JPH1123261A - 測距装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 精度・確度の高い測距を可能とする測距装置
を提供する。 【解決手段】 被写体像を、左右データ列ＳＬ，ＳＲに
変換するセンサ２Ｌ，２Ｒ及び画像処理部６と、左右デ
ータ列ＳＬ，ＳＲに対して左右画素アドレスＡＬ，ＡＲ
を指定し、これらの指定に応じて左右データ列ＳＬ，Ｓ
Ｒからデータ列ＤＬ，ＤＲを抽出し、これらのデータ列
ＤＬ，ＤＲに基づいて相関値ＳＡ[ｋ]を算出し、相関値
ＳＡ[ｋ]の算出の際に使用されたものと異なる内容の列
を構成する左右画素アドレスＡＬ，ＡＲに基づいて、相
関値ＳＡ[ｋ]の算出と同様の手順により相関値ＳＢ[ｋ]
を算出し、複数の相関値ＳＡ[ｋ]及び相関値ＳＢ[ｋ]に
基づいて、測距データを算出するＭＰＵ８とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被写体までの距離
を測定することができ、カメラやビデオ等に用いられる
測距装置に関するものである。

【０００２】

【従来技術】従来の測距装置の分野では、パッシブ方式
と呼ばれる方法で被写体までの距離を測る測距装置が知
られている。

【０００３】このような従来の測距装置について、その
構成図である図１４を参照しながら説明する。測距装置
は、光学系とその後段のラインセンサとを備えてなり、
被写体から到来する光は、レンズ５１Ｌ，５１Ｒを通過
する。レンズ５１Ｌ，５１Ｒを通過した光は、それぞれ
ミラー５２Ｌ，５２Ｒで光軸に対して直角に反射し、プ
リズム５３に向かって射出する。ミラー５２Ｌ，５２Ｒ
で反射した光は、それぞれプリズム５３の反射面５３
Ｌ，５３Ｒで光軸に対して直角に反射し、所要画素数分
の受光素子がアレイ状に配列されたラインセンサ５４
Ｌ，５４Ｒに向かって射出する。プリズム５３の反射面
５３Ｌ，５３Ｒで反射した光は、それぞれレンズ５１
Ｌ，５１Ｒの結像作用により、ラインセンサ５４Ｌ，５
４Ｒの受光面上に被写体像として結像する。ラインセン
サ５４Ｌ，５４Ｒの受光面上に結像する被写体像は、そ
れぞれ、ラインセンサ５４Ｌ，５４Ｒにより光電変換さ
れて、左画像信号及び右画像信号として取り込まれる。

【０００４】ラインセンサ５４Ｌ，５４Ｒから得られた
左画像信号及び右画像信号は、それぞれＡＤ変換器等に
より左データ列及び右データ列に変換される。そして、
左データ列及び右データ列の各々を回路上で画素単位ず
つずらして、相関値列を求めて、これらの内で最小の相
関値を持つときのずらし位置に対応した距離を距離デー
タとしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の測距装置では、ラインセンサ５４Ｌ，５４
Ｒによる量子化誤差、ラインセンサ５４Ｌ，５４Ｒに入
射する光像の角度が微妙に異なることや光学系の特性等
の影響を受けて、測距データに誤差が生じる場合があっ
た。

【０００６】特に、繰り返しパターンとなる被写体の場
合、測距データの基準となるべき最小の相関値として誤
った相関値が選択されてしまう場合があった。

【０００７】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、精度・確度の高い測距を可能とする測距装置を提供
することを目的とする。

【０００８】また、本発明は、繰り返しパターンとなる
被写体の場合でも、精度の高い測距を可能とする測距装
置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明は、被写体像を、複数の画素データを含む第１
及び第２の画素データ列に変換する第１及び第２の変換
手段と、所定数ずつ変位する第１及び第２の画素アドレ
スを生成する第１のアドレス指定手段と、前記第１及び
第２の画素アドレスの変位の仕方と逆になるように、所
定数ずつ変位する第３及び第４の画素アドレスを生成す
る第２のアドレス指定手段と、前記第１及び第２の画素
アドレスに従って、それぞれ、前記第１及び第２の画素
データ列から、所定画素分の画素データを含む第１及び
第２のデータ列を抽出し、前記第３及び第４の画素アド
レスに従って、それぞれ、前記第１及び第２の画素デー
タ列から、所定画素分の画素データを含む第３及び第４
のデータ列を抽出するデータ抽出手段と、前記第１及び
第２のデータ列を用いて、第１の相関値を算出し、前記
第３及び第４のデータ列を用いて、第２の相関値を算出
する相関演算手段と、前記相関演算手段により算出され
た複数の第１及び第２の相関値に基づいて、前記被写体
像の被写体までの距離に相当する測距データを算出する
距離演算手段とを備えたものである。

【００１０】この構成では、前記第１のアドレス指定手
段により生成される第１及び第２の画素アドレスの少な
くとも一方は、所定数ずつ変位するようになる。また、
前記第２のアドレス指定手段により生成される第３及び
第４の画素アドレスの少なくとも一方は、前記第１及び
第２の画素アドレスの変位の仕方と逆になるように所定
数ずつ変位するようになる。これにより、複数の第１及
び第２の相関値が得られ、これらを用いる前記距離演算
手段により、精度・確度の高い前記測距データが算出さ
れるようになる。

