JPH10170257A - 測距装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 撮影画面内の主要被写体の位置や背景被写体
による輝度の影響を受けることなく、主要被写体を正確
に測距することができる簡単な構成の測距装置を提供す
る。 【解決手段】 視差を有する異なる視野から観測した被
写体６の輝度分布に従った光パターン３ａ，３ｂを各出
力する左右一対のラインセンサ２ａ，２ｂと、このライ
ンセンサ２ａ，２ｂの中央エリア部分または周辺エリア
部分を選択する選択手段１０ｂと、この選択手段１０ｂ
により選択された各エリア部分について上記ラインセン
サ２ａ，２ｂの出力をそれぞれ比較して上記被写体６の
視差に基づく相対位置差を算出する演算手段１０ａと、
この演算手段１０ａによる上記各エリア部分に係る算出
結果を比較して算出された相対位置差の大きい結果を選
択して焦点合わせ距離とするＣＰＵ１０とを備えた測距
装置。

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、より詳
しくは、視差を有する異なる視野から観測した被写体像
の輝度分布に従った光パターン信号をそれぞれ出力する
２つのラインセンサを備えた測距装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】スチルカメラやビデオカメラ等に使用さ
れる測距装置は、従来より種々のものが提案されてい
て、光を利用して被写体までの距離を測定するものが多
く、これらは主として、測距装置側から信号光を被写体
に向けて投射するアクティブタイプと、被写体の輝度分
布像を利用するパッシブタイプとに大別される。

【０００３】これらは共に三角測距を基本原理としてお
り、アクティブタイプは投光と受光の位置間隔を基本の
長さ（基線長）として、また、パッシブタイプは２つの
受光位置を基準として、その視差に基づく被写体像の相
対位置差によって被写体までの距離を求めるようになっ
ている。

【０００４】この被写体までの距離を求めるためには、
被写体像の受光位置ごとの光量を測定する必要があり、
例えば複数の光センサを線状に並べて設けたラインセン
サを利用する。

【０００５】まず、このようなラインセンサを用いたパ
ッシブ型の測距装置の構成について図２０を参照して説
明する。

【０００６】この測距装置は、被写体６からの光が入射
するものであって、基線長Ｂだけ離して配置された２つ
の受光レンズ１ａ，１ｂと、この受光レンズ１ａ，１ｂ
を介して入射した光により符号３ａ，３ｂに示すような
光パターンがそれぞれ形成されて光電変換を行うライン
センサ２ａ，２ｂと、このラインセンサ２ａ，２ｂの出
力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器４と、このＡ
／Ｄ変換器４の出力に基づいて被写体までの距離Ｌを算
出する演算手段５と、この演算手段５と上記Ａ／Ｄ変換
器４の出力が入力されて各種の制御を行うＣＰＵ１０と
を有して構成されている。

【０００７】次に、このような測距装置による測距方法
について説明する。

【０００８】上記ラインセンサ２ａ，２ｂ上に形成され
る光パターン３ａ，３ｂは、被写体６上の輝度分布と両
受光レンズ１ａ，１ｂの相対位置関係とに依存する。

【０００９】より詳しくは、両光パターン３ａ，３ｂの
相対位置差ｘは、上記基線長Ｂと、受光レンズ１ａ，１
ｂとラインセンサ２ａ，２ｂとの間の距離ｆと、被写体
距離Ｌとに依存して、次に示すような関係、 ｘ＝Ｂ×ｆ／Ｌ が成立する。

【００１０】ラインセンサ２ａ，２ｂの出力に基づい
て、このような演算を行うことにより上記相対位置差ｘ
を算出する手段（相関演算）については、例えば特公平
７−５４３７１号公報などに記載されている。

【００１１】また、この光パターン３ａ，３ｂのどの部
分を利用して測距するかも重要な技術である。

【００１２】例えば図５に示すように、人物などの主要
被写体６ａの斜め後方に山などの背景被写体６ｂがある
情景を撮影しようとした場合に、主要被写体６ａを測距
しようとしても、ラインセンサ２ａを構成するセンサＲ
n2に入射した光を加味してしまうと、背景被写体６ｂの
輝度が混入（遠近混在）してしまって、主要被写体６ａ
への正しい測距を行うことができなくなる。

【００１３】つまり、正しい測距を行うためには、図５
中に示すＲ1 からＲn1までの各センサの出力（主要被写
体６ａに係るセンサ出力）は利用しても、Ｒn2のセンサ
の出力（背景被写体６ｂに係るセンサ出力）は利用しな
いようにする技術が必要となる。

【００１４】こうした技術手段としては、例えば特公平
５−８８４４５号公報に、対物レンズの焦点状態に応じ
て相対的な位置関係が変化する第１並びに第２の像を形
成する光学系と、上記第１並びに第２の像のそれぞれを
複数の光電変換素子で検出するセンサとを有し、このセ
ンサの出力に基づいて上記第１並びに第２の像の相対変
位量を求めることにより対物レンズの焦点状態を検出す
る焦点検出装置において、上記第１並びに第２の像を検
出する光電変換素子の出力の相関量の極値をもって２像
の一致の程度を表す評価量とし、上記評価量と所定値を
比較して２像の一致が悪い際には上記センサの出力を上
記第１並びに第２の像毎に複数領域に分割し、各領域毎
に上記第１並びに第２の像の相対変位量を求める焦点検
出装置が記載されている。

【００１５】また、特開平２−１３５３１１号公報は、
被写体から異なる光路で撮影レンズに入射し通過した２
光束を、一対の被写体像として個々に検出面上に形成す
る焦点検出光学系と、上記検出面上に配列された複数の
受光素子からなり、上記一対の被写体像の一方が投影さ
れ、該被写体像の光強度分布に対応した被写体像信号を
発生する第１受光素子列と、上記検出面上に配列された
複数の受光素子からなり、上記一対に被写体像の他方が
投影され、該被写体像の光強度分布に対応した被写体像
信号を発生する第２受光素子列と、上記第１受光素子列
から所定の受光素子列を選択し、該所定の受光素子列を
そのまま固定部分検出領域として設定するかまたは上記
所定の受光素子列からシフトした領域の受光素子列を順
次新たな移動部分検出領域として設定し、上記固定部分
検出領域もしくは上記移動部分検出領域からの被写体像
信号と上記第２受光素子列からの被写体像信号との相対
的ずれ量を検出する検出手段とからなる焦点検出装置に
おいて、上記検出手段は、上記初期検出領域を選択する
際に、上記第１受光素子列内で予め設定された隣接する
検出領域間の境界の近傍について隣接する受光素子間の
上記被写体像信号の変化を検出し、被写体像信号の変化
の少ない受光素子間に上記初期検出領域の境界を設定す
る焦点検出装置が記載されている。つまり、ラインセン
サを構成する各受光素子のデータの変化を調べて、その
変化率の小さい所を利用しているものである。

【００１６】一方、ズームレンズを備えたカメラにおい
て、撮影レンズの焦点距離を変化させた場合に該焦点距
離に応じて測距枠を切り換える技術は古くから知られて
おり、例えば特開昭５３−９９９３５号公報等に記載の
ものが挙げられる。該公報に記載のものは、撮影レンズ
の焦点距離が変化しても画面内の測距エリアを一定に保
つようにして、上述したような背景被写体６ｂの輝度混
入による誤差の発生を防止するようにしたものである。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】上述したような特公平
７−５４３７１号公報に記載のものでは、測距結果が被
写体の撮影画面内における位置に依存してしまう点や、
上述したような背景による誤差が発生することには触れ
ておらず、どのような被写体に対しても正しい測距を行
うことができる測距装置とはなっていなかった。

【００１８】また、上記特公平５−８８４４５号公報，
特開平２−１３５３１１号公報，特開昭５３−９９９３
５号公報等に記載のものでは、限られた測距ポイントに
対する測距精度の向上は可能であるが、例えば図６に示
すような、主要被写体が撮影画面中央部の測距枠から離
れた画面周辺部にある場合には、正しい測距を行うこと
ができなかった。

【００１９】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、撮影画面内の主要被写体の位置や背景被写体によ
る輝度の影響を受けることなく、主要被写体を正確に測
距することができる簡単な構成の測距装置を提供するこ
とを目的としている。

