(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像光学系と、前記撮像光学系とは別に設けられ、被写体像を結像する測距用光学系と、前記測距用光学系の略結像面に配置された一対のラインセンサを３個以上有する測距用センサと、前記測距用センサの出力に基づいて被写体までの距離を演算する手段とを備えた距離検出装置において、
複数個の前記ラインセンサが同じ方向に並列配置され、
前記ラインセンサ間の受光部列の間隔が異なっている部分を有することを特徴とする距離検出装置。
【請求項２】
撮像光学系と、前記撮像光学系とは別に設けられ、被写体像を結像する測距用光学系と、前記測距用光学系の略結像面に配置された一対のラインセンサを３個以上有する測距用センサと、前記測距用センサの出力に基づいて被写体までの距離を演算する手段とを備えた距離検出装置において、
前記ラインセンサは前記光学系を通過した前記被写体像を受光する複数の画素より成る受光部列及びこの受光部列で発生した光電荷を出力処理する処理部列とから成り、
前記複数個のラインセンサが同じ方向に並列配置され、
前記受光部列の間隔が異なっている部分を有することを特徴とする距離検出装置。
【請求項３】
前記間隔は所定方向に漸次大きくなっていることを特徴とする請求項２に記載の距離検出装置。
【請求項４】
前記間隔は前記測距用センサの中央では小さいことを特徴とする請求項２に記載の距離検出装置。
【請求項５】
前記間隔が大きくなっている場所に前記ラインセンサを制御する制御回路が挿入されていることを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれかに記載の距離検出装置。
【請求項６】
前記受光部列が向かい合うように前記ラインセンサが配置されているラインセンサ対を有することを特徴とする請求項２乃至請求項５のいずれかに記載の距離検出装置。
【請求項７】
前記処理部列が向かい合うように前記ラインセンサが配置されているラインセンサ対を有することを特徴とする請求項２乃至請求項６のいずれかに記載の距離検出装置。
【請求項８】
画素ごとに受光部と処理部がＬ字状パターンを形成するとともに、隣接画素の前記パターンがそれに噛み合う如く配列されて上記受光部列と処理部列を構成していることを特徴とする請求項１に記載の距離検出装置。
【請求項９】
撮像光学系と、前記撮像光学系とは別に設けられ、被写体像を結像する測距用光学系と、前記測距用光学系の略結像面に配置されたエリアセンサを有する測距用センサと、前記測距用センサの出力に基づいて被写体検出エリアの情報を抽出する抽出手段と、前記情報に基づいて前記被写体までの距離を演算する手段とを備えた距離検出装置において、
前記被写体検出エリアが前記エリアセンサに対して不均等となるように設けられていることを特徴とする距離検出装置。
【請求項１０】
前記被写体検出エリアは前記エリアセンサの中央になるほど高密度に設けられていることを特徴とする請求項９に記載の距離検出装置。
【請求項１１】
前記被写体検出エリアは前記エリアセンサの一端に向かって漸次密度が高くなっていることを特徴とする請求項９に記載の距離検出装置。
【請求項１２】
前記被写体検出エリアの密度の高い部分には前記被写体検出エリアが部分的に重なっている構造を有していることを特徴とする請求項９乃至請求項１１のいずれかに記載の距離検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は銀塩カメラ、ビデオカメラ、ＳＶＣ（スチルビデオカメラ）等でオートフォーカス等のために用いられる距離検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような距離検出装置の一種に、従来では図１７に示すようにカメラ等の撮影画面１０に対して水平に１ラインの測距エリアＬ１で測距を行うものがあった。しかしながら、上述の従来の距離検出装置では、図１７に示すように測距エリアＬ１が撮影画面１０の中央を横切るだけであり、被写体１５が撮影画面１０の下部又は上部に位置するときには測距が不可能となっていた。
【０００３】
そこで、被写体１５の測距を確実に行うことができるようにするため、複数対のラインセンサを設けた測距センサやをエリアセンサを利用した距離検出装置が考えられている。前者の場合、例えば図１８に示すように、測距エリアＬ１〜Ｌ５を複数ラインとすることにより広い範囲で測距を行うことができるようになる。このとき、ラインセンサがにらむ測距エリアＬ１〜Ｌ５を多く設けるほど、被写体１５の検出が確実となり、また、多くのラインセンサを用いて被写体１５の検出ができるようになるので距離検出精度の向上も可能となる。