【００１１】なお、前記第１のアドレス指定手段と前記
第２のアドレス指定手段は、それぞれ交互に、前記第１
及び第２の画素アドレスと前記第３及び第４の画素アド
レスを生成するようにしてもよい。この構成では、前記
第１及び第２のアドレス指定手段によって複数の第１及
び第２の相関値が得られるようになるので、これらを用
いる前記距離演算手段により、精度・確度の高い前記測
距データが算出されるようになる。

【００１２】また、前記距離演算手段は、前記相関演算
手段により算出された複数の第１の相関値に基づいて、
第１の測距データを算出し、前記相関演算手段により算
出された複数の第２の相関値に基づいて、第２の測距デ
ータを算出し、前記第１及び第２の測距データの平均に
より、前記測距データを算出するようにしてもよい。こ
の構成では、前記距離演算手段は、前記第１及び第２の
測距データの平均により、精度の高い前記測距データを
算出するようになる。

【００１３】また、前記距離演算手段は、前記複数の第
１の相関値の列における極小値と前記複数の第２の相関
値の列における極小値とを比較して、小さい方の極小値
を有する相関値の列に基づいて、前記測距データを算出
するようにしてもよい。この構成では、前記距離演算手
段は、小さい方の極小値を有する相関値の列に基づい
て、確度の高い前記測距データを算出するようになる。

【００１４】また、前記距離演算手段は、前記相関演算
手段により算出された複数の第１の相関値の各々と複数
の第２の相関値の各々とを加算して得られた複数の第３
の相関値に基づいて、前記測距データを算出するように
してもよい。この構成では、前記距離演算手段は、前記
複数の第３の相関値に基づいて、精度の高い前記測距デ
ータを算出するようになる。

【００１５】更に、前記第１のアドレス指定手段と前記
第２のアドレス指定手段は、前記第１及び第２の画素ア
ドレスの組合せと前記第３及び第４の画素アドレスの組
合せの内、少なくとも１つの組合せにおいて、前記第１
画素アドレスと前記第３画素アドレスとが等しく、且つ
前記第２画素アドレスと前記第４画素アドレスとが等し
くなるように、各画素アドレスを生成するものでもよ
い。この構成では、前記第１及び第２のアドレス指定手
段によって複数の第１及び第２の相関値が得られるよう
になるので、これらを用いる前記距離演算手段により、
精度・確度の高い前記測距データが算出されるようにな
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施の形態
について、撮像装置１の構成図である図１を参照しなが
ら説明する。撮像装置１は、撮像部と測距部とを有して
いる。

【００１７】まず、測距部側から説明すると、センサ２
Ｌ，２Ｒの各々は、受光素子が所定数、ここでは２０画
素分の受光素子がライン状に配列されたＣＣＤラインセ
ンサであり、その受光面上に結像する被写体像を光電変
換して画像信号として取り込む。センサ２Ｌ，２Ｒは、
互いに所定距離だけ離れた状態で、撮像装置１内に収納
される。センサ２Ｌ，２Ｒの前方側には、それぞれに対
応する光学系が配置されている。即ち、レンズ３Ｌ，３
Ｒは、それぞれ同一の被写体から到来する光を後方のセ
ンサ２Ｌ，２Ｒの受光面上に結像させるもので、後述の
撮影レンズ７と平行な光軸を有している。ミラー４Ｌ，
４Ｒは、それぞれレンズ３Ｌ，３Ｒを通過した光を光軸
に対して直角に反射するものである。プリズム５の表面
には、ミラー４Ｌ，４Ｒで反射された光を、それぞれ光
軸に対して直角に反射するための反射面５Ｌ，５Ｒが形
成されている。

【００１８】画像処理部６は、センサ２Ｌ，２Ｒの各々
により光電変換されて得られた画像信号に、信号増幅及
びオフセット調整等の信号処理を施すアナログ処理回
路、及びその信号処理が施された画像信号に含まれる２
０画素分の画素信号をディジタル信号（画素データ）に
変換するＡＤ変換器等（図示省略）により構成される。

【００１９】次に、撮像部側について説明すると、撮影
レンズ７は、撮像光学系としてのレンズ群により構成さ
れるものであり、被写体から到来する光を所定の結像位
置に被写体像として結像させる。ＭＰＵ８は、マイクロ
プロセッサであり、画像処理部６で処理が施された画像
信号（以後、この画像信号のうち、センサ２Ｌで取り込
まれた方を左画像信号といい、センサ２Ｒで取り込まれ
た方を右画像信号という。）に基づいて、撮像装置１と
被写体との間の距離に対応する距離データを演算により
求め、この距離データに基づいて、撮影レンズ７を移動
させる駆動信号を生成する等の処理を実行する。駆動装
置９は、撮影レンズ７を移動させるモータ、及びそれを
駆動するモータドライブ回路等（図示省略）により構成
され、ＭＰＵ８により生成された駆動信号に従って、そ
のモータを駆動して撮影レンズ７を移動させて、撮影レ
ンズ７を通過する被写体からの到来光を所定の結像位置
に被写体像として結像させる。フィルム１０は、その結
像位置に配置されるネガフィルムである。なお、フィル
ム１０に代えて、その結像位置に受光面が配置されるＣ
ＣＤエリアセンサー等の撮像手段と、この撮像手段で取
り込まれた画像情報を、磁気テープ、磁気・光磁気ディ
スク等の記憶媒体又はＲＡＭ・メモリカード等の半導体
記憶デバイス等の記憶手段に記録する記録手段とを設け
てもよい。なお、ＭＰＵ８は、上記測距部側にも属する
ものである。

