定
できなかった場合、フォーカス制御部１４を駆動して、
撮像レンズ１０の焦点位置を変更し（ステップ＃４
３）、ステップ＃１３から＃２１の測距動作をやり直
す。一方、被写体までの距離が演算できた場合（ステッ
プ＃４１でＹＥＳ）、全体制御部５０は、レンズ駆動機
構４０を駆動して撮像レンズ１０を基準位置に戻すと共
に、フォーカス制御部１４を制御して、信号処理部３０
により演算された距離を用いて被写体に合焦させるよう
に撮像レンズ１０を駆動する（ステップ＃４５）。な
お、撮像レンズ１０の焦点距離をその最長焦点距離に設
定している場合は、同時にズーム制御部１３を制御し
て、ユーザが設定している焦点距離に戻す。

【００６１】ところで、コントラスト方式による合焦確
認を併用していない場合は、図８に示すように、全体制
御部５０は、ユーザによりシャッタレリーズスイッチ４
が最後まで押し込まれたときにオンするスイッチＳ２が
オンするのを待つ（ステップ＃５１）。一方、コントラ
スト方式による合焦確認を併用している場合は、図９に
示すように、全体制御部５０は、撮像部２０及び信号処
理部３０を制御して、画像データを取り込み、画像デー
タのコントラストが最大となるように、フォーカス制御
部１４を制御して撮像レンズ１０の焦点位置を微調整し
ながら（ステップ＃４７，＃４９）、スイッチＳ２がオ
ンするのを待つ（ステップ＃５１）。

【００６２】スイッチＳ２がオンすると（ステップ＃５
１でＹＥＳ）、全体制御部５０は、撮像部２０、信号処
理部３０及び図示しない露光制御機構（例えばＮＤフィ
ルタの挿入／取り外し、絞り制御、メカニカルシャッタ
制御、撮像素子の電荷蓄積時間制御等）を制御して、適
正な露光量で撮像素子を露光し、撮像素子から出力され
た画像データのホワイトバランス調節、γ補正、ＪＰＥ
Ｇ圧縮等の所定の信号処理を施し、（ステップ＃５
３）、記録部１７により記録媒体に画像データを記録す
る（ステップ＃５５）。

【００６３】画像データを記録し終えると、全体制御部
５０はユーザによりメインスイッチがオフされたか否
か、すなわち撮像モードを終了してもよいか否かを判断
する（ステップ＃５７）。一定時間メインスイッチがオ
フされない場合（ステップ＃５７でＮＯ）、ステップ＃
７又は＃２５に戻って次の撮像に備える。また、ステッ
プ＃５１において、一定時間スイッチＳ２がオンされな
かった場合も、ステップ＃７又は＃２５に戻って次の撮
像に備える。一方、メインスイッチがオフされると（ス
テップ＃５７でＹＥＳ）、全体制御部５０は各部への電
力供給を停止し（ステップ＃５９）、撮像モードを終了
する。

【００６４】次に、本実施形態にの撮像装置１による測
距及び撮像動作の変形例について、図１０及び図１１に
示すフローチャートを用いて説明する。なお、図１０は
図７とほぼ同じ（ステップ＃１３に戻るルートがない点
のみ異なる）であるため、その説明を省略する。

【００６５】図１１のステップ＃４１において被写体ま
での距離が測定できなかった場合、この変形例では、全
体制御部５０は、レンズ駆動機構４０を駆動して、撮像
レンズ１０を基準位置に一旦復帰させる（ステップ＃１
０１）。そして、撮像部２０により画像データを取り込
む（ステップ＃１０３）。この画像データは、信号処理
部３０により所定の処理を受けた後記憶部１８に記憶さ
れ、後にコントラスト方式の合焦動作を行う際、新たに
取り込まれる画像と比較される。

【００６６】次に、全体制御部５０は、フォーカス制御
部１４から出力される信号を参照して、撮像レンズ１０
の焦点位置が撮像装置１に最も近い位置（最近端）にあ
るか否かを判断する（ステップ＃１０５）。撮像レンズ
１０の焦点位置が最近端の場合（ステップ＃１０５でＹ
ＥＳ）、それ以上撮像レンズ１０の焦点位置を動かすこ
とができず合焦不可能であるので、全体制御部５０は表
示部５を制御して、所定の非合焦表示を行う（ステップ
＃１０７）。