【０００４】
この従来の距離検出装置に設けられている測距センサは、図１９に示すような構成となっており、５対のラインセンサ９０〜９４を備えている。各ラインセンサ９０〜９４は受光部列２２と、この受光部列２２で発生した光電荷を画素ごとに順番に出力処理する処理部２１とから成る。また、測距センサの左右を分ける中心に上記光電荷の出力処理に必要なクロックを生成する制御回路２０が設けられている。従来では図１９に示すように５対のラインセンサ９０〜９４は受光部列２２と処理部２１が同一方向を向くように配置されており、各受光部列２２の間隔は一定となっていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記測距センサでは測距エリアが増えることにより、ラインセンサを制御するための回路の規模が大きくなるため、測距センサのサイズが大きくならざるを得なかった。また、被写体までの距離を演算するマイクロコンピュータ（以下「マイコン」という）では、データ処理が増大して演算に長時間を要し、測距にタイムラグが発生してしまっていた。そのため、カメラ等ではオートフォーカスが遅れることとなり操作性の低下を招いていた。
【０００６】
特に撮影倍率を変化させることができる変倍光学系を有する銀塩カメラにおいては、撮影倍率の低い場合には図２０（ａ）に示すように、測距エリアＬ１〜Ｌ５が撮影画面１０の全体に配置されていたとしても、撮影倍率が高くなった場合には図１９（ｂ）に示すように撮影画角が狭くなるので撮影画面１０に対して測距エリアＬ１〜Ｌ５の間隔が広がり、測距エリアＬ３を除いて撮影画面１０からはみ出してしまうこともあった。したがって、実質的に測距エリアを増やしたことにはならず、被写体１５の確実な検出を行えなくなってしまうという問題があった。
【０００７】
一方、後者のエリアセンサを利用した距離検出装置では、図２１（ａ）に示すように、測距エリアＥ１〜Ｅ９のように全体を均等に９分割し、各エリアＥ１〜Ｅ９で被写体１５の検出及び被写体までの距離の検出を行っていた。
【０００８】
しかし、この場合も、エリア全体からの情報で測距を行っているのでマイコンでのデータ処理が増大して演算時間が長くなってしまっていた。また、変倍光学系を有した銀塩カメラでは、撮影倍率が高くなると図２１（ｂ）に示すように、測距エリアＥ５を除いて撮影画面１０から測距エリアがはみ出してしまい、実質的に測距エリアを増やしたことにならなくなるという問題もあった。
【０００９】
本発明は上記課題を解決するもので、複数対のラインセンサを有する測距用センサ及びエリアセンサを備えた距離検出装置において、演算時間の短縮を図るとともに、撮影倍率が上昇した場合でも測距エリアの密度を十分に維持して確実な被写体への測距を行うことができる距離検出装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明では、撮像光学系と、前記撮像光学系とは別に設けられ、被写体像を結像する測距用光学系と、前記測距用光学系の略結像面に配置された一対のラインセンサを３個以上有する測距用センサと、前記測距用センサの出力に基づいて被写体までの距離を演算する手段とを備えた距離検出装置において、複数個の前記ラインセンサが同じ方向に並列配置され、前記ラインセンサ間の受光部列の間隔が異なっている部分を有するようにしている。
【００１１】
このような構成によると、距離検出装置はラインセンサのそれぞれで被写体像が写し出されているいるか判断し、被写体像の写し出されている場合に、マイコン等の演算する手段によって例えば三角測距の原理を応用して被写体までの距離検出を行っている。このとき、ラインセンサを有する測距用センサはラインセンサ間の受光部列の間隔が異なっており、間隔は全て同一にはなっていない。そのため、測距にとって重要な部分については間隔を小さくし、重要でない部分については間隔を大きくすることにより、間隔を全て同一にした従来のラインセンサに比べて測距の精度の維持を図りながらラインセンサ数の低減が図られている。そのため、被写体までの距離を演算するマイコン等の手段では、演算時間の短縮が図られている。
【００１２】
また、本発明では、撮像光学系と、前記撮像光学系とは別に設けられ、被写体像を結像する測距用光学系と、前記測距用光学系の略結像面に配置された一対のラインセンサを３個以上有する測距用センサと、前記測距用センサの出力に基づいて被写体までの距離を演算する手段とを備えた距離検出装置において、前記ラインセンサは前記光学系を通過した前記被写体像を受光する複数の画素より成る受光部列及びこの受光部列で発生した光電荷を出力処理する処理部列とから成り、前記複数個のラインセンサが同じ方向に並列配置され、前記受光部列の間隔が異なっている部分を有するようにしている。
