JP2012053029A - 測光・測距装置、測光・測距方法及びその測光・測距装置を有する撮像機器 - Google Patents

Abstract

【課題】二次元センサからなる測光センサを用いてフリッカが生じている被写体照明環境条件にあるか否かを検知させ、その検知結果に基づいて、二次元センサからなる測距センサのフレームレート、シャッタースピード等の露光条件を変更することにより、露光ムラの発生を防止し、正確に測距できる測光・測距装置を提供する。
【解決手段】本発明の測光・測距装置は、二次元センサからなる測距センサＣＣＤ１０１２、１０１１と、二次元センサからなる測光センサＣＣＤ１０１３と、測距センサＣＣＤ１０１２、１０１１に対応させて設けられかつ測距センサに被写体像を結像させる測距レンズ１１ａ、１１ｂと、測光センサＣＣＤ１０１３に被写体像を結像させる測光レンズ１１ｃと、測光センサを用いて被写体の照明環境を測光し、かつ、測距センサと測光センサのそれぞれの露光状態を設定し、しかも、測距センサにより測距を行うプロセッサ１０５を有し、プロセッサ１０５は、測光結果に応じて測距センサの露光状態を変更する。
【選択図】図２

Description

本発明は、測光・測距装置、測光・測距方法及びその測光・測距装置を有する撮像機器の改良に関し、撮像機器として機能するカメラ付き携帯電話、ＰＤＡ等の携帯機器に応用可能である。

従来から、外測用式の測光・測距装置として、測距に一対のラインセンサを用い、測光に多分割センサを用いたものが知られている（特許文献１参照）。
このものでは、測距用の一対のラインセンサを一対のレンズと組み合わせて用いることによって２台のカメラを構成し、この２台のカメラにより得られた被写体のずれ(視差)を検出して、三角測量の原理を用いて距離を計測している。

その特許文献１に開示のものでは、1つの半導体チップ上に測距用の一対のラインセンサと測光用のサイズの大きいセンサが形成されている。このものでは、１個の半導体チップ上で、一対のラインセンサの中心を結ぶ線上に対して測光センサの中心をずらして配置することにより、半導体チップのサイズを小さくし、測光・測距装置の小型化の実現が図られている。

また、従来から、一対のラインセンサを複数個のエリアに分割し、この複数個の分割エリアを用いて測距演算を行い、電荷蓄積量が足りない場合には再測距を行って、その電荷蓄積中にストロボや補助光を発光させることによって、暗時でも測距を可能にする測光・測距装置も知られている（特許文献２参照）。

しかしながら、特許文献１、特許文献２に開示の技術は、いずれもラインセンサを用いて測距を行う構成であるため、視野の中心部だけしか測距を行うことができず、撮像画面全体にわたっての広範囲な測距(多点測距)を行うことはできないものである。
この広範囲な測距(多点測距)を実現するためには、二次元センサを用いることが必要となるが、この二次元センサを用いる場合、撮像画面全体にわたって広範囲に測距するためには、従来の一次元ラインセンサを用いての測距精度以上の測距精度が要求される。

というのは、二次元ライセンサの場合、その物理的特性上、被写体の照明環境がどのような状態にあるかによって、測距結果が異なることになるからである。
特に、測距精度は、照明光源による影響を受け、被写体の照明環境が蛍光灯を光源とする照明環境のもとでは、その影響が大きい。

下記の表１は、世界各国において用いられている商用電源の周波数の相違を示している。商用電源の周波数は、大別して、５０Ｈｚ，６０Ｈｚとに分類される。

二次元センサを使用した場合、その露光タイミングは、例えば、３０フレームパーセント（３０ｆｐｓ）のように一定のフレームレートで露光されており、その露光タイミングによっては連続的に明暗が繰り返される。

一般的に、この現象はフリッカ現象と呼ばれている。フリッカが生じる照明環境下で、一対の二次元センサを用いて測距を行う場合、露光タイミングよっては一対の二次元センサの一方に形成される被写体像が暗くなったり、明るくなったりして露光むらが生じ、一対の二次元センサに形成された各被写体像の輝度がアンバランスとなる可能性がある。
たとえ、一対の二次元センサを互いに同期させて測距を行ったとしても、若干の露光タイミングのズレが発生するのが現状である。

また、光源が暗くなった場合、電荷蓄積量、すなわち、露光量を増加させる必要があるが、二次元センサのように各ラインとの同期、転送が必要な撮像素子の場合、一定のフレームレート分の露光しかできない場合があり、被写体に対応した露光量、フレームレートを可変にする技術が必要とされる。

本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、二次元センサからなる少なくとも一対の測距センサと二次元センサからなる少なくとも１個以上の測光センサとを有し、この二次元センサからなる測光センサを用いてフリッカが生じている被写体照明環境条件にあるか否かを検知させ、その検知結果に基づいて、測距センサのフレームレート、シャッタースピード等の露光条件を変更することにより、露光ムラの発生を防止し、正確に測距できる測光・測距装置、測光・測距方法及び測光・測距装置を有する撮像機器を提供することにある。

また、フリッカが生じていない被写体照明環境条件下では、フレームレートを上げることによって測距速度を向上させ、また、フリッカが生じていない被写体照明環境でも、低輝度照明環境の場合には、フレームレートを下げることによって、測距精度を向上させることにより、多様な照明環境条件下で測距可能な測光・測距装置、測光・測距方法及び測光・測距装置を有する撮像機器を提供することにある。

請求項１に記載の測光・測距装置は、一つの半導体チップ上に形成された二次元センサからなる少なくとも一対の測距センサと、前記半導体チップ上に形成された二次元センサからなる測光センサと、前記少なくとも一対の測距センサに対応させてそれぞれ設けられかつ各測距センサにそれぞれ被写体像を結像させる一対の測距レンズと、前記測光センサに前記被写体像を結像させる測光レンズと、前記測光センサに結像された前記被写体像に基づき被写体の明るさを測光する測光手段と、前記少なくとも一対の測距センサと前記測光センサとのそれぞれの露光状態を設定する露光状態設定手段と、前記測距センサにより測距を行う測距手段とを有し、前記露光状態設定手段は、前記測光手段の測光結果に応じて前記少なくとも一対の測距センサの露光状態を変更することを特徴とする。

請求項２に記載の測光・測距装置は、前記測光センサが前記半導体チップに複数個設けられ、該複数個の測光センサにそれぞれ対応させて前記測光レンズが複数個設けられ、該複数個の測光レンズは互いに画角が異なっていることを特徴とする。
請求項３に記載の測光・測距装置は、前記測距手段は、前記少なくとも一対の測距センサを複数個のエリアに分割しかつ前記少なくとも一対の測距センサの互いに対応するエリア毎に視差ずれを比較して被写体までの距離を演算することを特徴とする。

請求項４に記載の測光・測距装置は、前記測光手段は、前記被写体の照明環境がフリッカが生じている照明環境条件下であるか否かを判断するフリッカ検知手段を有し、該フリッカ検知手段が前記フリッカが生じている照明環境条件であると判断した場合に、前記露光状態設定手段が前記少なくとも一対の測距センサの露光量を変更することを特徴とする。
請求項５に記載の測光・測距装置は、前記フリッカ検知手段がフリッカが生じている照明環境条件下であると判断した場合に、前記露光状態設定手段は露光時間を１００分の１秒に固定してセットすることを特徴とする。