【００６７】撮像レンズ１０の焦点位置が最近端でない
場合（ステップ＃１０５でＮＯ）、全体制御部５０は、
フォーカス制御部１４を制御して、撮像レンズ１０の焦
点位置を変更し（ステップ＃１０９）、さらにレンズ駆
動機構４０を駆動して、撮像レンズ１０を第１の位置に
移動させ（ステップ＃１１１）、撮像部２０により第１
画像情報を取り込む（ステップ＃１１３）。さらに、全
体制御部５０はレンズ駆動機構４０を逆方向に駆動し
て、撮像レンズ１０を基準位置に対して第１の位置とは
対称な第２の位置に移動させ（ステップ＃１１５）、撮
像部２０により第２画像情報を取り込む（ステップ＃１
１７）。第１画像情報及び第２画像情報が得られると、
信号処理部３０は、第１画像情報と第２画像情報を比較
して被写体までの距離を求めると共に、ステップ＃１０
３で取り込んだ画像データと新たに取り込んだ画像デー
タ（第１画像情報及び／又は第２画像情報）とを比較し
て、コントラスト方式による合焦確認も行う（ステップ
＃１１９）。

【００６８】次に、全体制御部５０はステップ＃１１９
における演算結果に基づいて、被写体までの距離が測定
できたか否かを判断する（ステップ＃１２１）。被写体
までの距離が測定できなかった場合、ステップ＃１０１
〜＃１１９までのいわゆるローコンスキャン動作をやり
直す。一方、被写体までの距離が演算できた場合（ステ
ップ＃１２１でＹＥＳ）、全体制御部５０は、ステップ
＃４５〜＃５９のフローを実行する。

【００６９】このように、上記変形例では、例えば被写
体が撮像装置１から近い位置にあり、最初の測距動作で
は被写体像のぼけが大きく、コントラストが低すぎて本
実施形態の測距装置による三角測距方式では距離を測定
できない場合に、コントラスト方式による合焦動作を併
用するので、可能な限り被写体に合焦させることができ
る。

【００７０】さらに、撮像レンズ１０の焦点距離又は像
倍率に応じて、測距装置による被写体までの距離測定と
撮像素子により得られた前記画像データのコントラスト
が最大となるように撮像レンズ１０の焦点位置を移動さ
せる方式のいずれかを選択することにより、高解像度が
必要な場合にはより合焦精度の高い方法を選択し、解像
度がそれほど必要とされない場合にはより合焦速度の速
い方法を選択するように構成してもよい。

【００７１】また、上記実施形態の説明では、手振れ補
正については特に言及しなかったが、上記レンズ駆動機
構４０を測距装置として使用し、被写体までの距離を測
定した後、記録媒体に記録するための画像データを撮像
する際には、レンズ駆動機構４０を手振れ補正機構とし
て用い、撮像レンズ１０を手振れ方向とは逆の方向に、
手振れ量に相当する量だけ移動させることはいうまでも
ない。

【００７２】さらに、上記実施形態では、表示部５と記
録部１７の両方を備えた場合について説明したが、本発
明はこれに限定されるものではなく、表示部５と記録部
１７のいずれか一方が備えられていればよい。表示部５
を含まない撮像装置としては、例えば光学式ビューファ
インダのみを備えたディジタルカメラ等が考えられる。
また、記録部１７を含まない撮像装置としては、例え
ば、観光用にタワー頂上に設置されたリモコン操作可能
なカメラ（映像は大型スクリーンに映し出され、望遠鏡
の代わりとなる）等が考えられる。また、ビデオカメラ
の初期のフォーカス調整にも使用可能である。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の測距装置
によれば、被写体像を所定位置に結像させるための撮像
レンズと、前記被写体像の結像面に設けられ、光電変換
により前記被写体像を所定の電気信号に変換する撮像素
子と、前記撮像レンズをその光軸に直交する面内で平行
移動させるレンズ駆動機構と、前記撮像素子及び前記レ
ンズ駆動機構を制御する制御部とを具備し、前記制御部
は、前記レンズ駆動機構を駆動して前記撮像レンズを前
記光軸に直交する面内における任意の第１の位置に移動
させ、前記撮像素子により被写体像を撮像し、第１画像
情報として出力させ、次に前記レンズ駆動機構を制御し
て前記撮像レンズを前記撮像素子の中心に対して前記第
１の位置と対称な第２の位置に移動させ、前記撮像素子
により被写体像を撮像し、第２画像情報として出力さ
せ、前記第１画像情報及び前記第２画像情報と、前記第
１の位置と前記第２の位置の間の距離情報とを用いて被
写体までの距離を演算し、出力する。