【００２０】

【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の発明による測距装置は、視差を有する異な
る視野から観測した被写体像の輝度分布に従った光パタ
ーン信号をそれぞれ出力する２つのラインセンサと、上
記ラインセンサの第１エリア部分を選択する第１の選択
手段と、上記ラインセンサの上記第１エリア部分を含む
第２エリア部分を選択する第２の選択手段と、上記第１
の選択手段と上記第２の選択手段により選択された各エ
リア部分について上記２つのラインセンサの光パターン
信号をそれぞれ比較して上記被写体像の視差に基づく相
対位置差を算出する算出手段と、上記第１エリア部分を
用いたときの上記算出手段による算出結果と上記第２エ
リア部分を用いたときの上記算出手段による算出結果と
を比較して算出された上記相対位置差の大きい結果を選
択して焦点合わせ距離とする決定手段とを備えたもので
ある。

【００２１】また、第２の発明による測距装置は、視差
を有する異なる視野から観測した被写体像の輝度分布に
従った光パターン信号をそれぞれ出力する２つのライン
センサと、上記ラインセンサの出力電流を積分してデジ
タル値に変換する変換手段と、上記ラインセンサの内少
なくとも一方のラインセンサの第１エリア部分を選択し
て上記積分状態を制御する第１積分制御状態と上記ライ
ンセンサの内少なくとも一方のラインセンサの第２エリ
ア部分を選択して上記積分状態を制御する第２積分制御
状態とを切り換えて制御する積分制御切換手段と、上記
第１積分制御状態および上記第２積分制御状態で積分さ
れた各積分結果に基づいて上記２つのラインセンサ各部
分からの光パターン信号とを比較して上記被写体像の視
差に基づく光パターンの相対位置差を算出する算出手段
と、上記算出手段により上記第１積分制御状態を用いた
ときの算出結果と上記第２積分制御状態を用いたときの
算出結果とを比較して最終的な相対位置差を選択して決
定する決定手段とを備えたものである。

【００２２】さらに、第３の発明による測距装置は、上
記第２の発明による測距装置において、上記測距装置が
カメラに搭載されていて、上記第１エリア部分は撮影画
面中央部に対応するエリアであり、上記第２エリア部分
は上記中央部を除くエリアであるものである。

【００２３】従って、第１の発明による測距装置は、２
つのラインセンサが視差を有する異なる視野から観測し
た被写体像の輝度分布に従った光パターン信号をそれぞ
れ出力し、第１の選択手段が上記ラインセンサの第１エ
リア部分を選択し、第２の選択手段が上記ラインセンサ
の上記第１エリア部分を含む第２エリア部分を選択し、
算出手段が上記第１の選択手段と上記第２の選択手段に
より選択された各エリア部分について上記２つのライン
センサの光パターン信号をそれぞれ比較して上記被写体
像の視差に基づく相対位置差を算出し、決定手段が上記
第１エリア部分を用いたときの上記算出手段による算出
結果と上記第２エリア部分を用いたときの上記算出手段
による算出結果とを比較して算出された上記相対位置差
の大きい結果を選択して焦点合わせ距離とする。

【００２４】また、第２の発明による測距装置は、２つ
のラインセンサが視差を有する異なる視野から観測した
被写体像の輝度分布に従った光パターン信号をそれぞれ
出力し、変換手段が上記ラインセンサの出力電流を積分
してデジタル値に変換し、積分制御切換手段が上記ライ
ンセンサの内少なくとも一方のラインセンサの第１エリ
ア部分を選択して上記積分状態を制御する第１積分制御
状態と上記ラインセンサの内少なくとも一方のラインセ
ンサの第２エリア部分を選択して上記積分状態を制御す
る第２積分制御状態とを切り換えて制御し、算出手段が
上記第１積分制御状態および上記第２積分制御状態で積
分された各積分結果に基づいて上記２つのラインセンサ
各部分からの光パターン信号とを比較して上記被写体像
の視差に基づく光パターンの相対位置差を算出し、決定
手段が上記算出手段により上記第１積分制御状態を用い
たときの算出結果と上記第２積分制御状態を用いたとき
の算出結果とを比較して最終的な相対位置差を選択して
決定する。

【００２５】さらに、第３の発明による測距装置は、カ
メラに搭載されていて、上記第１エリア部分は撮影画面
中央部に対応するエリアであり、上記第２エリア部分は
上記中央部を除くエリアである。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１から図８は本発明の第１の実
施形態を示したものであり、図１はパッシブ方式の測距
装置の構成を示すブロック図、図２は（Ａ）右側，
（Ｂ）左側のラインセンサによる積分出力を示す図、図
３はシフトセンサ数Ｓに対する左右のセンサ出力の絶対
値総和ＦＦを示す線図、図４は補間演算を説明するため
の図である。

【００２７】まず、図１を参照して、本実施形態のパッ
シブ方式の測距装置の構成について説明する。

【００２８】この測距装置は、被写体６からの光が入射
するものであって、基線長Ｂだけ離して配置された２つ
の受光レンズ１ａ，１ｂと、この受光レンズ１ａ，１ｂ
を介して入射した光により符号３ａ，３ｂに示すような
光パターンがそれぞれ形成されて光電変換を行うライン
センサ２ａ，２ｂと、このラインセンサ２ａ，２ｂの出
力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器４と、このＡ
／Ｄ変換器４の出力に基づいて上記ラインセンサ２ａ，
２ｂを構成するセンサの内の使用するエリアを選択する
選択手段１０ｂと選択したエリアに係る情報により後述
するような相関演算や補間演算を行って被写体までの距
離Ｌを算出する演算手段１０ａとを含む例えばワンチッ
プマイコン等からなる演算制御手段であるＣＰＵ１０
と、このＣＰＵ１０からの選択エリアに係る情報に基づ
いて上記ラインセンサ２ａ，２ｂの出力の内の上記Ａ／
Ｄ変換器４に入力されるエリアまたはＡ／Ｄ変換器４か
ら上記ＣＰＵ１０に入力されるエリアを切り換えるエリ
ア切換手段１１と、上記ＣＰＵ１０の出力に基づいて撮
影レンズのピントを調節するピント合わせ手段１２とを
有して構成されている。

【００２９】本実施形態は、このような構成により、Ｃ
ＰＵ１０が、その演算手段１０ａによって相関演算や補
間演算を行うに際して、像ずれ量を求めるためのライン
センサ２ａ，２ｂの出力を上記エリア切換手段１１によ
り切り換えて、広い測距枠（図７（Ａ）参照）と狭い測
距枠（図７（Ｂ）参照）を選択して演算を行うことがで
きるようにし、さらに、これらの異なる測距枠を用いて
各演算された被写体距離から適切な方を選択手段１０ｂ
により選択して、カメラの撮影レンズ等のピント合わせ
をすることができるようにしたものである。

【００３０】なお、ここに、上記演算とは、後で詳しく
説明する相関演算、補間演算、さらに、三角測距の原理
による距離算出などを示すが、広い測距枠と狭い測距枠
の何れを選択するかを判断するときには、これらの内の
どれかの演算結果を用いて選択すれば良い。

【００３１】次に、図１から図４を参照して、パッシブ
方式の測距装置における光パターンの相対位置差算出の
方法について詳しく説明する。

【００３２】左右の受光レンズ１ａ，１ｂの位置の差で
ある基線長Ｂにより、ラインセンサ２ａ，２ｂ上に入射
する光分布の相対位置差ｘは、被写体距離Ｌに依存して
変化する。各受光レンズ１ａ，１ｂの焦点距離をｆとす
ると、被写体距離Ｌは、

【数１】Ｌ＝Ｂ×ｆ／ｘ として求められる。

【００３３】ラインセンサ２ａ，２ｂを構成する各セン
サは、光の入射量に応じた電流信号を出力するために、
これらをＡ／Ｄ変換器４によりデジタル信号に変換すれ
ば、上記ＣＰＵ１０の演算手段１０ａによる相関演算お
よび補間演算によって、上記相対位置差ｘを算出するこ
とができる。

【００３４】この結果に基づいて、上記ＣＰＵ１０にお
いてさらに上記数式１に基づいて演算を行うことによ
り、被写体距離Ｌを求めることができる。これが一般的
なパッシブ式三角測距方式の基本原理である。