【００１３】
このような構成では、ラインセンサはホトダイオード等から成る受光部列と、受光部列での光電荷を出力処理する処理部列とから成る。例えば、処理部列はクロックの入力により上記光電荷を各画素ごとに順に転送するＣＣＤ（Charge Coupled Device）となっており、測距用センサから出力が行われる。
【００１４】
また、本発明では上記構成において、さらに前記間隔は所定方向に漸次大きくなっている。このような構成では、前記間隔は例えば一方向に漸次大きくなっている。このとき、例えばカメラの撮影画面では下部側で間隔が小さくなるようにすることにより、被写体が画面下部にある可能性が高い場合には測距の確実さを増大することが可能となる。
【００１５】
また、本発明では上記構成において、前記間隔は前記測距用センサの中央では小さくなっている。このような構成では、例えばカメラの撮影画面では中央付近に測距エリアを多く設けることができるので、画面中央での測距精度の向上を図ることができる。
【００１６】
また、本発明では上記構成において、前記間隔が大きくなっている場所に前記ラインセンサを制御する制御回路が挿入されるようにしている。このような構成では、間隔の大きくなったところに制御回路が設けられているので、その間隔が有効に利用でき、測距用センサの小型化を図ることができる。
【００１７】
また、本発明では上記構成のおいて、画素ごとに受光部と処理部がＬ字状パターンを形成するとともに、隣接画素の前記パターンがそれに噛み合う如く配列されて上記受光部列と処理部列を構成するようにしている。
【００１８】
例えば上下対称となるような測距エリアの配置としたときには、その対称軸となるところに、上記パターンが配列されたラインセンサを設けることにより、それに両隣に接するラインセンサとの間隔を狭く保つことが可能となる。
【００１９】
また、本発明では、撮像光学系と、前記撮像光学系とは別に設けられ、被写体像を結像する測距用光学系と、前記測距用光学系の略結像面に配置されたエリアセンサを有する測距用センサと、前記測距用センサの出力に基づいて被写体検出エリアの情報を抽出する抽出手段と、前記情報に基づいて前記被写体までの距離を演算する手段とを備えた距離検出装置において、前記被写体検出エリアが前記エリアセンサに対して不均等となるように設けられている。
【００２０】
このような構成によると、距離検出装置はエリアセンサの全領域のデータ処理を行う必要がなく、銀塩カメラ等の撮影画面の中央部又は下部に重点的に密度を高めて被写体検出エリアを設けて、それ以外では密度を下げるようにすることにより、マイコン等の演算手段では測距精度の低下等を抑制しつつ測距のデータ処理が減少する。
【００２１】
また、本発明では上記構成において、前記被写体検出エリアは前記エリアセンサの中央になるほど高密度に設けられるようにしている。このような構成では、エリアセンサの周辺部では測距にとって重要でないので、被写体検出エリアの密度を低減して演算時間の短縮を図っている。また、被写体検出エリアがエリアセンサの一端に向かって漸次密度が高くなるようにすることにより、例えば撮影画面の下部側に重点的に被写体の検出が可能となる。
【００２２】
また、本発明では上記構成において、前記被写体検出エリアの密度の高い部分には前記被写体検出エリアが部分的に重なっている構造を有している。このような構成によると、例えば変倍光学系を備えた銀塩カメラ等において、撮影倍率が高くなっても撮影範囲のなかに多くの被写体検出エリアを確保することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
＜第１の実施形態＞
以下、本発明の実施形態について説明する。図１は本実施形態の距離検出装置８を搭載した銀塩カメラ等の撮像装置１のブロック図である。撮像装置１は撮像光学系５によって被写体を銀塩等の撮像手段７に結像する。距離検出装置８は前記被写体までの距離を検出する。そして、距離検出装置８に内蔵されているマイコン４は検出した被写体までの距離に基づいてモータ等から成る駆動手段６によって撮像光学系５を矢印Ａのように移動させてオートフォーカスを行う。
【００２４】