【００２０】次に、本実施の形態の動作について説明す
る。被写体から撮像装置１に到来する光は、レンズ３
Ｌ，３Ｒを通過する。レンズ３Ｌ，３Ｒを通過した光
は、それぞれミラー４Ｌ，４Ｒで光軸に対して直角に反
射し、プリズム５に向かって射出する。ミラー４Ｌ，４
Ｒで反射した光は、それぞれプリズム５の反射面５Ｌ，
５Ｒで光軸に対して直角に反射し、センサ２Ｌ，２Ｒに
向かって射出する。プリズム５の反射面５Ｌ，５Ｒで反
射した光は、それぞれレンズ３Ｌ，３Ｒの結像作用によ
り、センサ２Ｌ，２Ｒの受光面上に被写体像として結像
する。センサ２Ｌ，２Ｒの受光面上に結像する被写体像
（被写体像の一部であって、ライン状に配列された２０
画素分の受光素子上に結像するライン状の像。以後、便
宜上これも被写体像という。）は、それぞれ、センサ２
Ｌ，２Ｒにより光電変換されて、左画像信号及び右画像
信号として取り込まれる。

【００２１】これら左画像信号及び右画像信号は、それ
ぞれ画像処理部６におけるアナログ処理回路により信号
増幅及びオフセット調整等の信号処理が施される。更に
その後、この信号処理が施された左画像信号及び右画像
信号の各々に含まれる各画素信号は、画像処理部６にお
けるＡＤ変換器によりディジタル信号（画素データ）に
変換される。

【００２２】続いて、撮像装置１が有する測距部の演算
処理について説明する。この測距部は、撮像装置１と被
写体との間の距離に対応する距離データを求めるための
ものである。但し、本実施の形態では、測距部は、測距
演算を実行させる手順が記述されている演算プログラム
と、この演算プログラムを実行するＭＰＵ８とによりソ
フト的に構成される。また、センサ２Ｌで得られる画素
データを左データ列ＳＬといい、センサ２Ｒで得られる
画素データを右データ列ＳＲといい、これらは撮像装置
１内のバッファ等のメモリに記憶されるものとする。

【００２３】次に、距離データを得るための相関演算に
ついて詳述する。 （１）相関値列ＳＡ[ｋ]（０≦ｋ≦１２）の算出 まず、第１の相関値列としての相関値列ＳＡ[ｋ]（０≦
ｋ≦１２）の算出について、その方法を示す図２を参照
しながら説明する。

【００２４】１．初期設定 ＭＰＵ８は、第１のアドレス指定手段として動作して、
左画素アドレス列０，０，１，１，２，２，３，３，
４，４，５，５，６と、これと異なる右画素アドレス列
６，５，５，４，４，３，３，２，２，１，１，０，０
とを平行して順次生成する。左画素アドレス列の各左画
素アドレスＡＬは、左データ列ＳＬにおけるいずれかの
画素を指定するためのスタートアドレスとして用いら
れ、右画素アドレス列の各右画素アドレスＡＲは、右デ
ータ列ＳＲにおけるいずれかの画素を指定するためのス
タートアドレスとして用いられる。

【００２５】なお、ＭＰＵ８は、所定の演算規則に基づ
いて、左画素アドレス列及び右画素アドレス列の各々の
各要素を平行して順次生成するようにしてもよく、或い
は予め定められて記憶している左画素アドレス列及び右
画素アドレス列から、それぞれ、順次各要素を読み出す
ことにより、各左画素アドレスＡＬ及び各右画素アドレ
スＡＲを生成するようにしてもよい。

【００２６】即ち、ＭＰＵ８は、初期設定として、
“０”の左画素アドレスＡＬを生成し、これと平行し
て、“６”の右画素アドレスＡＲを生成する。

【００２７】２．相関値ＳＡ[０]の算出 ＭＰＵ８は、データ抽出手段として動作して、上記第１
のアドレス指定手段で生成された左画素アドレスＡＬ及
び右画素アドレスＡＲに応じて、それぞれ左データ列Ｓ
Ｌ及び右データ列ＳＲから１４画素分の画素データによ
り構成されるデータ列ＤＬ及びデータ列ＤＲを抽出す
る。

【００２８】即ち、初期設定においては、“０”の左画
素アドレスＡＬにより、データ列ＤＬとして、０から１
３の画素アドレス内のデータ列が抽出され、“６”の右
画素アドレスＡＲにより、データ列ＤＲとして、６から
１９の画素アドレス内のデータ列が抽出される。

【００２９】ＭＰＵ８は、相関演算手段として動作し
て、抽出されたデータ列ＤＬ，ＤＲから、それぞれｉ
（０≦ｉ≦１３）番目に抽出される画素データＤＬ[ｉ]
及び画素データＤＲ[ｉ]を用いて、数１の演算を実行し
て相関値ＳＡ[ｋ]（ｋ＝０）を算出する。但し、[ｉ]及
び[ｋ]の[]内の文字は添え字であることを示す。

【００３０】

【数１】

【００３１】３．相関値ＳＡ[ｋ]（１≦ｋ≦１２）の算
出 ＭＰＵ８は、第１のアドレス指定手段として動作して、
残りの左画素アドレス列０，１，１，２，２，３，３，
４，４，５，５，６及び右画素アドレス列６，５，５，
４，４，３，３，２，２，１，１，０，０を平行して順
次生成する。

【００３２】ＭＰＵ８は、第１のアドレス指定手段によ
り、残りの左画素アドレスＡＬおよび右画素アドレスＡ
Ｒが生成される毎に、「２．相関値ＳＡ[０]の算出」と
同様に、データ抽出手段として動作して、左データ列Ｓ
Ｌ及び右データ列ＳＲからデータ列ＤＬ及びデータ列Ｄ
Ｒを抽出し、相関演算手段として動作して、相関値ＳＡ
[ｋ]を算出する。