請求項６に記載の測光・測距装置は、前記測光手段が前記被写体の照明環境条件が第１所定値以下の輝度であると判断した場合、前記露光状態設定手段は前記測距センサのフレームレートを下げることを特徴とする。
請求項７に記載の測光・測距装置は、前記露光状態設定手段は、前記フリッカ検知手段が前記フリッカが生じていない照明環境条件下であると判断した場合で、かつ、前記被写体の照明環境条件が前記第１所定値以下の輝度であると前記測光手段が判断した場合には前記フレームレートを下げ、前記被写体の照明環境条件が前記第１所定値よりも高い第２所定値以上の輝度であると前記測光手段が判断した場合には前記フレームレートを上げることを特徴とする。

請求項８に記載の測光・測距方法は、一つの半導体チップ上に形成された二次元センサからなる少なくとも一対の測距センサと、前記半導体チップ上に形成された二次元センサからなる測光センサと、前記少なくとも一対の測距センサに対応させてそれぞれ設けられかつ各測距センサにそれぞれ被写体像を結像させる少なくとも一対の測距レンズと、前記測光センサに前記被写体像を結像させる測光レンズとを備えた測光・測距装置を用いて測光・測距を行う測光・測距方法であって、
前記測光センサに結像された前記被写体像に基づき被写体の明るさを測光する測光処理ステップと、前記測光処理ステップの測光結果に応じて前記少なくとも一対の測距センサのそれぞれの露光状態を変更する露光状態設定処理ステップと、前記露光状態設定処理ステップに基づき設定された露光量に基づき測距センサにより測距を実行する測距処理ステップとを有することを特徴とする。

請求項９に記載の測光・測距方法は、前記測光センサが前記半導体チップに複数個設けられ、該複数個の測光センサにそれぞれ対応させて前記測光レンズが複数個設けられ、該複数個の測光レンズは互いに画角が異なっていることを特徴とする。
請求項１０に記載の測光・測距方法は、前記測距処理ステップにおいて、前記少なくとも一対の測距センサを複数個のエリアに分割しかつ前記少なくとも一対の測距センサの互いに対応するエリア毎に視差ずれを比較して前記被写体までの距離を演算することを特徴とする。

請求項１１に記載の測光・測距方法は、前記測光処理ステップは、前記被写体の照明環境がフリッカが生じている照明環境条件下であるか否かを判断するフリッカ検知処理ステップを有し、該フリッカ検知処理ステップにおいて前記フリッカが生じる照明環境条件であると判断された場合に、前記露光状態設定処理ステップにおいて前記測距センサの露光量が変更されることを特徴とする。
請求項１２に記載の測光・測距方法は、前記フリッカ検知処理ステップにおいてフリッカが生じている照明環境条件下であると判断された場合に、前記露光状態設定処理ステップにおいて、露光時間が１００分の１秒に固定してセットされることを特徴とする。

請求項１３に記載の測光・測距方法は、前記測光処理ステップにおいて前記被写体の照明環境条件が第１所定値以下の輝度であると判断された場合、前記露光状態設定処理ステップにおいて前記測距センサのフレームレートを下げることを特徴とする。

請求項１４に記載の測光・測距方法は、前記フリッカ検知処理ステップにおいて前記フリッカが生じていない照明環境条件下であると判断された場合で、かつ、前記被写体の照明環境条件が前記第１所定値以下の輝度であると前記測光処理ステップにおいて判断された場合には、前記露光状態設定処理ステップにおいて前記フレームレートを下げ、前記被写体の照明環境条件が前記第１所定値よりも高い第２所定値以上の輝度であると前記測光処理ステップにおいて判断された場合には前記露光状態設定処理ステップにおいて前記フレームレートを上げることを特徴とする。
請求項１５に記載の撮像機器は、請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の測光・測距装置を有することを特徴とする。

本発明に係る測光・測距装置、測光・測距方法及び測光・測距装置を有する撮像機器によれば、被写体照明環境条件に柔軟に対応して、測距を行うことができるという効果を奏する。
特に、請求項２、請求項９に記載の発明によれば、ワイドからテレまでの撮影画角に対応させて測光することが可能となるので、測距精度の向上を図ることができる。
また、請求項３、請求項１０に記載の発明によれば、測距センサを複数個の領域に分割して測距するので、測距精度のより一層の向上を図ることができる。

請求項４ないし請求項７、請求項１１ないし請求項１４に記載の発明によれば、測光センサ、測距センサの各露光状態（フレームレート、シャッタースピード）を各々設定できるので、フリッカが生じている照明環境条件においても正確に測距が可能であり、また、明時には測距センサのフレームレートを上げることによって、測距速度の高速化を図ることができ、暗時にはフレームレートを下げることによって測距精度の向上を図ることができる。

図１は本発明に係る測光・測距装置の要部構成を示す模式図であって、（ａ）はその測光・測距装置の断面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す測光・測距センサの平面図である。 図２は本発明に係る測光・測距装置の要部構成を示すブロック回路図であって、図１に示す回路基板に形成された回路と測光・測距レンズとの関係を示す説明図である。 図３はフレームレートと露光量との関係を示すタイミングチャート図である。 図４は一次元ラインセンサの視差検出の原理を説明するための説明図である。 図５は図４に示す一次元ラインセンサに形成された被写体像と視差との関係を示す説明図である。 図６は図１（ｂ）に示す測距センサを複数個の領域に分割した状態を示す説明図である。 図７は図６に示す各領域を用いての視差演算の一例を示す説明図である。 図８は図１（ｂ）に示す測光センサを複数個の領域に分割した状態を示す説明図である。 図９は本発明に係る測光・測距装置の測光・測距処理ステップを示すフローチャート図である。 図１０は本発明の実施例１の測光処理の説明図であって、図９に示す測光処理ステップの詳細を示すフローチャートである。 図１１は図１０に示すフリッカ検知処理ステップの詳細を示すフローチャートである。 図１２は蛍光灯の発光周期と垂直同期信号との関係を示す模式図である。 図１３は図１（ｂ）に示す測光センサにより得られた輝度値の変化を示すグラフである。 図１４は図９に示す測距処理ステップの詳細を示すフローチャートである。 図１５は本発明の実施例２の測光処理の説明図であって、図９に示す測光処理ステップの詳細を示すフローチャートである。 図１６は本発明の実施例１、実施例２に係る測光・測距装置が適用される撮像機器の一例としてのデジタルカメラを示す正面図である。 図１７は図１６に示すデジタルカメラのシステム構成の概要を示すブロック図である。

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態を説明する。
図１（ａ）は本発明の共通実施例の測光・測距装置の光学系の断面構成図を示している。
その図１において、１１はレンズアレイ部材、１２は回路基板、１３は撮像素子である。レンズアレイ部材１１には、複数個のレンズ、ここでは、測距レンズ１１ａ、１１ｂ、測光レンズ１１ｃが一体に形成されている。