【００７４】すなわち、第１画像情報と第２画像情報を
比較し、撮像素子の各画素に対応する画素データが同じ
パターンで並んでいる箇所が見つかると、それらが同一
被写体の同一部分の像であると推定することができる。
撮像素子上におけるこれら２つの部分の距離をＤ_I、第
１の位置と第２の位置の距離をＤ_P、撮像レンズの焦点
距離をｆとして、被写体までの距離Ｄ_Oは、Ｄ_O＝ｆ・Ｄ
_I／Ｄ_Pで表され、被写体までの距離が演算で求められ
る。

【００７５】また、駆動機構として、撮像レンズをその
光軸に対して平行移動させる手振れ補正機構を用いるこ
とができ、短時間のうちに高速で撮像レンズを移動さ
せ、第１画像情報及び第２画像情報を得ることができ、
従来からディジタルカメラ等で行われているコントラス
ト方式よりも高速で、被写体の測距又は撮像レンズの合
焦を行うことが可能となる。

【００７６】また、前記第１の位置及び前記第２の位置
を、前記撮像素子の中心を通り前記撮像素子の縦辺に平
行な線上、横辺に平行な線上及び対角線上のいずれかの
位置とすることにより、撮像レンズ又は撮像素子を平行
移動させるための互いに直交する方向に配置された２つ
のアクチュエータ（Ｘアクチュエータ及びＹアクチュエ
ータ）のうち、いずれか一方又は両方を同時に駆動すれ
ばよく、レンズ駆動機構の制御が比較的容易になる。ま
た、被写体によっては水平方向又は垂直方向では測距で
きない場合もあり、測距方向を選択可能とすることによ
り、測距不能の場合をより少なくすることができる。

【００７７】さらに、前記第１の位置及び前記第２の位
置を、前記各線上における移動可能限界位置とすること
により、各方向における第１の位置と第２の位置を最も
長くすることができ、三角測距における基線長を長くす
ることができ、測距精度を高くすることが可能となる。

【００７８】さらに、前記第１画像情報及び前記第２画
像情報からでは被写体までの距離が適切に得られなかっ
た場合、前記制御部は、前記レンズ駆動機構を駆動して
前記撮像レンズ又は前記撮像素子を前記第１の位置及び
前記第２の位置とは異なる第３の位置に移動させ、前記
撮像素子により被写体像を撮像し、第３画像情報として
出力させ、次に、前記レンズ駆動機構を駆動して前記撮
像レンズを前記撮像素子の中心に対して前記第３の位置
と対称な第４の位置に移動させ、前記撮像素子により被
写体像を撮像し、第４画像情報として出力させ、前記第
３画像情報及び前記第４画像情報と、前記第３の位置と
前記第４の位置の間の距離情報とを用いて被写体までの
距離を演算し、出力することにより、測距不能の可能性
を少なくすることができる。

【００７９】さらに、前記第３画像情報及び前記第４画
像情報からでは被写体までの距離が適切に得られなかっ
た場合、前記制御部は、前記レンズ駆動機構を駆動して
前記撮像レンズを前記第１の位置から前記第４の位置と
は異なる第５の位置に移動させ、前記撮像素子により被
写体像を撮像し、第５画像情報として出力させ、次に、
前記レンズ駆動機構を駆動して前記撮像レンズを前記撮
像素子の中心に対して前記第５の位置と対称な第６の位
置に移動させ、前記撮像素子により被写体像を撮像し、
第６画像情報として出力させ、前記第５画像情報及び前
記第６画像情報と、前記第５の位置と前記第６の位置の
間の距離情報とを用いて被写体までの距離を演算し、出
力することにより、測距不能の可能性をさらに少なくす
ることができる。