【００３３】これにより、初期設定の分と合わせて、合
計１３個の相関値ＳＡ[ｋ]（０≦ｋ≦１２）が算出され
る。

【００３４】（２）相関値列ＳＢ[ｋ]（０≦ｋ≦１２）
の算出 第２の相関値列としての相関値列ＳＢ[ｋ]（０≦ｋ≦１
２）の算出について、その方法を示す図３を参照しなが
ら説明する。

【００３５】１．初期設定 ＭＰＵ８は、第２のアドレス指定手段として動作して、
左画素アドレス列０，１，１，２，２，３，３，４，
４，５，５，６，６と、これと異なる右画素アドレス列
６，６，５，５，４，４，３，３，２，２，１，１，０
とを平行して順次生成する。ここで、第２のアドレス指
定手段により生成される左画素アドレス列及び右画素ア
ドレス列は、第１のアドレス指定手段により生成される
左画素アドレス列及び右画素アドレス列とは異なる要素
の配列となるように設定される。本実施の形態では、先
頭の要素から数えて偶数番目の要素が異なるように設定
されている。

【００３６】初期設定として、ＭＰＵ８は、“０”の左
画素アドレスＡＬを生成し、これと平行して、“６”の
右画素アドレスＡＲを生成する。

【００３７】２．相関値ＳＢ[０]の算出 ＭＰＵ８は、上記の「（１）相関値列ＳＡ[ｋ]（０≦ｋ
≦１２）の算出」と同様に、データ抽出手段として動作
して、上記の第２のアドレス指定手段で生成された左画
素アドレスＡＬ及び右画素アドレスＡＲに応じて、それ
ぞれ左データ列ＳＬ及び右データ列ＳＲから１４画素分
の画素データにより構成されるデータ列ＤＬ及びデータ
列ＤＲを抽出する。

【００３８】ＭＰＵ８は、上記の「（１）相関値列ＳＡ
[ｋ]（０≦ｋ≦１２）の算出」と同様に、相関演算手段
として動作して、抽出されたデータ列ＤＬ，ＤＲから、
それぞれｉ（０≦ｉ≦１３）番目に抽出される画素デー
タＤＬ[ｉ]及び画素データＤＲ[ｉ]を用いて、数２の演
算を実行して相関値ＳＢ[ｋ]（ｋ＝０）を算出する。

【００３９】

【数２】

【００４０】３．相関値ＳＢ[ｋ]（１≦ｋ≦１２）の算
出 ＭＰＵ８は、第２のアドレス指定手段として動作して、
残りの左画素アドレス列１，１，２，２，３，３，４，
４，５，５，６，６及び右画素アドレス列６，５，５，
４，４，３，３，２，２，１，１，０を平行して順次生
成する。

【００４１】ＭＰＵ８は、第２のアドレス指定手段によ
り、残りの左画素アドレスＡＬおよび右画素アドレスＡ
Ｒが生成される毎に、「２．相関値ＳＢ[０]の算出」と
同様に、データ抽出手段として動作して、左データ列Ｓ
Ｌ及び右データ列ＳＲからデータ列ＤＬ及びデータ列Ｄ
Ｒを抽出し、相関演算手段として動作して、相関値ＳＢ
[ｋ]を算出する。

【００４２】これにより、初期設定の分と合わせて、合
計１３個の相関値ＳＢ[ｋ]（０≦ｋ≦１２）が算出され
る。

【００４３】（３）相関値列ＳＢ[ｋ]により発生するも
う一つの測距情報 まず、上記の演算処理で得られた相関値列ＳＡ[ｋ]（０
≦ｋ≦１２）と相関値列ＳＢ[ｋ]（０≦ｋ≦１２）との
相違点について、具体例を示す図４から図７を参照しな
がら説明する。図４（ａ）に示すように、主被写体がセ
ンサ２Ｌ，２Ｒの検知エリア内の右端に位置しているよ
うな撮影画面である場合、図４（ｂ）に示すように、デ
ータ列ＤＬ，ＤＲの右端に、コントラストのある波形が
現れることとなる。

【００４４】図５は、図４の場合において、左右データ
列ＳＬ，ＳＲと、第１のアドレス指定手段により抽出さ
れるデータ列ＤＬ，ＤＲの各々に含まれる各画素データ
をレベル方向に表した図である。データ列ＤＬ，ＤＲの
各々に含まれる各画素データはＯ印で表され、それ以外
はＸ印で表されている。図５（ａ）は相関値ＳＡ[５]を
求めるためのデータ列ＤＬ，ＤＲであり、図５（ｂ）は
相関値ＳＡ[６]を求めるためのデータ列ＤＬ，ＤＲであ
り、図５（ｃ）は相関値ＳＡ[７]を求めるためのデータ
列ＤＬ，ＤＲであり、図５（ｄ）は相関値ＳＡ[８]を求
めるためのデータ列ＤＬ，ＤＲである。

【００４５】図６は、図４の場合において、左右データ
列ＳＬ，ＳＲと、第２のアドレス指定手段により抽出さ
れたデータ列ＤＬ，ＤＲの各々に含まれる各画素データ
をレベル方向に表した図である。データ列ＤＬ，ＤＲの
各々に含まれる各画素データはＯ印で表され、それ以外
はＸ印で表されている。図６（ａ）は相関値ＳＢ[５]を
求めるためのデータ列ＤＬ，ＤＲであり、図６（ｂ）は
相関値ＳＢ[６]を求めるためのデータ列ＤＬ，ＤＲであ
り、図６（ｃ）は相関値ＳＢ[７]を求めるためのデータ
列ＤＬ，ＤＲであり、図６（ｄ）は相関値ＳＢ[８]を求
めるためのデータ列ＤＬ，ＤＲである。