【００３５】こうした技術手段によりカメラの撮影レン
ズのピント合わせを行うときには、このＣＰＵ１０が、
カメラ全体の動作を制御するようにして、ピント合わせ
手段１２により撮影レンズ中のピント合わせレンズをモ
ータ等のアクチュエータを介して制御することにより、
自動焦点（ＡＦ）機能付きカメラを構成することができ
る。

【００３６】上述したように、像ずれ量演算（上記相対
位置差ｘの演算）においては、センサピッチＳＰの単位
でどれだけ左右の像がずれているかを調べる相関演算の
ステップと、このセンサピッチＳＰよりも細かい分解能
でさらに正確に左右の像のずれ量を算出する補間演算の
ステップとを必要とする。

【００３７】そこで、まず相関演算について説明する。

【００３８】右側のラインセンサ２ａ上に、図１に示す
ような光パターン３ａが入射した場合に、該ラインセン
サ２ａが複数のセンサＲ1 〜Ｒ6 により構成されている
ものとすると、これらセンサＲ1 〜Ｒ6 の出力の大きさ
は、例えば図２（Ａ）に棒グラフとして示すような分布
となる。

【００３９】ここでＲは右側のセンサであることを示
し、このＲに付けられた添え字の１から６が、例えば受
光レンズ１ａの光軸を基準としたときのセンサの絶対位
置を示しているものとする。

【００４０】このとき、もし、左側のラインセンサ２ｂ
を構成する左側のセンサＬ1 〜Ｌ6から、上記右側のセ
ンサＲ1 〜Ｒ6 と同じ信号が出力される場合には、上記
相対位置差ｘは０となるために、上記数式１により被写
体距離Ｌは無限遠ということになる。

【００４１】また、被写体が有限の距離にある場合に
は、上記相対位置差ｘとセンサピッチＳＰから決定され
るシフトセンサ数Ｓだけシフトしたところの左側のセン
サＬ1〜Ｌ6 に、上記センサＲ1 〜Ｒ6 に類似した出力
が得られる（図２（Ｂ）参照）。

【００４２】このシフトセンサ数Ｓを求めるには、ある
右側のセンサの出力から対応する左側のセンサの出力を
引き算して、その絶対値を各センサ毎に加算した結果Ｆ
Ｆを用いればよい。すなわち、次の数式２に示すよう
に、まず右側のセンサＲｉと左側のセンサＬｉの出力を
引き算し、その絶対値をとって、ある幅でｉを変化させ
てこれらを加算する。

【数２】ＦＦ（ｉ）＝Σ｜Ｒ（ｉ）−Ｌ（ｉ）｜

【００４３】そして、右側のセンサＲｉまたは左側のセ
ンサＬｉの一方のセンサを１つだけずらして、先に差を
とった隣のセンサと同様に差をとると、次のような数式
３により表現することができる。

【数３】 ＦＦ（ｉ＋１）＝Σ｜Ｒ（ｉ＋１）−Ｌ（ｉ）｜

【００４４】このように順次、ずらし量ＳＩＦＴを変更
しながら上記ＦＦをグラフにすると、図３に示すような
グラフが作成される。このとき、右側のセンサＲと左側
のセンサＬの差の和であるＦＦが、最小値Ｆmin となる
ずらし量ＳＩＦＴのところが最もよく対応がとれている
と考えられるために、このときのずらし量ＳＩＦＴが上
記シフトセンサ数Ｓとして求められる。

【００４５】このシフトセンサ数Ｓを加味して左右のラ
インセンサ２ａ，２ｂの出力分布を図示すると、図２
（Ａ），（Ｂ）に示すように、シフトセンサ数Ｓだけず
れた左側の各センサＬから、対応する添え字の付いた右
側の各センサＲとほぼ同様の出力が得られる。

【００４６】次に、補間演算について説明する。

【００４７】実際の２つのラインセンサ２ａ，２ｂ上の
像ずれ量は、センサピッチＳＰを単位としてその整数倍
だけ正確にずれているわけではなく、一般的には端数が
存在する。

【００４８】そこで、正確な測距を行うためには、像ず
れ量をセンサピッチＳＰよりも細かい精度によって検出
しなければならず、このプロセスを補間演算と呼んでい
る。この補間演算について、図４を参照して説明する。

【００４９】図４において、上記ラインセンサ２ａ，２
ｂのそれぞれの一部を構成する右側の各センサＲと左側
の各センサＬの出力は、上述の相関演算により算出した
上記シフトセンサ数Ｓだけシフトさせた後の比較し易い
状態にして、並べて図示してある。

【００５０】従って、図４中のＬ0 からＬ4 は、正確に
はＬs からＬs+4 と記載するべきものであるが、繁雑に
なるのを避けるために添え字のＳについてはその記載を
省略している。

【００５１】左側のセンサＬには、上記シフトセンサ数
Ｓだけシフトをした後も、右側のセンサＲを基準として
さらに相対位置差ｘだけのずれ量が残っている光が入射
しているものとする。

【００５２】このときに、例えばセンサＬ1 には、セン
サＲ0 に入射する光とセンサＲ1 に入射する光とに各対
応する光が混じり合って入射している。同様にして、他
の左側の各センサＬにも、右側のセンサＲを基準として
相対位置差ｘだけずれた光がそれぞれ入射しているため
に、各センサＬの出力は、次の数式４から数式６に示す
ように表現されることがわかる。

【数４】Ｌ1 ＝（１−ｘ）・Ｒ1 ＋ｘＲ0

【数５】Ｌ2 ＝（１−ｘ）・Ｒ2 ＋ｘＲ1

【数６】Ｌ3 ＝（１−ｘ）・Ｒ3 ＋ｘＲ2

【００５３】上記最小値Ｆmin と、この最小値Ｆmin か
ら上記シフト量をプラス方向とマイナス方向にずらした
ＦＦの値Ｆ−１，Ｆ＋１は、この各Ｒｎ，Ｌｎの出力を
用いて表現すると、次の数式７から数式９に示すように
なる。

【数７】Ｆmin ＝Σ｜Ｒn −Ｌn ｜

【数８】Ｆ-1＝Σ｜Ｒn-1 −Ｌn ｜

【数９】Ｆ+1＝Σ｜Ｒn+1 −Ｌn ｜

【００５４】さらに、上記数式４から数式６を用いて上
記数式７から数式９を展開すると、次の数式１０から数
式１２に示すようになる。

【数１０】 Ｆmin ＝｜Ｒ1 −Ｌ1 ｜＋｜Ｒ2 −Ｌ2 ｜＋｜Ｒ3 −Ｌ3 ｜ ＝|Ｒ1-(１-ｘ)Ｒ1-ｘＲ0|+|Ｒ2-(１-ｘ)Ｒ2-ｘＲ1|+|Ｒ3-(１-ｘ)Ｒ3-ｘＲ2| ＝|Ｒ1-Ｒ1+ｘＲ1-ｘＲ0|+|Ｒ2-Ｒ2+ｘＲ2-ｘＲ1|+|Ｒ3-Ｒ3+ｘＲ3-ｘＲ2| ＝ｘ｜Ｒ1 −Ｒ0 ｜+ｘ｜Ｒ2 −Ｒ1 ｜+ｘ｜Ｒ3 −Ｒ2 ｜ ＝ｘ｛｜Ｒ1 −Ｒ0 ｜+｜Ｒ2 −Ｒ1 ｜+｜Ｒ3 −Ｒ2 ｜｝

【数１１】 Ｆ-1 ＝｜Ｒ0 −Ｌ1 ｜＋｜Ｒ1 −Ｌ2 ｜＋｜Ｒ2 −Ｌ3 ｜ ＝|Ｒ0-(１-ｘ)Ｒ1-ｘＲ0|+|Ｒ1-(１-ｘ)Ｒ2-ｘＲ1|+|Ｒ2-(１-ｘ)Ｒ3-ｘＲ2| ＝|Ｒ0-Ｒ1+ｘＲ1-ｘＲ0|+|Ｒ1-Ｒ2+ｘＲ2-ｘＲ1|+|Ｒ2-Ｒ3+ｘＲ3-ｘＲ2| ＝|(１−ｘ)(Ｒ0−Ｒ1)|＋|(１−ｘ)(Ｒ1−Ｒ2)|＋|(１−ｘ)(Ｒ2−Ｒ3)| ＝（１−ｘ）｛｜Ｒ0 −Ｒ1 ｜+｜Ｒ1 −Ｒ2 ｜+｜Ｒ2 −Ｒ3 ｜｝