測距レンズ１１ａ、１１ｂの光軸Ｏ２、Ｏ３、測光レンズ１１ｃの光軸Ｏ１は互いに平行とされ、その光軸の延びる方向をＺ方向、このＺ軸に直交する平面をＸＹ座標面として、ここでは、測距レンズ１１ａ、１１ｂはＹ方向に間隔を開けて測光レンズ１１ｃの光軸Ｏ１を基準として対称位置に配設されている。視差Δの生じる方向はＹ方向である。

測距レンズ１１ａ、１１ｂは、同一形状、同一の焦点距離を有する。光軸Ｏ１と光軸Ｏ２の間隔が基線長Ｄである。測光レンズ１１ｃは測距レンズ１１ａ、１１ｂとは異なる形状とされている。
撮像素子１３は二次元センサとしてのＣＭＯＳ、ＣＣＤ等からなり、ウェハ上に半導体プロセスにより多数の受光素子（画素）を形成して構成される。この実施例ではＣＣＤを用いて説明する。

撮像素子１３上には、測距レンズ１１ａを用いて被写体像が結像される少なくとも一対の測距センサとして機能する撮像領域１３ａと、測距レンズ１１ｂを用いて被写体像が結像される少なくとも一対の測距センサとして機能する撮像領域１３ｂと、測光レンズ１１ｃを用いて被写体の明るさを検知するための光束が導かれる測光センサとして機能する撮像領域１３ｃとが形成されている。

なお、この実施例では、撮像領域１３ａ、１３ｂは一対とされているが、二対以上であっても良く、また、撮像領域１３ｃもこの実施例では１個であるが、撮像領域１３ａ、１３ｂが二対以上の場合には、各一対の撮像領域１３ａ、１３ｂにそれぞれ対応させて撮像領域１３ｃを少なくとも１個ずつ設けても良い。

また、測光センサとしての撮像領域１３ｃを半導体チップ上に複数個設ける構成とした場合には、この複数個の撮像領域１３ｃにそれぞれ対応させて測光レンズを複数個設け、この複数個の測光レンズの画角を互いに異なる構成とすることもできる。
このように構成すれば、ワイドからテレまでの撮影画角に対応させて測光することが可能となるので、測距精度の向上を図ることができる。

この実施例では、撮像領域１３ａ、１３ｂ、１３ｃは、図１（ｂ）に示すように、同じ大きさの矩形とされている。これらの各撮像領域１３ａ、１３ｂ、１３ｃの対角中心Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３と、各レンズ１１ａ、１１ｂ、１１ｃの各光軸Ｏ２、Ｏ３、Ｏ１はほぼ一致する位置関係となるように、各撮像領域１３ａ、１３ｂ、１３ｃは、レンズ１１ａ、１１ｂ、１１ｃの離間距離に対応して、Ｙ方向に間隔を開けて配置されている。
ここでは、撮像領域１３ｃは撮像領域１３ａ、１３ｂの間に配設され、これにより、基線長Ｄが大きく確保可能とされている。

この光学系は、後述する構造の回路基板１２と共に測光・測距モジュールとしてモジュール化されているが、撮像領域１３ａ、１３ｂ、１３ｃがそれぞれ離間されているので、モジュール化した場合であっても、互いに隣接する撮像領域１３ａ、１３ｃについては撮像領域１３ｃに対応するレンズ１１ｃによる像形成光束が撮像領域１３ａに入射しかつ撮像領域１３ａに対応するレンズ１１ａによる像形成光束が撮像領域１３ｃに入射すること、互いに隣接する撮像領域１３ｂ、１３ｃについては撮像領域１３ｃに対応するレンズ１１ｃによる像形成光束が撮像領域１３ｂに入射しかつ撮像領域１３ｂに対応するレンズ１１ｂによる像形成光束が撮像領域１３ｃに入射することを、遮光壁を各撮像領域１３ａ、１３ｂ、１３ｃの間に設けることなく防止できる。

回路基板１２には、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）を含む回路が配設されている。
撮像素子１３はこの回路基板１２の上面に配置されている。
図２はその回路基板１２に配設された回路ブロック図を示している。撮像素子１３の出力はプロセッサ１０５によって処理される。

プロセッサ１０５は、ＣＣＤ信号処理ブロック１０５１、ＣＰＵブロック１０５２、メモリコントローラブロック１０５３、外部Ｉ／Ｆブロック１０５４を有している。これらの各ブロック１０５１−１０５４は相互にバスラインで接続されている。プロセッサ１０５の外部には、ＹＵＶ画像データを保存するＳＤＲＡＭ１０６、制御プログラムが格納されたＲＯＭ１０７が配置され、ＳＤＲＡＭ１０６、ＲＯＭ１０７はプロセッサ１０５にバスラインによって接続されている。

撮像領域１３ａは、図２に示す測距センサとしてのＣＣＤ１０１１に対応し、撮像領域１３ｂは測距センサとしてのＣＣＤ１０１２に対応し、撮像領域１３ｃは測光センサとしてのＣＣＤ１０１３に対応し、回路基板１２にはこれらの各センサに対応して、それぞれ各回路Ｆ／Ｅ−ＩＣが設けられている。ＣＣＤ１０１１−１０１３に結像された被写体像は光電変換されて、画像信号として各回路Ｆ／Ｅ−ＩＣにそれぞれ入力される。

ＣＣＤ１０１２からの画像信号は回路Ｆ／Ｅ−ＩＣ１０２に入力され、ＣＣＤ１０１３からの画像信号は回路Ｆ／Ｅ−ＩＣ１０３に入力され、ＣＣＤ１０１１からの画像信号は回路Ｆ／Ｅ−ＩＣ１０４に入力される。

回路Ｆ／Ｅ−ＩＣ１０２−１０４は周知の構成であり、回路Ｆ／Ｅ−ＩＣ１０２−１０４はＣＤＳ１０２１、１０３１、１０４１、ＡＤＣ１０２２、１０３２、１０４２、Ａ／Ｄ変換部１０２３、１０３３、１０４３を有し、回路Ｆ／Ｅ−ＩＣ１０２−１０４はそれぞれアナログ形式の画像信号をデジタル信号に変換して、プロセッサ１０５のＣＣＤ信号処理ブロック１０５１に出力する。

これらの信号処理は、プロセッサ１０５の信号処理ブロック１０５１から出力されるＶＤ／ＨＤ／ＣＬＫ信号により、タイミングジェネレータＴＧ１０２４、１０３４、１０３５を介して実行される。ＲＯＭ１０７に格納された制御プログラムは、ＣＣＤ信号処理ブロック１０５１がこれらの制御を測距センサとしてのＣＣＤ１０１１、ＣＣＤ１０１２、測光センサとしてのＣＣＤ１０１３のそれぞれに対して実行することができるようにプログラムされている。

ＣＣＤ１０１１−１０１３の画像信号の取り込みタイミングは、垂直同期信号ＶＤに同期して制御されるが、その取り込みタイミング（以後、フレームレートという）は、この実施例では、１２０ｆｐｓ、６０ｆｐｓ、３０ｆｐｓとのうちからいずれかを選択できるものとされている。図３はフレームレートと露光量Ｑとの関係を示すタイミングチャートであり、垂直同期信号ＶＤの間隔と、電子シャッタパルスとを設定することにより、各フレームレートと露光量Ｑを制御することができる。