【００４６】図７（ａ）は、横軸を相関番号とし縦軸を
相関値とする座標系に表示した相関値列ＳＡ[ｋ]（０≦
ｋ≦１２）のグラフであり、図７（ｂ）は、同様の座標
系に表示した相関値列ＳＢ[ｋ]（０≦ｋ≦１２）のグラ
フである。図７（ａ）では、相関値列ＳＡ[ｋ]（０≦ｋ
≦１２）はＯ印で表され、図７（ｂ）では、相関値列Ｓ
Ｂ[ｋ]（０≦ｋ≦１２）はＸ印で表されている。また、
図７（ａ）及び（ｂ）における破線は、アナログ的に表
された真値である。

【００４７】図４（ａ）に示すような撮影画面の場合、
相関値列ＳＡ[ｋ]（０≦ｋ≦１２）における極小値は、
図５と図７（ａ）からｋ＝６のＳＡ[６]となる。また、
相関値列ＳＢ[ｋ]（０≦ｋ≦１２）における極小値は、
図５と図７（ｂ）からｋ＝７のＳＢ[７]となることが判
る。

【００４８】これにより、第１のアドレス指定手段に加
えて、第２のアドレス指定手段による相関演算を更に実
行することで、極小値ＳＡ[６]のｋ＝６に加えて、極小
値ＳＢ[７]のｋ＝７という測距情報をもう１つ導き出す
ことができる。

【００４９】（４）２つの距離データＤＡ，ＤＢの算出 １．距離データＤＡの算出 ＭＰＵ８は、距離演算手段として動作して、距離データ
ＤＡを求める。即ち、ＭＰＵ８は、ＳＡ[ｋ]が極小とな
り、かつ数３で与えられる相関性ＣＡ[ｋ]（０≦ｋ≦１
２）が最小となるｋを求める。

【００５０】

【数３】

【００５１】ＭＰＵ８は、このようにして求めたｋによ
り特定される相関値ＳＡ[ｋ−１]，ＳＡ[ｋ]，ＳＡ[ｋ
＋１]を用いて、数４の補間演算により、距離データＤ
Ａを求める。

【００５２】

【数４】

【００５３】２．距離データＤＢの算出 ＭＰＵ８は、上記の「１．距離データＤＡの算出」と同
様に、距離演算手段として動作して、距離データＤＢを
求める。即ち、ＭＰＵ８は、ＳＢ[ｋ]が極小となり、か
つ数５で与えられる相関性ＣＢ[ｋ]（０≦ｋ≦１２）が
最小となるｋを求める。

【００５４】

【数５】

【００５５】ＭＰＵ８は、このようにして求めたｋによ
り特定される相関値ＳＢ[ｋ−１]，ＳＢ[ｋ]，ＳＢ[ｋ
＋１]を用いて、数６の補間演算により、距離データＤ
Ｂを求める。

【００５６】

【数６】

【００５７】（５）最終の距離データの算出と駆動信号
の生成 本実施の形態では、ＭＰＵ８は、数４及び数６で求めた
距離データＤＡ，ＤＢを用いて、最終的な距離データと
して、平均値（ＤＡ＋ＤＢ）／２を求める。

【００５８】この後、ＭＰＵ８は、この平均値に基づい
て、撮影レンズ７を移動させる駆動信号を生成し、これ
を駆動装置９に送出する。

【００５９】これにより、図４（ａ）の撮影画面に対し
て、ピント調整能力が向上した撮像装置１を実現するこ
とができる。

【００６０】なお、本実施の形態では、相関値列ＳＡ
[ｋ]（０≦ｋ≦１２）及び相関値列ＳＢ[ｋ]（０≦ｋ≦
１２）は、共に０≦ｋ≦１２の全範囲について算出され
るようにしているが、どちらか一方は、他方の極小値の
ｋを含む０≦ｋ≦１２の一部の範囲について算出される
ようにしてもよい。例えば、図７（ａ）において、０≦
ｋ≦１２の全範囲について、相関値列ＳＡ[ｋ]を求めた
場合、極小値ＳＡ[６]のｋ＝６に基づいて設定した３≦
ｋ≦９，或いは５≦ｋ≦９等の範囲についてのみ、相関
値列ＳＢ[ｋ]を求めるようにしてもよい。

【００６１】また、本実施の形態では、測距部は、上記
演算プログラムがロードされたＭＰＵ８によりソフト的
に構成されるようになっているが、これに限らず、図８
に示す各手段をハード的に備えたものとして構成される
ようにしてもよい。即ち、図８において、測距部１００
は、第１のアドレス指定手段１０１、第２のアドレス指
定手段１０２、データ抽出手段１０３、相関演算手段１
０４及び距離演算手段１０５を備える。なお、駆動信号
生成手段１０６は、距離演算手段１０５により求められ
る最終的な距離データに基づいて、撮影レンズ７を移動
させる駆動信号を生成するものである。

【００６２】第１のアドレス指定手段１０１は、上記の
「（１）相関値列ＳＡ[ｋ]（０≦ｋ≦１２）の算出」と
同様に、左画素アドレス列と、これと異なる右画素アド
レス列とを平行して順次生成するものである。