【数１２】 Ｆ+1 ＝｜Ｒ2 −Ｌ1 ｜＋｜Ｒ3 −Ｌ2 ｜＋｜Ｒ4 −Ｌ3 ｜ ＝|Ｒ2-(１-ｘ)Ｒ1-ｘＲ0|+|Ｒ3-(１-ｘ)Ｒ2-ｘＲ1|+|Ｒ4-(１-ｘ)Ｒ3-ｘＲ2| ＝|Ｒ2-Ｒ1+ｘＲ1-ｘＲ0|+|Ｒ3-Ｒ2+ｘＲ2-ｘＲ1|+|Ｒ4-Ｒ3+ｘＲ3-ｘＲ2| ＝ｘ{|Ｒ1-Ｒ0|+|Ｒ2-Ｒ1|+|Ｒ3-Ｒ2|}+|Ｒ2-Ｒ1|+|Ｒ3-Ｒ2|+|Ｒ4-Ｒ3| ≒（１＋ｘ）｛｜Ｒ0 −Ｒ1 ｜+｜Ｒ1 −Ｒ2 ｜+｜Ｒ2 −Ｒ3 ｜｝

【００５５】上記数式１０から数式１２に現れる項につ
いて、

【数１３】 （ΣΔＲ）＝｛｜Ｒ0 −Ｒ1 ｜＋｜Ｒ1 −Ｒ2 ｜＋｜Ｒ2 −Ｒ3 ｜｝ と表現すると、これら数式１０から数式１２はそれぞれ
数式１４から数式１６に示されるようになる。

【数１４】Ｆmin ＝（ΣΔＲ）ｘ

【数１５】Ｆ-1＝（ΣΔＲ）（１−ｘ）

【数１６】Ｆ+1＝（ΣΔＲ）（１＋ｘ）

【００５６】これらを用いて、（Ｆ-1−Ｆmin ）／（Ｆ
+1−Ｆmin ）を計算すると、数式１７に示すようにな
る。

【数１７】 （Ｆ-1−Ｆmin ）／（Ｆ+1−Ｆmin ） ＝｛(ΣΔＲ)(１−ｘ)−(ΣΔＲ)ｘ｝／｛(ΣΔＲ)(１＋ｘ)−(ΣΔＲ)ｘ｝ ＝｛（ΣΔＲ）（１−２ｘ）｝／（ΣΔＲ） ＝１−２ｘ

【００５７】こうして、数式１７に示すように、上記項
（ΣΔＲ）に依存することなく、先の相対位置差（像ず
れ量）ｘを求めることができる。これが補間演算であ
る。

【００５８】これらの相関演算および補間演算は、ＣＰ
Ｕ１０内の演算手段１０ａにおいて所定のプログラムに
従って行われるが、演算手段をＣＰＵと別体に設けた場
合には、該演算手段によって行うようにしても良い。

【００５９】ここで、上述した撮影画面内に、遠方の被
写体と近い被写体とが混在する場合について説明する。

【００６０】例えば、図５に示すようなシーンにおい
て、主要被写体６ａを正しく測距しようとする場合に
は、測距エリアＷは、人などの主要被写体６ａの例えば
顔の幅Ｋよりも狭い（Ｗ＜Ｋ）方がよい。つまり、幅Ｋ
よりも広いと、背景被写体６ｂからラインセンサ２ａに
入射する光の情報までが演算に加味されてしまうため
に、高精度の測距を行うことができなくなるからである
（これを遠近混在誤差という。）。

【００６１】この測距エリアＷは、ラインセンサ２ａ，
２ｂのセンサピッチＳＰや、使用するセンサ数Ｅ，被写
体距離Ｌ，受光レンズ１ａ，１ｂとラインセンサ２ａ，
２ｂとの間の距離ｆに、次の数式１８に示すように依存
する。

【数１８】Ｗ＝Ｌ×ＳＰ×Ｅ／ｆ

【００６２】図５からわかるように、顔の幅Ｋは被写体
距離Ｌが変化しても一定であるのに対して、測距エリア
Ｗは、上記数式１８に示したように、被写体距離Ｌに比
例して変化する。

【００６３】つまり、被写体距離Ｌが変化した場合に、
測距エリアＷを顔の幅Ｋ以下にするためには、上記セン
サピッチＳＰと距離ｆとは一定であるから、使用するセ
ンサ数Ｅを切り換えれば良い。

【００６４】一方、遠近混在がなければ、相関エリアは
広いほうが、ラインセンサ２ａ，２ｂを各構成するセン
サのノイズが相殺されて測距精度が高くなる。従って、
近距離では相関エリアは広いほうが有利となる。また、
相関エリアが広いほうが、測距する視野が広がる（広視
野化する）ために、水平方向に測距することができる領
域が広がるというメリットがある。

【００６５】このようにして、測距エリアを可変となる
ように構成するとともに、変化させた測距エリアにより
測距を行い、撮影状況に応じた適切な方の測距結果を用
いることにより、近距離から遠距離までを高精度に測距
をすることができるようにしたのが本実施形態である。

【００６６】図７は（Ａ）広い測距枠，（Ｂ）狭い測距
枠の撮影画面をそれぞれ示す図である。

【００６７】今、図７に示すように、画面のほぼ中央に
比較的輝度の低い主要被写体６ａが位置し、この主要被
写体６ａの右後ろに輝度の高い背景被写体６ｂが位置す
る撮影画面４０を測距する場合について考える。

【００６８】このような撮影画面４０において、図７
（Ａ）に示すような広い測距枠４１ａを用いて測距を行
うと、主要被写体６ａからの光だけでなく、背景被写体
６ｂからの光も加味して測距してしまうことになる。

【００６９】このとき、上述したように背景被写体６ｂ
の方が輝度が高いために、該背景被写体６ｂの輝度分布
に引っ張られて、測距結果は実際の主要被写体６ａまで
の距離よりも遠距離となってしまう。

【００７０】一方、もし背景被写体６ｂの輝度が主要被
写体６ａの輝度に比べて低ければ、それほど大きな誤差
とはならない。

【００７１】そこで本実施形態においては、測距枠４１
ａを図７（Ａ）に示すような広いものから図７（Ｂ）に
示すような狭いものへ、また逆に図７（Ｂ）に示すよう
な狭いものから図７（Ａ）に示すような広いものへと変
更することができるように構成されている。

【００７２】上述のような主要被写体６ａに比して背景
被写体６ｂの輝度が高い場合には、図７（Ｂ）に示すよ
うな狭い測距枠４１ａを使用することにより、背景被写
体６ｂの影響を受けないために、より正確な測距を行う
ことが可能となる。

【００７３】これに対して、図６に示すような撮影画面
においては、上記図７（Ｂ）に示すような狭い測距枠を
用いた場合には、測距枠４１が主要被写体６ａ内に正し
く収まっていないために、正確な測距を行うことは不可
能であり、いわゆるピンぼけになってしまう。

【００７４】このような場合には、上記図７（Ａ）に示
したような広い測距枠４１ａを用いることにより、主要
被写体６ａを測距枠４１ａ内に入れることができるため
に、測距を行うことが可能となる。特に、背景被写体の
輝度が低い場合には、該背景被写体に影響されることな
く正確に測距を行うことができる。

【００７５】こうして、本実施形態は、広い測距枠と狭
い測距枠の双方により測距を行い、撮影を行う被写体の
状態に応じた適切な測距結果が得られた方の測距枠を選
択することにより、画面内の広い範囲を測距する必要が
ある場合にも、逆光時などにおける背景被写体の影響が
大きい場合にも、対応することができるようにしたもの
である。

【００７６】次に、このような実施形態の作用につい
て、図８を参照して説明する。図８は測距装置による基
本的な測距動作を示すフローチャートである。

【００７７】測距動作がスタートすると、上記図７
（Ａ）に示したような広い測距枠４１ａにより測距を行
って被写体までの距離を算出し、その広視野測距結果を
ＬＨに記憶させておく（ステップＳ１）。

【００７８】次に、同様にして、上記図７（Ｂ）に示し
たような狭い測距枠４１ａにより測距を行って被写体ま
での距離を算出し、その狭視野測距結果をＬＳに記憶さ
せておく（ステップＳ２）。