【００８０】さらに、前記撮像素子を、前記各位置にそ
れぞれ対応する１又は２以上の測距領域に含まれる画素
からの電気信号のみを出力するように構成することによ
り、必要な信号のみを読み出すので（画素データの部分
読み出し）、電気信号の読み出し時間及び画像情報の比
較に要する時間を短縮することが可能となる。

【００８１】さらに、前記撮像素子をＣ−ＭＯＳセンサ
とすることにより、比較的簡単な処理で画素データの部
分読み出しを実現することができる。

【００８２】さらに上記各構成において、前記撮像レン
ズの焦点位置を調節する焦点調節機構を具備し、前記制
御部は、前記焦点調節機構を制御して前記撮像レンズの
焦点位置を通常撮影に適する第１の距離範囲における任
意の第１焦点位置に設定し、被写体までの距離を測定す
ることにより、第１距離範囲に被写体が存在する可能性
が高くなり、最初の測距動作で被写体までの距離を測定
しうる確率が高くなる。

【００８３】さらに、前記撮像レンズの焦点位置を前記
第１焦点位置に設定して被写体までの距離が適切に得ら
れなかった場合、前記制御部は、前記焦点調節機構を制
御して前記撮像レンズの焦点位置を接写又は近接撮影に
適する第２の距離範囲における任意の第２焦点位置に設
定し、再度被写体までの距離を測定することにより、接
写や近接撮影等の場合であっても、パララックスによる
影響を受けることなく正確に被写体までの距離を測定す
ることが可能となる。

【００８４】または、前記撮像レンズの焦点位置を前記
第１焦点位置に設定して得られた被写体までの距離が前
記第１焦点位置よりも手前である場合、前記制御部は、
前記焦点調節機構を制御して前記撮像レンズの焦点位置
を前記第１焦点位置よりも手前の任意の第２焦点位置に
設定し、再度被写体までの距離を測定することにより、
被写体が第１焦点位置よりも手前の被写界深度の浅い位
置にある場合でも、再度測距を行うことにより、より正
確に被写体までの距離を測定することが可能となる。

【００８５】さらに、前記第１の距離範囲を１ｍ以上４
ｍ以下とし、第２の距離範囲を２０ｃｍ以上１ｍ未満と
することにより、被写体の位置が至近距離にある場合か
らほぼ無限遠にある場合までをカバーすることができ
る。

【００８６】一方、本発明の撮像装置によれば、上記い
ずれかの構成を有する測距装置と、前記撮像素子から出
力される電気信号に所定の処理を施して画像データとし
て出力する信号処理部と、前記画像データを用いてモニ
タ画像を表示する表示部及び前記画像データを記録する
記録部の少なくとも一方を具備するので、従来のコント
ラスト方式による合焦機能を有する撮像装置よりも高速
で被写体の合焦動作を行うことができる。

【００８７】また、前記測距装置によっては被写体まで
の距離が適正に得られなかった場合に、前記制御部は、
前記レンズ駆動機構を制御して前記撮像レンズを基準位
置に固定し、前記撮像素子を所定間隔で駆動して電気信
号を出力させ、前記信号処理部により処理された各画像
データのコントラストを比較し、前記焦点調節機構を制
御して前記画像データのコントラストが最大となるよう
に前記撮像レンズの焦点位置を移動させることにより、
本発明の測距装置による合焦方法と従来のコントラスト
方式による合焦方法とを併用することができ、いずれか
の方法を用いて合焦不能となる可能性を低くすることが
できる。

【００８８】または、前記制御部は、前記測距装置によ
り得られた被写体までの距離を用いて前記焦点調節機構
を制御して前記撮像レンズの焦点位置を移動させ、その
後、前記レンズ駆動機構を駆動して前記撮像レンズを基
準位置に固定し、前記撮像素子を所定間隔で駆動して電
気信号を出力させ、前記信号処理部により処理された各
画像データのコントラストを比較し、前記焦点調節機構
を制御して前記画像データのコントラストが最大となる
ように前記撮像レンズの焦点位置を微調整することによ
り、２つの合焦方法を併用して合焦精度をより高くする
ことができる。