【００６３】第２のアドレス指定手段１０２は、上記の
「（２）相関値列ＳＢ[ｋ]（０≦ｋ≦１２）の算出」と
同様に、左画素アドレス列と、これと異なる右画素アド
レス列とを平行して順次生成するものである。

【００６４】データ抽出手段１０３は、上記の「（１）
相関値列ＳＡ[ｋ]（０≦ｋ≦１２）の算出」と同様に、
第１のアドレス指定手段で生成された左画素アドレスＡ
Ｌ及び右画素アドレスＡＲに応じて、それぞれ左データ
列ＳＬ及び右データ列ＳＲからデータ列ＤＬ及びデータ
列ＤＲ（以下第１のデータ列という。）を抽出し、これ
と平行に、上記の「（２）相関値列ＳＢ[ｋ]（０≦ｋ≦
１２）の算出」と同様に、第２のアドレス指定手段で生
成された左画素アドレスＡＬ及び右画素アドレスＡＲに
応じて、それぞれ左データ列ＳＬ及び右データ列ＳＲか
らデータ列ＤＬ及びデータ列ＤＲ（以下第２データ列と
いう。）を抽出する。

【００６５】相関演算手段１０４は、第１のデータ列か
ら、それぞれｉ（０≦ｉ≦１３）番目に抽出される画素
データＤＬ[ｉ]及び画素データＤＲ[ｉ]を用いて、数１
の演算を実行して相関値ＳＡ[ｋ]（ｋ＝０）を算出し、
これと平行して、第２のデータ列から、それぞれｉ（０
≦ｉ≦１３）番目に抽出される画素データＤＬ[ｉ]及び
画素データＤＲ[ｉ]を用いて、数２の演算を実行して、
相関値ＳＢ[ｋ]（ｋ＝０）を算出するものである。

【００６６】距離演算手段１０５は、ＳＡ[ｋ]が極小と
なり、かつ数３で与えられる相関性ＣＡ[ｋ]（０≦ｋ≦
１２）が最小となるｋを求め、このｋにより特定される
相関値ＳＡ[ｋ−１]，ＳＡ[ｋ]，ＳＡ[ｋ＋１]を用い
て、数４の補間演算により、距離データＤＡを求め、こ
れと平行して、ＳＢ[ｋ]が極小となり、かつ数５で与え
られる相関性ＣＢ[ｋ]（０≦ｋ≦１２）が最小となるｋ
を求め、このｋにより特定される相関値ＳＢ[ｋ−１]，
ＳＢ[ｋ]，ＳＢ[ｋ＋１]を用いて、数６の補間演算によ
り、距離データＤＢを求め、これらの距離データＤＡ，
ＤＢに基づいて、最終的な距離データを求めるものであ
る。

【００６７】本発明の第２実施の形態について説明す
る。但し、本実施の形態は、第１の実施の形態と同様の
構成であり、相違する演算処理について説明する。即
ち、本実施の形態では、第１実施の形態の「（５）最終
の距離データの算出と駆動信号の生成」における最終デ
ータの演算処理が異なるだけである。

【００６８】以下この演算処理について説明する。図９
（ａ）は、図４（ａ）とは異なり、同じ画像パターンが
繰り返し現れる撮影画面の一例を示す図であり、図９
（ｂ）は、図１に示すセンサ２Ｌ，２Ｒで取り込まれた
図９（ａ）の被写体像の波形である。図９（ｂ）におい
て、実線はＳＡ[３]による波形であり、破線はＳＡ[８]
による波形である。

【００６９】図１０（ａ）は、図９（ａ）の撮影画面か
ら、計測により得られた相関値列ＳＡ[ｋ]（０≦ｋ≦１
２）の各値を、横軸を相関番号とし縦軸を相関値とする
座標系に表したグラフであり、図１０（ｂ）は、図９
（ａ）の撮影画面から、計測により得られた相関値列Ｓ
Ｂ[ｋ]（０≦ｋ≦１２）の各値を、同様の座標系に表し
たグラフである。図１０（ａ）では、相関値列ＳＡ[ｋ]
（０≦ｋ≦１２）はＯ印で表され、図１０（ｂ）では、
相関値列ＳＢ[ｋ]（０≦ｋ≦１２）はＸ印で表されてい
る。また、図１０（ａ）及び（ｂ）における破線は、ア
ナログ的に表された真値であり、□印は、真の一致点を
示す。

【００７０】図１０（ａ）に示すように、０≦ｋ≦５の
範囲における相関値列ＳＡ[ｋ]の極小値は、相関値ＳＡ
[３]であり、真の一致点の近傍に位置するものの、６≦
ｋ≦１２の範囲における相関値列ＳＡ[ｋ]の極小値とな
る相関値ＳＡ[８]よりも大きい値となっている。このた
めに、相関値列ＳＡ[ｋ]（０≦ｋ≦１２）における極小
値は、相関値ＳＡ[８]のｋ＝８となる。一方、図１０
（ｂ）においては、相関値列ＳＢ[ｋ]（０≦ｋ≦１２）
における極小値は、相関値ＳＢ[３]のｋ＝３となってい
る。このような誤差が生じるのは、図１に示すセンサ２
Ｌ，２Ｒが、画素密度で決まる画素間隔毎に、結像する
像の離散的な位置の部分を画素信号として取り込むから
である。このため、微妙なシフトの違いであっても、左
右データ列ＳＬ，ＳＲから抽出されるデータ列ＤＬ，Ｄ
Ｒに含まれる画素データは、例えば図５（ａ）と図６
（ａ）に示すように、大きく異なるものとなる場合があ
る。また、図１に示す画像処理部６のＡＤ変換器の量子
化ステップの影響も受けるからである。