【００７９】こうして得られた測距結果ＬＳ，ＬＨの内
のどちらがより近い被写体距離となるかを比較して（ス
テップＳ３）、狭視野測距結果ＬＳの方が近い被写体距
離となる場合にはピント合わせ手段１２によってその被
写体距離に撮影レンズのピントを合わせ（ステップＳ
４）、一方、広視野測距結果ＬＨの方が近い被写体距離
となる場合には同様にその被写体距離に撮影レンズのピ
ントを合わせる（ステップＳ５）。

【００８０】このように簡単な動作によって、図７に示
したような遠近混在が起こりやすい逆光シーンや、図６
に示したような撮影画面の中央に被写体が存在しないシ
ーンの何れの場合にも、正しく測距を行ってピントを合
わせることが可能となる。

【００８１】つまり、図７に示したようなシーンでは、
広視野測距結果ＬＨは遠近混在によって遠距離側となる
ために、上記ステップＳ３において、より正確な狭視野
測距結果ＬＳが選択されるからである。

【００８２】また、図６に示したようなシーンでは、狭
い測距枠は背景被写体を測距するためにＬＳが遠距離を
示すのに対し、広視野測距結果ＬＨは主要被写体の輝度
分布情報を取得して比較的近距離を示すために、上記ス
テップＳ３において、より正確な広視野測距結果ＬＨが
選択されるからである。

【００８３】なお、上述ではＣＰＵ１０に演算手段１０
ａおよび選択手段１０ｂを内蔵したが、これに限るもの
ではなく、これらをＣＰＵ１０の外部に別体として設け
るようにしても良い。

【００８４】このような実施形態によれば、広い測距枠
による測距結果と狭い測距枠による測距結果とを比較し
て用いるようにしたために、画面の中央部に主要被写体
が位置していないような場合や、画面のほぼ中央部に比
較的輝度の低い主要被写体が位置するとともにその両側
あるいは片側の後ろに輝度の高い背景被写体が位置する
ような場合にも、より正確な測距を行うことができる。

【００８５】また、被写体距離に応じて測距枠をあまり
細かく切り換えると、計算が繁雑になって測距時間が長
くなってしまうことが考えられるが、本実施形態におい
ては広い測距枠と狭い測距枠の２つを用いるようにした
ために、測距時間が長くなるような影響は殆ど現れるこ
とはなく、測距装置をカメラに適用する場合にも、シャ
ッタタイムラグが長くなるなどの好ましくない結果を生
じることもない。

【００８６】図９から図１５は本発明の第２の実施形態
を示したものであり、図９は測距装置の構成を示すブロ
ック図、図１０は測距装置におけるゲート手段および積
分判定手段の詳細な構成を示す回路図、図１１は測距装
置を搭載したカメラを示す斜視図である。この第２の実
施形態において、上述した第１の実施形態と同様である
部分については同一の符号を付して説明を省略し、主と
して異なる点についてのみ説明する。

【００８７】図９から図１１を参照して、この第２の実
施形態の測距装置を搭載したカメラについて説明する。

【００８８】このカメラ５１は、図１１に示すように、
カメラ上面の例えば該カメラを保持する右手の人差指で
押圧可能な位置に配設されたレリーズボタン５４と、カ
メラ前面側のほぼ中央部に配設された撮影レンズ５２
と、この撮影レンズ５２の上部に配設された撮影範囲を
視認するためのファインダ５３と、このファインダ５３
の図面右側に配設された被写体までの距離を測定するた
めの測距装置である測距ユニット５０とを有して構成さ
れている。

【００８９】上記測距ユニット５０は、図９に示すよう
に、被写体６ａ，６ｂからの光が入射するものであっ
て、基線長Ｂだけ離して配置された２つの受光レンズ１
ａ，１ｂと、この受光レンズ１ａ，１ｂを介して入射し
た光を光電変換するラインセンサ２ａ，２ｂと、このラ
インセンサ２ａ，２ｂの出力が入力するゲート手段７
と、このゲート手段７の出力に基づき積分判定を行う積
分判定手段２２と、この積分判定手段２２の結果に基づ
き上記ゲート手段７の出力をデジタル信号に変換してＣ
ＰＵ１０に出力するＡ／Ｄ変換器４と、このＡ／Ｄ変換
器４の出力に基づいてＣＰＵ１０において算出された選
択エリアに係る情報により上記ラインセンサ２ａ，２ｂ
の出力の内の上記ゲート手段７に入力されるエリアまた
はゲート手段７から上記ＣＰＵ１０に入力されるエリア
を切り換える選択手段２１とを有して構成されている。

【００９０】さらに、本実施形態におけるラインセンサ
２ａ，２ｂの出力を選択して取り出す構成について説明
する。

【００９１】電子回路には電源電圧等の制約があるため
に、扱える信号にはダイナミックレンジの許容幅があ
り、被写体からの輝度信号もこのダイナミックレンジ内
に適切に収めるための技術が必要である。

【００９２】従って、各ラインセンサ２ａ，２ｂに入射
した光の強さを検出させるために、その出力光電流をコ
ンデンサに積分して電圧変換する場合も、積分時間の制
御に工夫を施す必要がある。

【００９３】つまり、積分時間が長過ぎると積分電圧が
大きくなり過ぎることがあり、また短か過ぎると後段で
処理するに十分な大きさの積分電圧とはならないことが
あるからである。

【００９４】より具体的には、本実施形態は、ラインセ
ンサ２ａ，２ｂを構成するセンサの内のどのセンサの出
力を基準にして積分時間の制御を行うか、という技術手
段に着目したものであり、ＣＰＵ１０により選択手段２
１を介してゲート手段７を制御して、積分判定手段２２
に入力されるラインセンサ２ａ，２ｂを構成するセンサ
の出力を選択することにより、想定された撮影シーンに
応じた積分制御を行うようにしたものである。

【００９５】このセンサ出力を切り換えるための構成に
ついて、図１０を参照して説明する。図１０は、上記図
９に示したゲート手段７や積分判定手段２２の詳細を示
す回路図である。

【００９６】センサ２９ａ，２９ｂは、共に上記ライン
センサ２ａを構成するセンサであり、これらのセンサ２
９ａ，２９ｂに入射した光量に依存する光電流は、アナ
ログスイッチ３８ａ，３８ｂがオンしている間は、積分
アンプ３１ａ，３１ｂと積分用コンデンサ３２ａ，３２
ｂによって積分されて、電圧信号に変換される。

【００９７】電流が積分されると各積分アンプ３１ａ，
３１ｂの出力は低下するが、これによって、アナログス
イッチ３０ａ，３０ｂを介して基準電圧Ｖｒｅｆに接続
されたＰＭＯＳトランジスタ３５ａ，３５ｂのゲート電
位が低下し、ゲート電位の低下に従ってドレイン電流が
増加して、抵抗３７の電圧降下量が大きくなる。

【００９８】この抵抗３７に流れるドレイン電流は、各
センサの内で最も多くの光電流を出力したものに依存す
るために、この降下電圧をＡ／Ｄ変換器４によりモニタ
することによって、最も多く光が入射して光電流を最も
多く出力しているセンサの出力をＣＰＵ１０がモニタす
ることができる。

【００９９】また、アナログスイッチ３６ａ，３６ｂが
オンすると積分電圧を初期化することができ、上記アナ
ログスイッチ３０ａ，３０ｂ等がオフしているセンサに
ついては、この最も多く光電流が入射しているセンサの
検出から除外される。

【０１００】つまり、上記アナログスイッチ３０ａ，３
０ｂ等のスイッチがオンしているセンサに従って積分の
制御が行われるが、具体的にはこれらのセンサ出力が所
定値となったときに、上記アナログスイッチ３８ａ，３
８ｂをオフして積分を停止するようにすればよい。

【０１０１】また、各積分電圧はバッファ回路３３ａ，
３３ｂを介してＡ／Ｄ変換器４に入力される。アレイ状
に多数が並設されたセンサの積分出力を同時にＡ／Ｄ変
換することはできないために、アナログスイッチ３４
ａ，３４ｂを順次オンさせて、各出力をＡ／Ｄ変換器４
に入力していくようにする。