次に、本発明の実施例に係る測光・測距装置、測光・測距方法について説明する。
最初に測距の基本原理を説明する。
図４、図５はステレオ式の測距装置の測距の基本原理の説明図であり、ここでは、受像素子としてのラインセンサを用いて測距原理を説明するが、二次元センサに適用した場合にもこの基本原理は同じである。

その図４において、１は被写体、２は測距装置、符号Ａ’は被写体１から測距装置２までの距離（より厳密には、被写体１から後述する測距用レンズの主点までの距離）である。測距装置２は、第１測距光学系３と第２測距光学系４とからなる。

第１測距光学系３は、測距レンズ３Ａと測距受像素子３Ｂとから概略なり、第２測距光学系４は、測距レンズ４Ａと測距受像素子４Ｂとからなる。その第１測距光学系３と第２測距光学系４とは、固定台（ステージ）５に固定して配設される。
その測距受像素子３Ｂ、４Ｂは図５に示すように、所定ピッチ間隔で配置された多数の画素からなる。

その第１測距光学系３の光軸Ｏ２とその第２測距光学系４の光軸Ｏ３とは互いに平行とされ、光軸Ｏ２と光軸Ｏ３との距離を基線長といい、この図４においては、この基線長が符号Ｄで示されている。

ここで、被写体１をこの測距装置２を用いて測距する場合、すなわち、被写体１を第１測距光学系３、第２測距光学系４を用いて撮像する場合を考える。

被写体１からの像形成光束Ｐ１は、第１測距光学系３の測距レンズ３Ａを通して、測距受像素子３Ｂの受像画素３Ｃに結像する。被写体１からの像形成光束Ｐ２は、第２測距光学系４の測距レンズ４Ａを通して、測距受像素子４Ｂの受像画素４Ｃに結像する。その受像画素３Ｃ、４Ｃに結像された画像は光電変換されて、次段の測距手段としての測距演算回路（図示を略す）に入力される。

被写体１の同一点１Ａは、視差が存在するために、測距受像素子３Ｂにおける受像画素３Ｃと測距受像素子４Ｂにおける受像画素４Ｃとの受像位置が異なる。その視差は光軸Ｏ２、Ｏ３を含む平面内で両光軸Ｏ２、Ｏ３に対する垂直方向のずれとして生じる。

ここで、両測距レンズ３Ａ、４Ａの焦点距離をｆとし、距離Ａ’が測距レンズ３Ａ、４Ａの焦点距離ｆよりも非常に大きく、数学的に、Ａ’≫ｆの関係があるときには下記の[数１]の関係式が成り立つ。

[数１]
Ａ’＝Ｄ×（ｆ／Δ）

基線長Ｄ、及び両測距レンズ３Ａ、４Ａの焦点距離ｆは既知であるので、上記[数１]の関係式から、視差Δを求めれば、被写体１から測距装置２までの距離Ａ’を算出できる。
視差Δは、図５（ａ）、図５（ｂ）に示すように、 受像画素３Ｃ、４Ｃの位置を演算により求めることによって得られる。その図５（ａ）、図５（ｂ）において、○印はそれぞれ、その受像画素３Ｃ、４Ｃの位置に結像された被写体１の同一点の画像を示している。なお、測距受像素子４Bにおける破線のまる印は、測距受像素子３Bに形成された被写体の画像を仮想的に示している。

視差Δは、測距受像素子３Ｂの画素の中心Ｏから受像画素３Ｃまでの横方向のずれ量ΔＹ１と、測距受像素子４Ｂの画素の中心Ｏから受像画素４Ｃまでの横方向のずれ量ΔＹ２との和として求められる。
このように、2つの画像の視差Δから距離Ａ’を算出する方式が三角測量方式である。

この実施例に係る測光・測距装置は、二次元センサからなる測距センサを用いている。
三角測量の原理を二次元に展開することにより、視差を検出している。ここでは、測距用二次元センサを複数個のエリアに分割して、各エリア毎の視差を検出して全エリアの視差の平均値により視差のずれ量を求めている。

図６には、測距センサとしてのＣＣＤ１０１２、ＣＣＤ１０１１（撮像領域１３ａ、１３ｂ）を５×３の正方形のエリアに分割した例が示されている。
視差のずれ量は、測距手段により、例えば、以下に説明するようにして求められる。

図６に示す測距センサとしてのＣＣＤ１０１２のエリアa１に対応する測距センサとしてのＣＣＤ１０１１のエリアA１とを図７に示すように水平方向としてのＹ方向に相対的に数画素ずつずらしながら、その画素の輝度の差分を求め、その差分が最も小さい位置をそのエリアａ１（Ａ１）の視差とする。

他のエリアａ２〜ａ１５、Ａ２〜A１５についても同様にして視差を求め、各視差の総和を分割個数で除すことにより、視差の平均値を求める。この視差の平均と上記数式１とから測距手段により被写体までの距離が求められる。

測光は、視野全体に対応する測光センサとしてのＣＣＤ１０１３を複数個の正方形の分割エリアに分割して、各分割エリア内の輝度を測定することにより行う。図８は測光センサとしてのＣＣＤ１０１３を１６×１６の正方形に分割した例が示されている。
その測光センサとしてのＣＣＤ１０１３の分割エリアには、符号Ｙ１から符号Ｙ２５６が付されている。

このＣＣＤ１０１３からの画像出力は回路Ｆ／Ｅ−ＩＣ１０３を介してＣＣＤ信号処理ブロック１０５１に入力され、いったんＳＤＲＡＭ１０６に格納される。そして、ＳＤＲＡＭ１０６に格納されたＹＵＶ信号から分割エリア内の輝度値Ｙを求め、この分割エリア内の輝度値Ｙを加算し、対象画素数で乗算することによって、評価値を求める。

その評価値から得られた輝度分布により適正露光量を算出し、被写体の明るさを検知する。その結果、明るすぎる場合又は暗すぎる場合に、露光状態設定手段によりタイミングジェネレータＴＧを制御し、これにより、電子シャッタパルスを変化させ、露光量を変更する。

次に本発明に係る測光・測距装置の実施例の詳細について説明する。
＜実施例１＞
この実施例１では、測光センサとしてのＣＣＤ１０１３、測距センサとしてのＣＣＤ１０１２、ＣＣＤ１０１１のフレームレートは６０ｆｐｓであり、このフレームレートは固定であるとする。
ＲＯＭ１０７には、以下に説明する動作を実行させるための制御プログラムが格納されている。

図９はこの実施例１の測光・測距処理のフローチャートを示している。
プロセッサ１０５は、回路Ｆ／Ｅ−ＩＣ１０３と協働して測光手段として機能すると共に、測光センサと少なくとも一対の測距センサとの露光状態を設定する露光状態設定手段として機能するもので、図９に示すように、測光処理ステップ（Ｓ．１）を実行後、この測光処理ステップ（Ｓ．１）の測光結果に基づき露光条件を設定して、測距処理ステップ（Ｓ．２）を実行する。