【００８９】または、前記測距装置によっては被写体ま
での距離が適正に得られなかった場合に、前記制御部
は、前記焦点調節機構を制御して前記撮像レンズの焦点
位置を変化させ、前記測距装置を用いて再度被写体まで
の距離を測定すると共に、前記測距装置によっては被写
体までの距離が再度適正に得られなかった場合に、前記
制御部は、前記レンズ駆動機構を駆動して前記撮像レン
ズを基準位置に再度固定し、前記撮像素子を所定間隔で
駆動して電気信号を出力させ、前記信号処理部により処
理された各画像データのコントラストを比較し、前記焦
点調節機構を制御して前記画像データのコントラストが
最大となるように前記撮像レンズの焦点位置を移動させ
ることにより、被写体のコントラストが低く被写体まで
の距離を測定しにくい場合であっても、可能な限り被写
体に合焦させることができる。

【００９０】さらに、撮像レンズの焦点距離又は像倍率
に応じて、前記測距装置による被写体までの距離測定と
前記撮像素子により得られた前記画像データのコントラ
ストが最大となるように前記撮像レンズの焦点位置を移
動させる方式のいずれかを選択することにより、高解像
度が必要な場合にはより合焦精度の高い方法を選択し、
解像度がそれほど必要とされない場合にはより合焦速度
の速い方法を選択することが可能となる。

【００９１】さらに、上記各構成において、さらに手振
れ検出センサを具備し、前記撮像レンズの焦点位置を調
節した後、前記撮像素子により被写体像を撮像する間、
前記駆動機構を駆動して前記撮像レンズを手振れ方向と
は逆方向に、手振れ量に相当する量だけ移動させ、手振
れ補正を行うことにより、本発明の測距装置を撮像時に
は手振れ補正機構として使用することができる。換言す
れば、既に実用化されつつある手振れ補正機構を有する
撮像装置に若干の改良を加えるだけで、本発明の測距装
置及びそれを用いた撮像装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態における測距装置を用い
た撮像装置の外観構成を示す斜視図である。

【図２】 上記一実施形態における測距装置及びそれを
用いた撮像装置のブロック構成を示す図である。

【図３】 上記一実施形態におけるレンズ駆動機構の構
成を示す分解斜視図である。

【図４】 本発明に係る測距装置の測距原理を示す図で
ある。

【図５】 上記一実施形態におけるレンズ駆動機構によ
る撮像レンズの移動方向の例を示す図である。

【図６】 上記一実施形態における測距装置の測距ゾー
ンの配置例を示す図である。

【図７】 上記一実施形態における測距動作を示すフロ
ーチャートである。

【図８】 図７のフローチャートの続きである。

【図９】 図８のフローチャートの続きの変形例であ
る。

【図１０】 上記一実施形態における測距動作の変形例
を示すフローチャートである。

【図１１】 図１０のフローチャートの続きである。

【符号の説明】

１：撮像装置 ２：光学式ビューファインダ ３：フラッシュ発光部 ４：シャッタレリーズスイッチ ５：表示部 ６：ズームスイッチ １０：撮像レンズ １１：ズーム用変倍レンズ群 １２：フォーカス用合焦レンズ群 １３：ズーム制御部 １４：フォーカス制御部 １５：ファインダ光学系 １６：操作部 １７：記録部 １８：記憶部 ２０：撮像部 ３０：信号処理部 ４０：レンズ駆動機構 ５０：全体制御部

───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｇ０３Ｂ 5/00 Ｈ０４Ｎ 5/232 Ｈ 19/02 Ｚ Ｈ０４Ｎ 5/225 Ｇ０２Ｂ 7/11 Ｎ 5/232 Ｄ Ｇ０３Ｂ 3/00 Ａ Ｆターム(参考） 2H011 AA03 BA05 BA06 BA33 BA37 BA51 BB02 BB04 CA01 DA00 DA06 2H044 DA01 DA02 DC02 DC09 2H051 AA00 BA47 BA68 BB02 BB08 BB31 CB17 CE14 CE21 DA02 DA07 DC15 DC17 EB13 EB16 EB20 FA40 FA47 FA61 FA63 2H054 AA01 5C022 AB28 AB55 AC01 AC42 AC54 AC74