【０１０２】上記選択手段２１は、これらの各アナログ
スイッチ３０ａ，３０ｂ，３４ａ，３４ｂ，３６ａ，３
６ｂ，３８ａ，３８ｂを制御して、積分の初期化、開
始、終了、Ａ／Ｄ変換等の動作切換えを行うものであ
る。

【０１０３】また、上記図９に示したように、異なる方
向に位置する被写体６ａ，６ｂを測距するには、ライン
センサ２ａにおける基準センサを、各々図中の符号６０
または符号６１に示す位置にあるセンサに切り換えてお
けば良い。

【０１０４】このように、ラインセンサ２ａ，２ｂの内
のどのセンサの出力を用いてずれ量計算を行なうかによ
って、撮影画面内の異なる領域の測距を行うことが可能
となる。

【０１０５】このセンサ領域の切り換えは、図１０に示
したようなＡ／Ｄ変換器４に入力する積分電圧を、アナ
ログスイッチ３４ａ，３４ｂにより切り換えるようにし
ても良いし、あるいは、ＣＰＵ１０がセンサ出力を取得
した後に、距離計算に利用するものを取捨選択するよう
にしてもよい。

【０１０６】次に、このような構成を前提として行われ
る測距について、図１２，図１３を参照して説明する。

【０１０７】図１２は撮影画面内のほぼ中央部に主要被
写体が位置し左右に２つの背景被写体が位置する場合の
測距を示す図、図１３は撮影画面内の左右に２つの主要
被写体が位置しほぼ中央部に背景被写体が位置する場合
の測距を示す図である。

【０１０８】図１２（Ａ）に示すように、撮影画面４０
内のほぼ中央部に比較的輝度の低い主要被写体６ａが位
置し、この主要被写体６ａの左右の後ろに輝度の高い背
景被写体６ｂが位置する撮影画面４０を測距する場合に
ついて説明する。

【０１０９】主要被写体６ａよりも背景被写体６ｂの方
が明るい場合には、図１２（Ｂ）に示すように、ライン
センサ２ａ，２ｂの全域で積分終了制御を行うと、輝度
の高い背景被写体６ｂからの光を受けたセンサ部分で積
分の終了判定レベルＶ１に達してしまい、測定したい主
要被写体６ａの例えば顔の部分については十分な信号を
得られず、上述したようなずれ量判定を行うに足る輝度
差がなく、正確な測距を行うことができない。

【０１１０】そこで図１２（Ｄ）に示すように、積分判
定を行うセンサを中央部の区間Ｗに位置するセンサだけ
に設定すると、図１２（Ｃ）に示すように、背景被写体
６ｂは回路のダイナミックレンジの関係から飽和してし
まうものの、主要被写体６ａには輝度差の信号が生じ
て、測距を行うことが可能となる。

【０１１１】次に、図１３（Ａ）に示すように、撮影画
面４０内の左右に比較的輝度の低い２つの主要被写体６
ａが位置し、ほぼ中央部に輝度の高い背景被写体６ｂが
位置する撮影画面４０を測距する場合について説明す
る。

【０１１２】主要被写体６ａよりも背景被写体６ｂの方
が明るい場合には、ラインセンサ２ａ，２ｂの全域で積
分終了制御を行うと、やはり輝度の高い背景被写体６ｂ
からの光を受けたセンサ部分で積分の終了判定レベルＶ
Ｉに達してしまい、測定したい主要被写体６ａの例えば
顔の部分については十分な信号が得られず、上述したよ
うなずれ量判定を行うに足る輝度差がなく、正確な測距
を行うことができない。これは、上記図１２（Ｄ）に示
したような中央部分のみで積分する場合はなおさらであ
る。

【０１１３】そこで図１３（Ｄ）に示すように、積分判
定を行うセンサの対象として中央部に位置するセンサを
外して、周辺の区間Ｗ１，Ｗ２に位置するセンサだけに
設定すると、図１３（Ｃ）に示すように、背景被写体６
ｂは回路のダイナミックレンジの関係から飽和してしま
うものの、主要被写体６ａには輝度差の信号が生じて、
測距を行うことが可能となる。

【０１１４】従って、この第２の実施形態においては、
測距を２回行い、この２つの場合において上記図１２
（Ｄ）と図１３（Ｄ）に示すようなエリアについて積分
制御を行い、２回の測距で得られた画面内の各点の測距
結果から、最終的なピント合わせを行うための被写体距
離を求めるものである。

【０１１５】上述したように、遠近混在した撮影画面を
測距する場合には、測距結果が遠距離側に引っ張られる
ために、最も至近となる結果を選択することにより、主
要被写体の位置に関わらず、正確な主要被写体距離を選
び出すことができる。

【０１１６】このような実施形態の作用を図１４のフロ
ーチャートを参照して説明する。

【０１１７】動作が始まると、図１５（Ａ）に示すよう
に、積分判定するセンサのエリアを中央部に絞って画面
内のＬ，Ｓ，Ｒの３点について測距してその結果をｌS
1，ｌL1，ｌR1とし（ステップＳ１１）、次に、図１５
（Ｂ）に示すように、逆に中央部を除外した領域で積分
制御を行って、同様にＬ，Ｓ，Ｒの３点について測距し
てその結果をｌS2，ｌL2，ｌR2とする（ステップＳ１
２）。

【０１１８】こうして、積分判定範囲を切り換えつつ測
距を行う。

【０１１９】また、遠近混在が発生し難いように、中央
部に積分判定エリアを設定したときは、そうでないとき
よりも中央部の相関演算を行うエリアの幅Ｗを狭くして
おくほうが効果的である（図１５中、Ｗ＜Ｗ１）。

【０１２０】さらに、このエリア切り換えは、画面内中
心部に被写体が位置しない場合には、なるべく相関エリ
アを広くした方が、被写体がどの位置にあっても測距す
ることができる確立が高くなることを想定している。

【０１２１】そして、上記ステップＳ１１およびステッ
プＳ１２において得られた合計６点の測距結果ｌS1，ｌ
L1，ｌR1，ｌS2，ｌL2，ｌR2から、最も至近を示す距離
を選択してｌp とし（ステップＳ１３）、この至近距離
ｌp に基づいてカメラの撮影レンズ等のピント合わせを
行う（ステップＳ１４）。

【０１２２】こうして、遠近が混在した測距結果は除去
されて、主要被写体までの距離を正しく求めることがで
きる。

【０１２３】このような第２の実施形態によれば、上述
の第１の実施形態とほぼ同様の効果を奏すると共に、主
要被写体が撮影画面内のどこに位置していても測距を行
うことができ、この測距装置をカメラに適用することに
より、逆光シーンや遠近混在し易いシーンにおいても良
好なピント合わせをすることができるＡＦカメラを構成
することが可能となる。そして、本実施形態は、背景被
写体に比して主要被写体の輝度が低く、しかもその輝度
比が大きい場合に特に有効である。

【０１２４】図１６から図１９は本発明の第３の実施形
態を示したものであり、図１６は測距装置を搭載したカ
メラの構成を示すブロック図、図１７は撮影画面内の測
距エリアを示す図、図１８は使用される積分判定エリア
の変化を示す図、図１９はカメラによる測距動作を示す
フローチャートである。

【０１２５】この第３の実施形態において、上述した第
１，第２の実施形態と同様である部分については同一の
符号を付して説明を省略し、主として異なる点について
のみ説明する。

【０１２６】このカメラは、図１６に示すように、被写
体光が入射する２つの受光レンズ１ａ，１ｂと、この受
光レンズ１ａ，１ｂを介して入射した光を光電変換する
ラインセンサ２ａ，２ｂと、このラインセンサ２ａ，２
ｂのアナログ出力をデジタル信号に変換するとともに変
換されたデジタルデータを記憶する機能を有するＡ／Ｄ
変換器４と、このＡ／Ｄ変換器４により変換されたデジ
タル信号をＣＰＵ１０のポート１９に出力しまたは該ポ
ート１９から信号を入力するシリアル通信用の回路でな
る出力回路７ａと、上記Ａ／Ｄ変換器４の出力に基づき
相関演算等を行う例えば高速のハードロジック回路で構
成されている相関回路２４とを有する測距装置である測
距ユニット１００を備えている。