図１０はその測光処理ステップの処理内容を示すフローチャート図である。
プロセッサ１０５は、フレーム毎の露光のタイミングを決定するため、垂直同期信号ＶＤ待ちを行う（Ｓ．１１）。プロセッサ１０５は、垂直同期信号ＶＤが発生すると、測光ＶＤカウント値に「＋１」を加算する（Ｓ．１２）。

この実施例１の測光・測距装置は、回路Ｆ／ＥＩＣ１０２と回路Ｆ／ＥＩＣ１０２とは独自に別々に設けられているので、垂直同期信号ＶＤが別々の時刻に発生する。このため、垂直同期信号ＶＤの発生タイミングは測光センサとしてのＣＣＤ１０１３と測距センサとしてのＣＣＤ１０１２、１０１１とで異なっている。
そこで、この実施例１では、測光センサとしてのＣＣＤ１０１３のみの垂直同期信号ＶＤに基づいて、測光ＶＤカウント値をカウントする。

測光ＶＤカウント値をカウントする理由は、フリッカ現象が生じているか否かを判断するためには、垂直同期信号ＶＤの発生に基づき連続して得られる少なくとも３つの輝度値Ｙが必要だからである。その詳細については、後述する。

その露光により得られた画像信号はＣＣＤ信号処理ブロック１０５１に入力され、ＣＣＤ信号処理ブロック１０５１によりＹＵＶ変換される。
プロセッサ１０５は、このＹＵＶ変換された画像信号に基づいて既述の評価値を演算する（Ｓ．１３）。

プロセッサ１０５は、その評価値から被写体の輝度値Ｙを求め、輝度値Ｙが適正露光に対応する値になるように、測光センサとしてのＣＣＤ１０１３の露光量（シャッタースピード又は露光時間）を設定する（Ｓ．１４）。
ついで、プロセッサ１０５は、フリッカ現象が生じている照明環境下に被写体があるか否かを検出するフリッカ検知処理（Ｓ．１５）を実行する。

フリッカ検知処理の内容を説明するために、フリッカ現象が生じている照明環境条件下において、得られる輝度値Ｙ（輝度レベル）と垂直同期信号ＶＤとの関係を説明する。
図１２は蛍光灯の発光周期と垂直同期信号ＶＤとの関係を示す模式図である。

その図１２（ａ）において、三角形ＴＡは６０Ｈｚで発光している蛍光灯の発光状態を模式的に示し、符号ＴＡｐはその最大発光ピークを示している。その図１２（ｂ）において、三角形ＴＡ’は５０Ｈｚで発光している蛍光灯の発光状態を模式的に示し、符号ＴＡｐ’はその最大発光ピークを示している。

蛍光灯は、周知のように、その電源周波数の２倍の発光周期を有しており、電源周波数が６０Ｈｚの場合、点灯と消灯とを１秒間に１２０回繰り返しており、電源周波数が５０Ｈｚの場合、点灯と消灯とを１秒間に１００回繰り返している。

なお、その図１２では、垂直同期信号ＶＤの発生タイミングと蛍光灯の消灯タイミングとが一致して示されているが、測光開始のタイミングによって、垂直同期信号ＶＤの発生タイミングに対して蛍光灯の消灯タイミングは時間的にずれているのが一般的である。

フリッカが生じている被写体照明環境下では、測光によって得られた輝度値（輝度レベル）Ｙは高い場合と低い場合とが交互に繰り返され、測光開始のタイミングと、蛍光灯の発光周期と、フレームレートと、測光時間との関係によって、輝度値Ｙが高い場合と低い場合とが交互に表れるパターンには、下記の表２に示す３つがある。

その表２は、現在の輝度値Ｙを基準にして、前回の輝度値Ｙと前々回の輝度値Ｙとの変化パターンを示している。
パターン１は、前々回の輝度値Ｙと前回の輝度値Ｙと現在の輝度値Ｙとが、「小、小、大」のパターンである。パターン２は、前々回の輝度値Ｙと前回の輝度値Ｙと現在の輝度値Ｙとが「小、大、小」のパターンである。パターン３は、前々回の輝度値Ｙと前回の輝度値Ｙと現在の輝度値Ｙとが「大、小、小」のパターンである。

図１３は、測光センサとしてのＣＣＤ１０１３によって得られた画像信号の輝度値Ｙの輝度レベルと輝度値Ｙの取得回数との関係を示し、横軸は輝度値Ｙの取得回数、縦軸は輝度値（輝度レベル）Ｙの大きさを示している。
その図１３には、取得回数「１」から「６」までに得られた各画像信号の輝度レベルがドット「・」で示されている。

現在の取得回数が「３」であるとすると、現在の輝度値Ｙは「小」であり、前回得られた輝度値Ｙは「大」であり、前々回得られた輝度値は「小」であり、前々回、前回、現在の輝度値は、「小、大、小」のパターン２となる。
現在の取得回数が「４」であるとすると、現在の輝度値Ｙは「小」であり、前回の輝度値Ｙは「小」、前々回の輝度値Ｙは「大」となり、前々回、前回、現在の輝度値は、「大、小、小」のパターン３となる。

現在の取得回数が「５」であるとすると、現在の輝度値Ｙは「大」であり、前回の輝度値Ｙは「小」、前々回の輝度値Ｙは「小」となり、前々回、前回、現在の輝度値は、「小、小、大」のパターン１となる。
現在の取得回数が「６」であるとすると、現在の輝度値Ｙは「小」であり、前回の輝度値Ｙは「大」、前々回の輝度値Ｙは「小」となり、前々回、前回、現在の輝度値は、「小、大、小」のパターン２となる。

このように、測光によって得られる輝度値Ｙの変化パターンには、三種類あり、少なくとも３つの輝度値を用いてパターンを判定する必要があるので、測光中に、垂直同期信号ＶＤの発生個数をカウントする。
なお、ここでは、所定値は輝度レベルを例えば「２５６」のグレイスケールで表現した場合に「３０」とし、「３０」を超えた場合に、輝度値Ｙに変化があったと判定する。

プロセッサ１０５は、フリッカ検知処理では、まず、図１１に示すように、測光センサＣＣＤ１０１３の垂直同期信号ＶＤの測光ＶＤカウント値が「３」以上であるか否かを判定する（Ｓ．２１）。測光ＶＤカウント値が「３」未満のときには、変化パターンの判定ができないので、強制的にフリッカカウントを「０」に設定する（Ｓ．２７）。ここで、フリッカカウント「０」は、フリッカが発生していないことを意味する。

測光ＶＤカウント値が「３」以上のときには、ＹＥＳと判断して、Ｓ．２２に移行して、前回輝度値Ｙと現在輝度値Ｙとの差分の絶対値を演算により求め、その絶対値が所定値よりも大きいか否かを判定する。Ｓ．２２において、ＮＯのときには、Ｓ．２３に移行して、前々回の輝度値Ｙと前回輝度値Ｙとの差分の絶対値を演算により求め、その絶対値が所定値よりも大きいか否かを判定する。