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被写体像を所定位置に結像させるための
   撮像レンズと、前記被写体像の結像面に設けられ、光電
   変換により前記被写体像を所定の電気信号に変換する撮
   像素子と、前記撮像レンズをその光軸に直交する面内で
   平行移動させるレンズ駆動機構と、前記撮像素子及び前
   記レンズ駆動機構を制御する制御部とを具備し、 前記制御部は、前記レンズ駆動機構を駆動して前記撮像
   レンズを前記光軸に直交する面内における任意の第１の
   位置に移動させ、前記撮像素子により被写体像を撮像
   し、第１画像情報として出力させ、 次に前記レンズ駆動機構を制御して前記撮像レンズを前
   記撮像素子の中心に対して前記第１の位置と対称な第２
   の位置に移動させ、前記撮像素子により被写体像を撮像
   し、第２画像情報として出力させ、 前記第１画像情報及び前記第２画像情報と、前記第１の
   位置と前記第２の位置の間の距離情報とを用いて被写体
   までの距離を演算し、出力することを特徴とする測距装
   置。
2. 【請求項２】 前記第１の位置及び前記第２の位置は、
   前記撮像素子の中心を通り前記撮像素子の縦辺に平行な
   線上、横辺に平行な線上及び対角線上のいずれかの位置
   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】 前記第１の位置及び前記第２の位置は、
   前記各線上における移動可能限界位置であることを特徴
   とする請求項２記載の測距装置。
4. 【請求項４】 前記第１画像情報及び前記第２画像情報
   からでは被写体までの距離が適切に得られなかった場
   合、前記制御部は、前記レンズ駆動機構を駆動して前記
   撮像レンズを前記第１の位置及び前記第２の位置とは異
   なる第３の位置に移動させ、前記撮像素子により被写体
   像を撮像し、第３画像情報として出力させ、次に、前記
   レンズ駆動機構を駆動して前記撮像レンズを前記撮像素
   子の中心に対して前記第３の位置と対称な第４の位置に
   移動させ、前記撮像素子により被写体像を撮像し、第４
   画像情報として出力させ、前記第３画像情報及び前記第
   ４画像情報と、前記第３の位置と前記第４の位置の間の
   距離情報とを用いて被写体までの距離を演算し、出力す
   ることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の
   測距装置。
5. 【請求項５】 前記第３画像情報及び前記第４画像情報
   からでは被写体までの距離が適切に得られなかった場
   合、前記制御部は、前記レンズ駆動機構を駆動して前記
   撮像レンズを前記第１の位置から前記第４の位置とは異
   なる第５の位置に移動させ、前記撮像素子により被写体
   像を撮像し、第５画像情報として出力させ、次に、前記
   レンズ駆動機構を駆動して前記撮像レンズを前記撮像素
   子の中心に対して前記第５の位置と対称な第６の位置に
   移動させ、前記撮像素子により被写体像を撮像し、第６
   画像情報として出力させ、前記第５画像情報及び前記第
   ６画像情報と、前記第５の位置と前記第６の位置の間の
   距離情報とを用いて被写体までの距離を演算し、出力す
   ることを特徴とする請求項４記載の測距装置。
6. 【請求項６】 前記撮像素子は、前記各位置にそれぞれ
   対応する１又は２以上の測距領域に含まれる画素からの
   電気信号のみを出力することを特徴とする請求項１から
   ５のいずれかに記載の測距装置。
7. 【請求項７】 前記撮像素子はＣ−ＭＯＳセンサである
   ことを特徴とする請求項６記載の測距装置。
8. 【請求項８】 前記撮像レンズの焦点位置を調節する焦
   点調節機構を具備し、前記制御部は、前記焦点調節機構
   を制御して前記撮像レンズの焦点位置を通常撮影に適す
   る第１の距離範囲における任意の第１焦点位置に設定
   し、被写体までの距離を測定することを特徴とする請求
   項１から７のいずれかに記載の測距装置。
9. 【請求項９】 前記撮像レンズの焦点位置を前記第１焦
   点位置に設定して被写体までの距離が適切に得られなか