【００７１】そこで、本実施の形態では、ＭＰＵ８は、
最終的な距離データとして、数７により距離データＤＤ
を求める。

【００７２】

【数７】

【００７３】図１０の場合、ＳＡ[８]＞ＳＢ[３]である
ので、ＭＰＵ８は、最終的な距離データとして、距離デ
ータＤＤ＝ＤＢを求める。

【００７４】本発明の第３実施の形態について説明す
る。但し、本実施の形態は、第１の実施の形態と同様の
構成であり、相違する演算処理について説明する。即
ち、本実施の形態では、第１実施の形態の「（５）最終
の距離データの算出と駆動信号の生成」における最終デ
ータの演算処理が異なるだけである。

【００７５】以下この演算処理について説明する。ＭＰ
Ｕ８は、距離演算手段として、相関値列ＳＡ[ｋ]（０≦
ｋ≦１２）の各々と相関値列ＳＢ[ｋ]（０≦ｋ≦１２）
の各々とを、数８の如く加算して、相関値列ＳＣ[ｋ]
（０≦ｋ≦１２）を求める。

【００７６】

【数８】ＳＣ[ｋ]＝ＳＡ[ｋ]＋ＳＢ[ｋ] 図１１は、相関値列ＳＡ[ｋ]（０≦ｋ≦１２）、相関値
列ＳＢ[ｋ]（０≦ｋ≦１２）および相関値列ＳＣ[ｋ]
（０≦ｋ≦１２）を同一の座標系に表したグラフであ
る。図１１において、Ｏ印は、相関値列ＳＡ[ｋ]（０≦
ｋ≦１２）の各値を示し、＄印は、相関値列ＳＢ[ｋ]
（０≦ｋ≦１２）の各値を示し、＄印は、相関値列ＳＣ
[ｋ]（０≦ｋ≦１２）の各値を示している。なお、相関
値列ＳＡ[ｋ]と相関値列ＳＢ[ｋ]とが一致する場合に
は、＠印で表している。

【００７７】ＭＰＵ８は、ＳＣ[ｋ]が極小となり且つ数
９で与えられる相関性ＣＣ[ｋ]（０≦ｋ≦１２）が最小
となるｋを求める。

【００７８】

【数９】

【００７９】ＭＰＵ８は、数９を用いて求めたｋにより
特定される相関値ＳＣ[ｋ−１]，ＳＣ[ｋ]，ＳＣ[ｋ＋
１]を用いて、数１０の補間演算により、最終的な距離
データとして、距離データＤＣを求める。

【００８０】

【数１０】

【００８１】なお、第１〜３実施の形態では、第１及び
第２のアドレス指定手段としてのＭＰＵ８は、それぞれ
交互に左右画素アドレスを生成するものになっている
が、これに限らず、基準部と参照部とを設けるように左
右画素アドレスを生成するものでもよい。

【００８２】図１２は、センサ２Ｌを基準部とし、セン
サ２Ｒを参照部とする場合の左右画素アドレス生成の様
子を示す図である。この場合、第１のアドレス指定手段
は、センサ２Ｌを基準部にすべく、常に“５”の左画素
アドレスを生成（指定）し、センサ２Ｒを参照部とすべ
く、“１２”，“１１”，…，“０”の順番で右画素ア
ドレスを生成（指定）する。ここで、上記実施の形態と
同様に、相関値列ＳＡ[ｋ]（０≦ｋ≦１２）を求めた場
合、極小を示すのがＳＡ[６]であったとする。

【００８３】図１３は、センサ２Ｌを参照部とし、セン
サ２Ｒを基準部とする場合の左右画素アドレス生成の様
子を示す図である。この場合、左右画素アドレスは、図
１２で極小を示したＳＡ[６]時のデータ列ＤＬ，ＤＲの
組合せを含むように生成される。即ち、相関値列ＳＡ
[ｋ]（０≦ｋ≦１２）が最小となる時の参照部（データ
列）を基準部とし、他方を参照部とする。図１３の例で
は、第２のアドレス指定手段は、“０”，“１”，…，
“１２”の順番で左画素アドレスを生成（指定）し、常
に“６”の右画素アドレスを生成（指定）する。この
後、上記実施形態と同様にして、相関値列ＳＢ[ｋ]（０
≦ｋ≦１２）を求めれば、２つの距離データを得ること
ができるようになる。なお、この２つの距離データに対
しても第１〜３実施の形態の最終的な距離データの演算
処理の適用が可能である。

【００８４】

【発明の効果】以上のことから明らかなように、請求項
１，２，６記載の発明によれば、距離演算手段が、第１
及び第２のアドレス指定手段により得られた複数の第１
及び第２の相関値に基づいて、測距データを算出するこ
とで、精度・確度の高い測距データを得ることができ
る。

【００８５】また、請求項３記載の発明によれば、距離
演算手段が第１及び第２の測距データの平均により測距
データを算出することで、精度の高い測距データを得る
ことができる。

【００８６】また、請求項４記載の発明によれば、距離
演算手段が小さい方の極小値を有する相関値の列に基づ
いて測距データを算出することで、確度の高い測距デー
タを得ることができる。

【００８７】更に、請求項５記載の発明によれば、距離
演算手段が複数の第３の相関値に基づいて測距データを
算出することで、精度の高い測距データを得ることが可
能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態における撮像装置の
構成図である。