Ｓ．２３において、ＮＯのときには、Ｓ．２７に移行して、フリッカカウント値を「０」にセットする。Ｓ．２３において、ＹＥＳのときには、Ｓ．２８に移行して、フリッカカウント値に「＋１」を加算する。「＋１」は、所定値以上の明暗の変化が１回生じたことを意味する。そのＳ．２２、Ｓ．２３の判定処理は、パターン３のフリッカの判定に対応している。

Ｓ２２において、ＹＥＳのときには、Ｓ．２４に移行して、前回の輝度値Ｙと現在の輝度値Ｙとの差を演算し、その差分が０以下であるか否かを判断する。Ｓ．２４において、ＮＯのときには、Ｓ．２５に移行して、前々回の輝度値Ｙと前回の輝度値Ｙとの差を演算し、その絶対値が所定値以上か否かを判断する。

Ｓ．２５において、ＮＯのときには、Ｓ．２７に移行して、フリッカカウント値を「０」にセットする。Ｓ．２５において、ＹＥＳのときには、Ｓ．２８に移行して、フリッカカウント値に「＋１」を加算する。そのＳ．２４、Ｓ．２５の判定処理は、パターン２のフリッカの判定に対応している。

Ｓ２４において、ＹＥＳのときには、Ｓ．２６に移行して、前々回の輝度値Ｙと前回の輝度値Ｙとの差を演算し、その絶対値が所定値以上か否かを判断する。Ｓ．２６において、ＮＯのときには、Ｓ．２７に移行して、フリッカカウント値を「０」にセットする。Ｓ．２６において、ＹＥＳのときには、Ｓ．２８に移行して、フリッカカウント値に「＋１」を加算する。そのＳ．２４、Ｓ．２６の判定処理は、パターン１のフリッカの判定に対応している。

次に、プロセッサ１０５は、Ｓ．２９に移行して、連続してフリッカが生じているか否かを判断し、フリッカの発生個数が「２」以上のときには、フリッカ発生処理を実行し（Ｓ．３０）、フリッカの発生個数が「２」未満のときには、フリッカ非発生処理を実行する（Ｓ．３１）。

ついで、プロセッサ１０５は、フリッカ検知処理を抜け出し、図１０に示すフリッカの有無判断処理ステップ（Ｓ．１６）に移行する。そのＳ．１６において、フリッカがある場合には、プロセッサ１０５は測距センサＣＣＤ１０１２、１０１１の露光時間（シャッタスピード）を１００分の１秒に固定してセットする（Ｓ．１７）。蛍光灯の電源周波数が５０Hzであっても６０Hzであっても、露光時間（露光量）を１００分の１秒に固定してセットすると、蛍光灯のフリッカの影響を受けないことが知られているからである。

図１２（ｃ）は蛍光灯の電源周波数が５０Ｈｚの場合で露光時間（露光量）を１００分の１秒に固定してセットした状態を示している。この実施例１では、測光センサとしてのＣＣＤ１０１３のフレームレートは６０ｆｐｓであるので、そもそも蛍光灯の電源周波数が６０Ｈｚの場合にはフリッカは発生しないが、蛍光灯の電源周波数が５０Ｈｚの場合でも露光時間の１００分の１秒が蛍光灯の発光周期と同じであるため、フリッカは発生しない。

従って、原理的に、露光時間を１００分の１秒、すなわち、電源周波数が５０Ｈｚの場合の蛍光灯の発光周期と同周期で測光することによって、いずれの電源周波数帯の地域においても、蛍光灯によるフリッカ、又は、蛍光灯に類する光源体によるフリッカの発生が生じないようにすることができる。よって、プロセッサ１０５は、露光状態設定手段として機能する場合、測光手段の測光結果に応じて測距センサＣＣＤ１０１２、１０１１の露光状態を変更する。
ついで、プロセッサ１０５は、Ｓ．１８に移行し、タイミングジェネレータ設定処理を実行し、図１０の測光処理を終了し、図９の測距処理（Ｓ．２）に移行する。

測距処理ステップ（Ｓ．２）では、プロセッサ１０５は、回路Ｆ／Ｅ−ＩＣ１０２、１０４と協働して測距手段として機能し、測光処理ステップ（Ｓ．１）により設定された露光時間に基づき、測距センサとしてのＣＣＤ１０１２、１０１１を用いて測距を行う。図１４はその測距処理のフローチャートであり、プロセッサ１０５は、同期信号ＶＤの発生待ちを各測距センサとしてのＣＣＤ１０１２、１０１１に対して実行し（Ｓ．３１）、これにより、プロセッサ１０５は、各測距センサとしてのＣＣＤ１０１２、１０１１から露光により得られた１フレーム分の画像信号を取得する。

次に、ＣＣＤ信号処理ブロック１０５１は、露光により得られた各画像信号をＹＵＶ変換し、プロセッサ１０５はこのＹＵＶ変換された画像信号に基づいて視差演算処理を実行する（Ｓ３２）。プロセッサ１０５はその視差演算処理により得られた結果に基づき、[数１]を用いて距離演算を行う（Ｓ．３３）。
この距離演算を図６に示す各エリアａ１、Ａ１〜ａ１５、Ａ１５に対して実行し、被写体までの距離を算出する。

この一連の処理を測光・測距装置が起動されている間、行うことによって、常時、被写体の照明環境を判断し、被写体までの距離を得ることができる。
このように、測光時フリッカを検知することにより、測距時の露光ムラを解消できるため、測距時の視差演算の精度を向上させることができる。

＜実施例２＞
次に、本発明の実施例２に係る測光・測距装置について説明する。
この実施例２の測光センサとしてのＣＣＤ１０１３、測距センサとしてのＣＣＤ１０１２、１０１１のフレームレートは、初期状態が６０ｆｐｓであるとする。

ＲＯＭ１０７に格納されている制御プログラムは、以下の動作が実行可能なものとする。
測光・測距装置は、実施例１と同様に、まず、測光センサとしてのＣＣＤ１０１３を用いて、図９に示す測光処理（Ｓ．１）を実行し、この測光により得られた露光時間に基づいて、測距センサとしてのＣＣＤ１０１２、１０１１によって測距処理（Ｓ．２）を実行する。測距処理（Ｓ．２）については、実施例１と全く同一であるので、その詳細な説明は省略する。

以下に、実施例２の測光処理について、図１５に示すフローチャートを参照しつつ説明する。
まず、露光タイミングを合わせるため、垂直同期信号ＶＤ待ちを行う（Ｓ．４１）。次に、測光ＶＤカウント値に「＋１」を加算する（Ｓ．４２）。この実施例の測光・測距装置についていえば、測光と測距とでそれぞれ独自のＦ／Ｅ（開始／終わり）を有しているので、それぞれ垂直同期信号ＶＤが発生する。従って、垂直同期信号ＶＤの発生タイミング（フレームレート等）が異なっている。このため、ここでは、実施例１と同様に、測光センサとしてのＣＣＤ１０１３の垂直同期信号ＶＤに基づいてカウントしている。