【０１２７】この測距ユニット１００からの出力は、シ
リアル通信用のポートやカメラの各機能を制御する端子
等からなる上記ポート１９を介してＣＰＵ１０に入力さ
れるようになっており、このＣＰＵ１０は、上記ポート
１９を制御する演算用レジスタ１４およびレジスタ１８
と、上記ポート１９を制御するための演算を含む各種の
演算を行う演算手段１７と、データを一時的に記憶して
おくためのＲＡＭ１５と、所定のアルゴリズムでこれら
を制御するための命令プログラムが記憶されているＲＯ
Ｍ１６とを有して構成されていて、上記ポート１９から
は上記Ａ／Ｄ変換器４へ制御出力が行われるようになっ
ている。

【０１２８】さらに、上記ポート１９からは、カメラに
設けられたシャッタ８，ピント合わせ手段１２，ズーム
機構２７などに制御出力が行われ、該カメラの撮影レン
ズ１３は、ピント合わせ手段１２によりピント調節のた
めに駆動されるとともに、上記ズーム機構２７を介して
ズーミングが行われるようになっている。

【０１２９】また、上記ズーム機構２７によって設定さ
れた撮影レンズ１３のズーミング位置は、焦点距離検出
手段２８により検出されて、ポート１９を介して上記Ｃ
ＰＵ１０に入力されるようになっている。

【０１３０】さらに、このカメラには、上記ズーム機構
２７によるズーミングに連動して画角を切り換えるファ
インダ２５が設けられており、撮影者２６は、このファ
インダ２５を見ながら構図等の設定を行うようになって
いる。なお、ファインダ２５内には、撮影範囲を示すた
めの測距枠２５ａが設けられている。

【０１３１】また、上記ポート１９へは、カメラに設け
られたＥＥＰＲＯＭ９から補正用のデータが入力される
ようになっている。

【０１３２】すなわち、上記ＥＥＰＲＯＭ９は、電気的
に書き込み可能なＲＯＭであり、カメラの部品のばらつ
きや、組み立て精度のばらつきに等よって生じる誤差を
補正するための補正係数が記憶されている。

【０１３３】つまり、製造ラインの調整工程において、
カメラに係る補正値の検出が行われるとともに、検出さ
れた補正値のこのＥＥＰＲＯＭ９への記憶が行われて、
ＣＰＵ１０は該ＥＥＰＲＯＭ９の補正データを参照しな
がらカメラの制御を行うようになっている。

【０１３４】ここで、上述したように、カメラの撮影レ
ンズ１３がズーミングを行うのに連動してファインダ２
５も連動してズーミングするようになっているが、測距
ユニット１００については、その受光レンズ１ａ，１ｂ
やラインセンサ２ａ，２ｂの位置精度が測距精度に密接
に関連するために、メカ的にズーミングを連動させるこ
とは困難である。

【０１３５】従って、図１７に示すように、ファインダ
視野はズーミングに連動して符号４０ａと符号４０ｂに
示すように変化するのに対して、測距可能エリア４２は
変化しないようになっている。

【０１３６】そこで、この測距可能エリア４２を５つの
領域Ｌ1 ，Ｌ2 ，Ｓ，Ｒ1 ，Ｒ2 に分割しても、符号４
０ａに示す広角側のファインダ視野と符号４０ｂに示す
望遠側のファインダ視野とでは、撮影画面内における測
距エリアの配置や大きさが異なってしまう。

【０１３７】撮影レンズのズーミングに対応するため
に、測距エリアそのものや、相関エリアのセンサ数を切
り換えることも考えられるが、ズームレンズにより撮影
を行う際の測距精度としては、一般に、焦点深度の関係
から、望遠側の測距精度をより高く保つ必要がある。し
かし、望遠側で視野に合わせて測距エリアを狭くしてし
まうと、測距時のノイズの影響を受け易くなったり、量
子化誤差の影響によりかえって測距精度が劣化してしま
う可能性がある。また、演算を焦点距離によって切り換
えるのも構成が複雑になる。

【０１３８】そこで、本実施形態は、図１８（Ｂ），
（Ｃ）に示すように、周辺測距時の積分判定エリアを、
焦点距離に応じて切り換えるようにしたものである。こ
の手段は、積分判定の優先を変更するだけであるため
に、構成が簡単でありながら、かつ効果的なズーミング
連動の測距装置を構成することが可能となる。

【０１３９】なお、相関回路２４は、上述ではＣＰＵ１
０とは別体に設けたが、ＣＰＵ１０の内部に設けて、後
述する図１９に示すようなフローチャートの演算によっ
てシフト量Ｓ（シフトセンサ数）を算出するようにして
も良い。

【０１４０】図１９はカメラの測距動作を示すフローチ
ャートである。

【０１４１】動作が始まると、図１８（Ａ）に示すよう
に、積分判定エリアを中央部の狭い領域Ｓ１のみに設定
して測距を行い、その結果をＬS1とする（ステップＳ２
１）。これにより、画面中央部の被写体の逆光や遠近混
在誤差の影響を対策している。

【０１４２】これは、主要被写体の大部分は画面中央部
に位置するために、中央部については２回測距を行うこ
とにより、一層信頼性の高い測距を行なうようにしたも
のである。

【０１４３】次に、上記焦点距離検出手段２８により検
出された撮影レンズ１３の焦点距離ｆが、所定値ｆ0 よ
りも大きいか否かを判定し（ステップＳ２２）、大きい
場合には、図１８（Ｂ）に示すように望遠用に狭い領域
Ｌ2 ，Ｒ1 を積分判定エリアに設定する（ステップＳ２
４）。

【０１４４】一方、上記ステップＳ２２において、焦点
距離ｆが所定値ｆ0 以下である場合には、図１８（Ｃ）
に示すように広角用に広い領域Ｌ1 ，Ｒ2 を積分判定エ
リアに設定する（ステップＳ２３）。

【０１４５】こうして決められた積分判定領域に従っ
て、ラインセンサ２ａ，２ｂの基準を変更しながら、図
１８に示すような５つの領域Ｌ1 ，Ｌ2 ，Ｓ2 ，Ｒ1 ，
Ｒ2 に対して、２つの受光レンズ１ａ，１ｂの視差に基
づく被写体輝度分布のずれ量を、相関演算や補間演算等
によって判定し、各領域に位置する被写体までの距離を
算出する（ステップＳ２５）。

【０１４６】ここで、求められた画面中央部の測距結果
Ｌs2と、上記ステップＳ２１において求められたより狭
い領域を使っての中央部の測距結果Ｌs1とをもう一度比
較する（ステップＳ２６）。

【０１４７】この２つの測距結果Ｌs1，Ｌs2がほぼ等し
い場合には、遠近混在による誤差はないものとして、測
距エリアを広くとってより精度の高いＬs2を加味し、Ｌ
s1とＬs2の平均値を最終的な中央の測距結果Ｌｓとする
（ステップＳ２８）。

【０１４８】上記ステップＳ２６において、逆に２つの
測距結果Ｌs1，Ｌs2の差が大きい場合には、遠近混在に
よる誤差が発生していると考えて、測距結果Ｌs1を最終
的な中央の測距結果Ｌｓとする（ステップＳ２７）。

【０１４９】このような過程により決定された中央の測
距結果Ｌｓ、および周辺の測距結果ＬL1，ＬL2，ＬR1，
ＬR2の中から、最も至近となる測距結果をピント合わせ
に用いる最終的な測距結果Ｌｐとして（ステップＳ２
９）、この測距結果Ｌｐに基づいてピント合わせ手段１
２を駆動することにより撮影レンズ１３のピント合わせ
を行う（ステップＳ３０）。

【０１５０】このような第３の実施形態によれば、上述
の第１，第２の実施形態とほぼ同様の効果を奏すると共
に、撮影レンズの焦点距離によって測距エリアの優先度
を変更するようにしたために、画面内のどこに被写体が
位置しても正しい被写体距離を測定することができる。

【０１５１】また、主要被写体の存在確立の高い画面中
央部については２回測距を行ってその平均値を用いるこ
とにより、信頼性を一層高めるようにしたために、さら
に正確なピント合わせが可能となる。一方、画面周辺部
については測距演算を１回のみ行うようにしたために、
より高速に測距を行うことが可能となる。