   った場合、前記制御部は、前記焦点調節機構を制御して
   前記撮像レンズの焦点位置を接写又は近接撮影に適する
   第２の距離範囲における任意の第２焦点位置に設定し、
   再度被写体までの距離を測定することを特徴とする請求
   項８記載の測距装置。
10. 【請求項１０】 前記撮像レンズの焦点位置を前記第１
    焦点位置に設定して得られた被写体までの距離が前記第
    １焦点位置よりも手前である場合、前記制御部は、前記
    焦点調節機構を制御して前記撮像レンズの焦点位置を前
    記第１焦点位置よりも手前の任意の第２焦点位置に設定
    し、再度被写体までの距離を測定することを特徴とする
    請求項８記載の測距装置。
11. 【請求項１１】 前記第１の距離範囲は１ｍ以上４ｍ以
    下であり、第２の距離範囲は２０ｃｍ以上１ｍ未満であ
    ることを特徴とする請求項９記載の測距装置。
12. 【請求項１２】 請求項１から１１のいずれかの構成を
    有する測距装置と、前記撮像素子から出力される電気信
    号に所定の処理を施して画像データとして出力する信号
    処理部と、前記画像データを用いてモニタ画像を表示す
    る表示部及び前記画像データを記録する記録部の少なく
    とも一方を具備することを特徴とする撮像装置。
13. 【請求項１３】 前記測距装置によっては被写体までの
    距離が適正に得られなかった場合に、前記制御部は、前
    記レンズ駆動機構を制御して前記撮像レンズを基準位置
    に固定し、前記撮像素子を所定間隔で駆動して電気信号
    を出力させ、前記信号処理部により処理された各画像デ
    ータのコントラストを比較し、前記焦点調節機構を制御
    して前記画像データのコントラストが最大となるように
    前記撮像レンズの焦点位置を移動させることを特徴とす
    る請求項１２記載の撮像装置。
14. 【請求項１４】 前記制御部は、前記測距装置により得
    られた被写体までの距離を用いて前記焦点調節機構を制
    御して前記撮像レンズの焦点位置を移動させ、その後、
    前記レンズ駆動機構を駆動して前記撮像レンズを基準位
    置に固定し、前記撮像素子を所定間隔で駆動して電気信
    号を出力させ、前記信号処理部により処理された各画像
    データのコントラストを比較し、前記焦点調節機構を制
    御して前記画像データのコントラストが最大となるよう
    に前記撮像レンズの焦点位置を微調整することを特徴と
    する請求項１２記載の撮像装置。
15. 【請求項１５】 前記測距装置によっては被写体までの
    距離が適正に得られなかった場合に、前記制御部は、前
    記焦点調節機構を制御して前記撮像レンズの焦点位置を
    変化させ、前記測距装置を用いて再度被写体までの距離
    を測定すると共に、前記測距装置によっては被写体まで
    の距離が再度適正に得られなかった場合に、前記制御部
    は、前記レンズ駆動機構を駆動して前記撮像レンズを前
    記基準位置に再度固定し、前記撮像素子を所定間隔で駆
    動して電気信号を出力させ、前記信号処理部により処理
    された各画像データのコントラストを比較し、前記焦点
    調節機構を制御して前記画像データのコントラストが最
    大となるように前記撮像レンズの焦点位置を移動させる
    ことを特徴とする請求項１２記載の撮像装置。
16. 【請求項１６】 撮像レンズの焦点距離又は像倍率に応
    じて、前記測距装置による被写体までの距離測定と前記
    撮像素子により得られた前記画像データのコントラスト
    が最大となるように前記撮像レンズの焦点位置を移動さ
    せる方式のいずれかを選択することを特徴とする請求項
    １２記載の撮像装置。
17. 【請求項１７】 さらに手振れ検出センサを具備し、前
    記撮像レンズの焦点位置を調節した後、前記撮像素子に
    より被写体像を撮像する間、前記レンズ駆動機構を駆動
    して前記撮像レンズを手振れ方向とは逆方向に、手振れ
    量に相当する量だけ移動させ、手振れ補正を行うことを
    特徴とする請求項１２から１６のいずれかに記載の撮像
    装置。