次に、その露光により得られた画像信号がＣＣＤ信号処理ブロック１０５１に入力されてＹＵＶ変換され、プロセッサ１０５はこのＹＵＶ変換された画像信号に基づいて、測光演算処理としての評価値を演算する（Ｓ．４３）。
次に、その評価値から被写体の輝度値Ｙを確認し、適正露光になるような露光量（シャッタースピード）を設定する（Ｓ．４４）。

次に、被写体照明環境がフリッカが生じている環境にあるか否かを確認するフリッカ検知処理（Ｓ．４５）を実行する。このフリッカ検知処理は、実施例１と同様であり、図１１を用いて既述したので、その詳細な説明は省略する。

プロセッサ１０５は、フリッカ検知処理Ｓ．４５の実行後、Ｓ．４６において、フリッカの有無を判断する。プロセッサ１０５は、フリッカがあると判断した場合、測距センサとしてのＣＣＤ１０１２、１０１１のフレームレートが１２０ｆｐｓであるか否かを判断する（Ｓ．４７）。

測距センサとしてのＣＣＤ１０１２、１０１１のフレームレートが１２０ｆｐｓであった場合、露光時間が最長で１２０分の１秒であるため、フリッカの発生を防止できない。
そこで、プロセッサ１０５は、測距センサとしてのＣＣＤ１０１２、１０１１のフレームレートを１２０ｆｐｓから６０ｆｐｓに変更する（Ｓ．４８）。

プロセッサ１０５は、Ｓ．４７において、フレームレートが１２０ｆｐｓでない場合、Ｓ．４９に移行して、輝度値Ｙが第１所定値（ここでは、Ｅｖ５）よりも大きいか否かを判断する。
Ｓ．４９において、輝度値Ｙが第１所定値よりも大きい場合、プロセッサ１０５は測距センサとしてのＣＣＤ１０１２、１０１１のフレームレートを６０ｆｐに設定し（Ｓ．４８）、Ｓ．４９において、輝度値Ｙが第１所定値よりも小さいと判断された場合、測距センサとしてのＣＣＤ１０１２、１０１１のフレームレートを３０ｆｐｓに設定する（Ｓ．５０）。

次に、プロセッサ１０５は、露光時間を既述したように１００分の１秒に設定する（Ｓ．５５）。その理由は既述したので、省略する。
Ｓ．４６において、フリッカが生じていないと判断された場合、Ｓ．５２に移行して、輝度値Ｙが第１所定値よりも大きい第２所定値（ここでは、Ｅｖ１０）よりも大きいか否かを判断する。Ｓ．５２において、輝度値Ｙが第２所定値（ここでは、Ｅｖ１０）よりも大きいと判断された場合、測距センサとしてのＣＣＤ１０１２、１０１１のフレームレートを１２０ｆｐｓに設定する（Ｓ．５３）。これによって、明るい屋外のような被写体照明環境下において、高速フレームレートを用いて露光できることになり、測距の高速化を図ることができる。

次に、Ｓ．５２において、輝度値Ｙが第２所定値（ここでは、Ｅｖ１０）以下であると判断された場合、Ｓ．５４に移行して、輝度値Ｙが第１所定値（ここでは、Ｅｖ５）よりも小さいか否かを判断する。
Ｓ．５４において、輝度値Ｙが第１所定値（ここでは、Ｅｖ５）よりも小さい場合、測距センサとしてのＣＣＤ１０１２、１０１１のフレームレートを３０ｆｐｓに設定する（Ｓ．５５）。これによって、被写体照明環境条件が低輝度の時でも、正確な測距が可能となる。

Ｓ．５１、Ｓ．５３、Ｓ．５５の処理の実行後、プロセッサ１０５は、タイミングジェネレータ設定処理（ＴＧ設定処理）を実行する（Ｓ．５６）。
なお、Ｓ．５４において、輝度値Ｙが第１所定値（ここでは、Ｅｖ５）以上の場合には、プロセッサ１０５は、Ｓ．５６に直接移行して、タイミングジェネレータ設定処理（ＴＧ設定処理）を実行する。

このようにフリッカが生じている照明環境条件下では、測距センサとしてのＣＣＤ１０１２、１０１１のフレームレートを６０ｆｐｓに設定し、かつ、露光時間を１００分の１秒に設定することによりフリッカの発生を防止し、その一方、フリッカが生じていない照明環境条件のもとでは、明るい照明環境条件のときにより一層早いフレームレートに設定して測距速度を向上させ、暗い照明環境条件のときに遅いフレームレートに設定して測距精度を向上させることができる。

図１５に示す測光処理の終了後、図１５に示す測光処理によって設定された露光時間、フレームレートｆｐｓに基づき、図９に示す測距処理（Ｓ．２）を実行する。この測距処理ステップの処理内容は、実施例１と同様であるので、その詳細な説明は省略する。

このように、この実施例によれば、測光センサとしてのＣＣＤ１０１３を用いてフリッカを検知し、このフリッカの有無に応じて測距センサとしてのＣＣＤ１０１２、１０１１のフレームレート、露光時間を変更し、これによって、測距時の露光ムラの防止、測距の高速化、測距精度の向上を図ることができる。

＜実施例３＞
図１６は本発明の実施例１、実施例２に係る測光・測距装置が適用される撮像機器の一例としてのデジタルカメラを示す正面図である。
図１７は図１６に示すデジタルカメラのシステム構成の概要を示すブロック図である。

（デジタルカメラの外観構成）
図１６において、符号２００はこの実施例１、実施例２に係る測光・測距装置が適用される撮像機器としてのデジタルカメラを示している。

このデジタルカメラ２００は正面側から見て略中央に撮影レンズ部２０１を有し、その正面側から見て上部左側に操作部２１４（図１７参照）としてのレリーズボタン２０２、撮影モード切換ボタン２０３が設けられている。本発明に係る測光・測距装置は撮影レンズ部２０１の上方部分に設けられている。この測光・測距装置を符号２０４を用いて示す。

（デジタルカメラ２００のシステム構成）
撮影レンズ部２００は撮影レンズ群２０５、フォーカスレンズ群２０６、シャッター機能を有する絞りユニット２０７、固体撮像素子としてのCCDイメージセンサ２０８から概略構成されている。CCDイメージセンサ２０８には撮影レンズ群２０５、フォーカスレンズ群２０６を通じて入射される被写体像が受光面上に結像される。

CCDイメージセンサ２０８の各画素からの撮像信号（電気信号は）、図２に示す回路F/E−ICと同様のF/E−IC回路により同様の処理を受けて、後段の信号処理部２０９に入力される。
信号処理部２０９は画像表示や記録が可能な画像データに撮像信号を変換する。この信号処理部２０９は制御部２１０によって制御される。

この制御部２１０には、操作部２１４からの操作情報が入力され、図２に示すROM１０７と同様のROMに記憶された制御プログラムに基づき、操作部２１４からの操作情報に応じてデジタルカメラ２００の全体のシステム制御を行う。

制御部２１０は、例えば、操作部２１４からの操作情報に基づき、撮影レンズ系２のフォーカスレンズ群２０６を駆動するフォーカスレンズ駆動部２１３、絞りユニット２０７を駆動する絞りユニット駆動部２１５を駆動制御する。