【０１５２】なお、上記各実施形態を説明する際には、
最至近距離を選択するという表現を用いて選択方法を分
かり易く表現したが、各領域につき、距離を求める前の
状態、つまり相関演算後または補間演算後におけるずれ
量を比較して選択するようにしても同様である。これ
は、ずれ量と測距距離とは一対一に対応するからであ
る。すなわち、ずれ量が大きいほど被写体が至近側にあ
ることを示すために、このずれ量を用いる場合には、最
大ずれ量を選択するという表現を用いても良い。

【０１５３】［付記］以上詳述したような本発明の上記
実施形態によれば、以下のごとき構成を得ることができ
る。

【０１５４】（１） 視差を有する異なる視野から観測
した被写体像の輝度分布に従った光パターン信号をそれ
ぞれ出力する２つのラインセンサと、上記一方のライン
センサの第１エリア部分を選択する第１の選択手段と、
上記一方のラインセンサの上記第１エリア部分を含む第
２エリア部分を選択する第２の選択手段と、上記第１の
選択手段および上記第２の選択手段により選択された各
エリア部分からの光パターン信号と、他方のラインセン
サの光パターン信号出力とを比較して、上記被写体像の
視差に基づく相対位置差を算出する算出手段と、上記第
１エリア部分を用いたときの上記算出手段による算出結
果と上記第２エリア部分を用いたときの上記算出手段に
よる算出結果とを比較して、算出された上記相対位置差
の大きい結果を選択する選択手段と、を備えたことを特
徴とする測距装置。

【０１５５】（２） 視差を有する異なる視野から観測
した被写体像の輝度分布に従った光パターン信号をそれ
ぞれ出力する２つのラインセンサと、上記ラインセンサ
の出力電流を積分してデジタル値に変換する変換手段
と、上記ラインセンサの一方または両方のラインセンサ
の第１エリア部分を選択して、上記積分状態を制御する
第１積分制御状態と、上記ラインセンサの一方または両
方のラインセンサの第２エリア部分を選択して、上記積
分状態を制御する第２積分制御状態と、を切り換えて制
御する積分制御切換手段と、上記第１積分制御状態およ
び上記第２積分制御状態で積分された各積分結果に基づ
いて、上記２つのラインセンサ各部分からの光パターン
信号とを比較して上記被写体像の視差に基づく光パター
ンの相対位置差を算出する算出手段と、上記算出手段に
より上記第１積分制御状態を用いたときの算出結果と上
記第２積分制御状態を用いたときの算出結果とを比較し
て、最終的な相対位置差を選択する選択手段と、を備え
たことを特徴とする測距装置。

【０１５６】（３） 上記測距装置はカメラに搭載され
るものであって、上記第１エリア部分は撮影画面中央部
に対応するエリアであり、上記第２エリア部分は上記中
央部を除くエリアであるように配設するセンサ配置手段
と、上記カメラの撮影レンズの焦点距離情報を判定する
判定手段と、を有し、上記判定手段の判定結果に応じ
て、第２積分制御状態における上記第２エリア部分はそ
の積分位置を切り換えて制御されることを特徴とする付
記（２）に記載の測距装置。

【０１５７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、撮
影画面内の主要被写体の位置や背景被写体による輝度の
影響を受けることなく、主要被写体を正確に測距するこ
とができる簡単な構成の測距装置となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態のパッシブ方式の測距
装置の構成を示すブロック図。

【図２】上記第１の実施形態において、（Ａ）右側，
（Ｂ）左側のラインセンサによる積分出力を示す図。

【図３】上記第１の実施形態において、シフトセンサ数
Ｓに対する左右のセンサ出力の絶対値総和ＦＦを示す線
図。

【図４】上記第１の実施形態における補間演算を説明す
るための図。

【図５】上記第１の実施形態において、主要被写体の斜
め後方に背景被写体が位置する様子を示す平面図。

【図６】上記第１の実施形態において、主要被写体が撮
影画面の中央部の測距枠から離れた画面周辺部に位置す
る状態を示す図。

【図７】上記第１の実施形態の測距装置における（Ａ）
広い測距枠，（Ｂ）狭い測距枠の撮影画面をそれぞれ示
す図。

【図８】上記第１の実施形態の測距装置による基本的な
測距動作を示すフローチャート。

【図９】本発明の第２の実施形態の測距装置の構成を示
すブロック図。

【図１０】上記第２の実施形態の測距装置におけるゲー
ト手段および積分判定手段の詳細な構成を示す回路図。

【図１１】上記第２の実施形態の測距装置を搭載したカ
メラを示す斜視図。

【図１２】上記第２の実施形態において、撮影画面内の
ほぼ中央部に主要被写体が位置し、左右に２つの背景被
写体が位置する場合の測距を示す図。

【図１３】上記第２の実施形態において、撮影画面内の
左右に２つの主要被写体が位置し、ほぼ中央部に背景被
写体が位置する場合の測距を示す図。

【図１４】上記第２の実施形態の作用を示すフローチャ
ート。

【図１５】上記第２の実施形態において、使用される積
分判定エリアの変化を示す図。

【図１６】本発明の第３の実施形態の測距装置を搭載し
たカメラの構成を示すブロック図。

【図１７】上記第３の実施形態における撮影画面内の測
距エリアを示す図。

【図１８】上記第３の実施形態において、使用される積
分判定エリアの変化を示す図。

【図１９】上記第３の実施形態のカメラによる測距動作
を示すフローチャート。

【図２０】従来のラインセンサを用いたパッシブ型測距
装置の構成を示すブロック図。

【符号の説明】

２ａ，２ｂ…ラインセンサ ４…Ａ／Ｄ変換器（変換手段） ６…被写体 ６ａ…主要被写体 ６ｂ…背景被写体 ７…ゲート手段 ７ａ…出力回路 １０…ＣＰＵ（決定手段） １０ａ，１７…演算手段（算出手段） １０ｂ,２１…選択手段(第１の選択手段,第２の選択手
段,積分制御切換手段) １１…エリア切換手段 １２…ピント合わせ手段 １３，５２…撮影レンズ ２２…積分判定手段 ２４…相関回路（算出手段） ２８…焦点距離検出手段 ５０，１００…測距ユニット（測距装置） ５１…カメラ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 視差を有する異なる視野から観測した被
   写体像の輝度分布に従った光パターン信号をそれぞれ出
   力する２つのラインセンサと、 上記ラインセンサの第１エリア部分を選択する第１の選
   択手段と、 上記ラインセンサの上記第１エリア部分を含む第２エリ
   ア部分を選択する第２の選択手段と、 上記第１の選択手段と上記第２の選択手段により選択さ
   れた各エリア部分について、上記２つのラインセンサの
   光パターン信号をそれぞれ比較して、上記被写体像の視
   差に基づく相対位置差を算出する算出手段と、 上記第１エリア部分を用いたときの上記算出手段による
   算出結果と上記第２エリア部分を用いたときの上記算出
   手段による算出結果とを比較して、算出された上記相対
   位置差の大きい結果を選択して焦点合わせ距離とする決
   定手段と、 を備えたことを特徴とする測距装置。
2. 【請求項２】 視差を有する異なる視野から観測した被
   写体像の輝度分布に従った光パターン信号をそれぞれ出
   力する２つのラインセンサと、 上記ラインセンサの出力電流を積分してデジタル値に変
   換する変換手段と、 上記ラインセンサの内少なくとも一方のラインセンサの
   第１エリア部分を選択して、上記積分状態を制御する第
   １積分制御状態と、上記ラインセンサの内少なくとも一
   方のラインセンサの第２エリア部分を選択して、上記積
   分状態を制御する第２積分制御状態と、を切り換えて制
   御する積分制御切換手段と、 上記第１積分制御状態および上記第２積分制御状態で積
   分された各積分結果に基づいて、上記２つのラインセン
   サ各部分からの光パターン信号とを比較して上記被写体
   像の視差に基づく光パターンの相対位置差を算出する算
   出手段と、 上記算出手段により上記第１積分制御状態を用いたとき
   の算出結果と上記第２積分制御状態を用いたときの算出
   結果とを比較して、最終的な相対位置差を選択して決定
   する決定手段と、 を備えたことを特徴とする測距装置。
3. 【請求項３】 上記測距装置はカメラに搭載されてい
   て、上記第１エリア部分は撮影画面中央部に対応するエ
   リアであり、上記第２エリア部分は上記中央部を除くエ
   リアであることを特徴とする請求項２に記載の測距装
   置。