【図２】相関値列ＳＡ[ｋ]（０≦ｋ≦１２）の算出の方
法を示す図である。

【図３】相関値列ＳＢ[ｋ]（０≦ｋ≦１２）の算出の方
法を示す図である。

【図４】（ａ）は、主被写体がセンサの検知エリア内の
右端に位置する場合の撮影画面の一例を示す図であり、
（ｂ）は、センサにより取り込まれた（ａ）の被写体像
の波形である。

【図５】図４の場合において、第１のアドレス指定手段
の動作により抽出されたデータ列ＤＬ，ＤＲの各々に含
まれる各画素データを示す図である。

【図６】図４の場合において、第２のアドレス指定手段
の動作により抽出されたデータ列ＤＬ，ＤＲの各々に含
まれる各画素データを示す図である。

【図７】（ａ）は相関値列ＳＡ[ｋ]（０≦ｋ≦１２）を
表すグラフであり、（ｂ）は相関値列ＳＢ[ｋ]（０≦ｋ
≦１２）を表すグラフである。

【図８】撮像装置と同一の動作をする別の撮像装置の構
成図である。

【図９】（ａ）は同じ画像パターンが繰り返し現れる撮
影画面の一例を示す図であり、（ｂ）はセンサにより取
り込まれた（ａ）の被写体像の波形である。

【図１０】（ａ）は、図９の場合の相関値列ＳＡ[ｋ]
（０≦ｋ≦１２）を表すグラフであり、（ｂ）は、図９
の場合の相関値列ＳＢ[ｋ]（０≦ｋ≦１２）を表すグラ
フである。

【図１１】相関値列ＳＡ[ｋ]（０≦ｋ≦１２）、相関値
列ＳＢ[ｋ]（０≦ｋ≦１２）及び相関値列ＳＣ[ｋ]（０
≦ｋ≦１２）を表すグラフである。

【図１２】左のセンサを基準部とし、右のセンサを参照
部とする場合の左右画素アドレス生成の様子を示す図で
ある。

【図１３】左のセンサを参照部とし、右のセンサを基準
部とする場合の左右画素アドレス生成の様子を示す図で
ある。

【図１４】従来の測距装置の一部の構成図である。

【符号の説明】

１ 撮像装置 ２Ｌ，２Ｒ センサ ３Ｌ，３Ｒ レンズ ４Ｌ，４Ｒ ミラー ５ プリズム ６ 画像処理部 ７ 撮影レンズ ８ ＭＰＵ ９ 駆動装置 １０ フィルム １００ 測距部 １０１ 第１のアドレス手段 １０２ 第２のアドレス手段 １０３ データ抽出手段 １０４ 相関演算手段 １０５ 距離演算手段 １０６ 駆動信号生成手段

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被写体像を、複数の画素データを含む第
   １及び第２の画素データ列に変換する第１及び第２の変
   換手段と、所定数ずつ変位する第１及び第２の画素アド
   レスを生成する第１のアドレス指定手段と、前記第１及
   び第２の画素アドレスの変位の仕方と逆になるように、
   所定数ずつ変位する第３及び第４の画素アドレスを生成
   する第２のアドレス指定手段と、前記第１及び第２の画
   素アドレスに従って、それぞれ、前記第１及び第２の画
   素データ列から、所定画素分の画素データを含む第１及
   び第２のデータ列を抽出し、前記第３及び第４の画素ア
   ドレスに従って、それぞれ、前記第１及び第２の画素デ
   ータ列から、所定画素分の画素データを含む第３及び第
   ４のデータ列を抽出するデータ抽出手段と、前記第１及
   び第２のデータ列を用いて、第１の相関値を算出し、前
   記第３及び第４のデータ列を用いて、第２の相関値を算
   出する相関演算手段と、前記相関演算手段により算出さ
   れた複数の第１及び第２の相関値に基づいて、前記被写
   体像の被写体までの距離に相当する測距データを算出す
   る距離演算手段とを備えたことを特徴とする測距装置。
2. 【請求項２】 前記第１のアドレス指定手段と前記第２
   のアドレス指定手段は、それぞれ交互に、前記第１及び
   第２の画素アドレスと前記第３及び第４の画素アドレス
   を生成す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】 前記距離演算手段は、前記相関演算手段
   により算出された複数の第１の相関値に基づいて、第１
   の測距データを算出し、前記相関演算手段により算出さ
   れた複数の第２の相関値に基づいて、第２の測距データ
   を算出し、前記第１及び第２の測距データの平均によ
   り、前記測距データを算出することを特徴とする請求項
   １又は２記載の測距装置。
4. 【請求項４】 前記距離演算手段は、前記複数の第１の
   相関値の列における極小値と前記複数の第２の相関値の
   列における極小値とを比較して、小さい方の極小値を有
   する相関値の列に基づいて、前記測距データを算出する
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の測距装置。
5. 【請求項５】 前記距離演算手段は、前記相関演算手段
   により算出された複数の第１の相関値の各々と複数の第
   ２の相関値の各々とを加算して得られた複数の第３の相
   関値に基づいて、前記測距データを算出することを特徴
   とする請求項１又は２記載の測距装置。
6. 【請求項６】 前記第１のアドレス指定手段と前記第２
   のアドレス指定手段は、前記第１及び第２の画素アドレ
   スの組合せと前記第３及び第４の画素アドレスの組合せ
   の内、少なくとも１つの組合せにおいて、前記第１画素
   アドレスと前記第３画素アドレスとが等しく、且つ前記
   第２画素アドレスと前記第４画素アドレスとが等しくな
   るように、各画素アドレスを生成するものであることを
   特徴とする請求項１記載の測距装置。