測光・測距装置２０４は、図２、図１７に示すように、制御部２１０に接続されている。レリーズボタン２０２が半押しされると、制御部２１０の制御情報に基づいて測光・測距が開始され、その測光・測距情報が外部IFブロック１０５４を介して制御部２１０に出力される。

この測光・測距情報に基づいて、デジタルカメラ２００の被写体の露出条件、合焦距離が設定されて、撮影が実行される。
信号処理部２０９は液晶モニタ（LCD）２１１とメモリカード２１２とに接続され、液晶モニタ（LCD）２１１は信号処理部２０９により生成された画像を表示する。メモリカード２１２はデジタルカメラ２００に着脱可能とされ、このメモリカード２１２には信号処理部２０９により生成された画像データが記録される。

なお、この実施例３では、信号処理部２０９と制御部２１０とからなる回路を図２に示すプロセッサ１０５、SDRAM１０６、ROM１０７からなる回路とは別体の構成としたが、信号処理部２０９と制御部２１０とからなる回路を図２に示すプロセッサ１０５、SDRAM１０６、ROM１０７とからなる回路と一体的に構成することもできる。

ＣＣＤ１０１２、１０１４…測距センサ
ＣＣＤ１０１３…測光センサ
１１ａ、１１ｂ…測距レンズ
１１ｃ…測光レンズ
１０５…プロセッサ

特許第４２１７４９１号公報 特開２００５・２２７７５０号公報

Claims (15)

1. 一つの半導体チップ上に形成された二次元センサからなる少なくとも一対の測距センサと、
   前記半導体チップ上に形成された二次元センサからなる測光センサと、
   前記少なくとも一対の測距センサに対応させてそれぞれ設けられかつ各測距センサにそれぞれ被写体像を結像させる一対の測距レンズと、
   前記測光センサに前記被写体像を結像させる測光レンズと、
   前記測光センサに結像された前記被写体像に基づき被写体の明るさを測光する測光手段と、
   前記少なくとも一対の測距センサと前記測光センサとのそれぞれの露光状態を設定する露光状態設定手段と、
   前記測距センサにより測距を行う測距手段とを有し、前記露光状態設定手段は、前記測光手段の測光結果に応じて前記少なくとも一対の測距センサの露光状態を変更することを特徴とする測光・測距装置。
2. 前記測光センサが前記半導体チップに複数個設けられ、該複数個の測光センサにそれぞれ対応させて前記測光レンズが複数個設けられ、該複数個の測光レンズは互いに画角が異なっていることを特徴とする請求項１に記載の測光・測距装置。
3. 前記測距手段は、前記少なくとも一対の測距センサを複数個のエリアに分割しかつ前記少なくとも一対の測距センサの互いに対応するエリア毎に視差ずれを比較して被写体までの距離を演算することを特徴とする請求項１に記載の測光・測距装置。
4. 前記測光手段は、前記被写体の照明環境がフリッカが生じている照明環境条件下であるか否かを判断するフリッカ検知手段を有し、該フリッカ検知手段が前記フリッカが生じている照明環境条件であると判断した場合に、前記露光状態設定手段が前記少なくとも一対の測距センサの露光量を変更することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の測光・測距装置。
5. 前記フリッカ検知手段がフリッカが生じている照明環境条件下であると判断した場合に、前記露光状態設定手段は露光時間を１００分の１秒に固定してセットすることを特徴とする請求項４に記載の測光・測距装置。
6. 前記測光手段が前記被写体の照明環境条件が第１所定値以下の輝度であると判断した場合、前記露光状態設定手段は前記測距センサのフレームレートを下げることを特徴とする請求項５に記載の測光・測距装置。
7. 前記露光状態設定手段は、前記フリッカ検知手段が前記フリッカが生じていない照明環境条件下であると判断した場合で、かつ、前記被写体の照明環境条件が前記第１所定値以下の輝度であると前記測光手段が判断した場合には前記フレームレートを下げ、前記被写体の照明環境条件が前記第１所定値よりも高い第２所定値以上の輝度であると前記測光手段が判断した場合には前記フレームレートを上げることを特徴とする請求項６に記載の測光・測距装置。
8. 一つの半導体チップ上に形成された二次元センサからなる少なくとも一対の測距センサと、前記半導体チップ上に形成された二次元センサからなる測光センサと、前記少なくとも一対の測距センサに対応させてそれぞれ設けられかつ各測距センサにそれぞれ被写体像を結像させる少なくとも一対の測距レンズと、前記測光センサに前記被写体像を結像させる測光レンズとを備えた測光・測距装置を用いて測光・測距を行う測光・測距方法であって、
   前記測光センサに結像された前記被写体像に基づき被写体の明るさを測光する測光処理ステップと、
   前記測光処理ステップの測光結果に応じて前記少なくとも一対の測距センサのそれぞれの露光状態を変更する露光状態設定処理ステップと、
   前記露光状態設定処理ステップに基づき設定された露光量に基づき測距センサにより測距を実行する測距処理ステップと、
   を有することを特徴とする測光・測距方法。
9. 前記測光センサが前記半導体チップに複数個設けられ、該複数個の測光センサにそれぞれ対応させて前記測光レンズが複数個設けられ、該複数個の測光レンズは互いに画角が異なっていることを特徴とする請求項８に記載の測光・測距方法。
10. 前記測距処理ステップにおいて、前記少なくとも一対の測距センサを複数個のエリアに分割しかつ前記少なくとも一対の測距センサの互いに対応するエリア毎に視差ずれを比較して前記被写体までの距離を演算することを特徴とする請求項８に記載の測光・測距方法。
11. 前記測光処理ステップは、前記被写体の照明環境がフリッカが生じている照明環境条件下であるか否かを判断するフリッカ検知処理ステップを有し、該フリッカ検知処理ステップにおいて前記フリッカが生じる照明環境条件であると判断された場合に、前記露光状態設定処理ステップにおいて前記測距センサの露光量が変更されることを特徴とする請求項８ないし請求項１０のいずれか１項に記載の測光・測距方法。
12. 前記フリッカ検知処理ステップにおいてフリッカが生じている照明環境条件下であると判断された場合に、前記露光状態設定処理ステップにおいて、露光時間が１００分の１秒に固定してセットされることを特徴とする請求項１１に記載の測光・測距方法。
13. 前記測光処理ステップにおいて前記被写体の照明環境条件が第１所定値以下の輝度であると判断された場合、前記露光状態設定処理ステップにおいて前記測距センサのフレームレートを下げることを特徴とする請求項１２に記載の測光・測距方法。
14. 前記フリッカ検知処理ステップにおいて前記フリッカが生じていない照明環境条件下であると判断された場合で、かつ、前記被写体の照明環境条件が前記第１所定値以下の輝度であると前記測光処理ステップにおいて判断された場合には、前記露光状態設定処理ステップにおいて前記フレームレートを下げ、前記被写体の照明環境条件が前記第１所定値よりも高い第２所定値以上の輝度であると前記測光処理ステップにおいて判断された場合には前記露光状態設定処理ステップにおいて前記フレームレートを上げることを特徴とする請求項１３に記載の測光・測距方法。
15. 請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の測光・測距装置を有する撮像機器。