距離検出装置８は、並列に並べられている１対の測距用の光学系２ａ、２ｂと、光学系２ａ、２ｂの略結像面に配置された複数対のラインセンサを有する測距センサ３と、測距センサ３からの信号により被写体への距離を求める演算を行う手段であるマイコン４とから成る。測距センサ３では制御回路３ｃと光学系２ａ、２ｂによって受ける１対のラインセンサ３ａ、３ｂのみを示しているが、後述するように測距センサ３には複数ラインで測距できるように複数のラインセンサが設けられている。
【００２５】
第１の実施形態の距離検出装置は、図２に示すように撮影画面１０に対して４ラインの測距エリアＬ１〜Ｌ４を備えるものである。画面１０の上部の測距エリアＬ１とＬ２の間隔１６が大きくなっており、下部側の測距エリアＬ２〜Ｌ４の各間隔１７、１８は間隔１６よりも小さくなっている。被写体１５は撮影画面１０の下方に位置する可能性が高いので、測距にとってあまり重要でない画面上部では測距エリアの密度が下げられ、重要性の高い下方にしたがって密度が高くなっている。
【００２６】
したがって、従来のように画面全体に一定間隔で測距エリアを設けた場合に比べ、重要部分では被写体の確実な検出を確保しつつ測距エリア数を少なくすることができる。そのため、マイコン４（図１参照）での演算時間の短縮化が図られている。
【００２７】
測距センサ３は図３に示すような構成となっている。実際には上下に逆向きに設けられているが、図２に示す測距エリアＬ１〜Ｌ４との比較の便宜を図っている。測距エリアＬ１〜Ｌ４のそれぞれに対応して４対のラインセンサ３０〜３３が設けられている。ラインセンサ３０〜３３はいずれも被写体像を受光する複数の画素より成る受光部列２２及びこの受光部列２２で発生した光電荷を出力処理する処理部２１とから成っている。前記受光素子は例えばホトダイオードであり、受光部列２２には各画素に対応して複数の受光素子が設けられている。
【００２８】
ラインセンサ３０と３１の間は大きく開けられ、制御回路２０が挿入されている。３個のラインセンサ３１〜３３は各受光部列２２と処理部２１が同一方向に向くように配置されているので、これらのラインセンサ３１〜３３の各受光部列２２のそれぞれの間隔が等しくなっている。このように、ラインセンサ３０〜３３間の受光部列２２の間隔はすべて等しいという形態でなく、異なっている部分がある。尚、制御回路２０は各ラインセンサ３０〜３３に対してデータ転送用のクロックを生成している。また、ラインセンサ３０と３１の間に制御用の制御回路２０を挿入してその間隔を有効に利用しているので測距センサ３０のサイズの拡大が抑えられている。
【００２９】
ここで、処理部２１と受光部列２２との関係を図４に示す。処理部２１は増幅器２５、スイッチ２６及びシフトレジスタ２７から成る。受光部列２２では受光により発生した光電荷が画素ごとに蓄積される。そして、クロックＣＫＴが制御回路２０（図３参照）から送られてくることによりスイッチ２６はオン／オフ制御され、クロックＣＫＴに応じて上記光電荷は受光部列２２から増幅器２５及びスイッチ２６を介してシフトレジスタ２７に送られる。
【００３０】
シフトレジスタ２７には制御回路２０（図３参照）からの転送用のクロックＣＫＲが供給され、上記光電荷の信号は各画素ごとに順番に矢印Ｂの方向に転送される。尚、クロックＣＫＲは主として２相又は３相のクロックである。そして、出力側に存在する浮遊拡散容量２８及び増幅器２９によって信号電圧Ｖｏとなって測距センサ３（図３参照）から出力される。このように本実施形態の測距センサ３はＣＣＤ（Charge Coupled Device）デバイスである。
【００３１】
尚、図１においてマイコン４では、測距センサ３からの信号に基づいて被写体までの距離を三角測距の原理を応用した演算で求めている。この演算について簡単に説明する。
【００３２】
まず、マイコン４は複数ラインの信号から被写体像が写し出されているラインを選び出す。そして、左右の対となってラインセンサでの測距センサ３上での被写体像と像との間隔を求める。距離検出装置の各モジュールでは、あらかじめ被写体までの距離と被写体像間の間隔との関係が測定されており、マイコン４にはその測定結果が記憶されている。そして、測距の際には、この記憶されている測定結果に基づいて被写体までの距離を求める。
【００３３】
例えば、被写体までの距離が１ｍであるときに被写体像間の間隔がｘ、被写体までの距離が２ｍであるときに被写体像間の間隔がｙになるとあらかじめ測定されている場合に、測距センサ３からの信号に基づき被写体像間の間隔がこのｘとｙの中間の値となるときには、マイコン４は被写体までの距離を約１．５ｍであると判断するような処理を行っている。また、複数ラインから被写体像が得られている場合には、各ラインで被写体までの距離を演算で求め、これらの演算結果を集計することにより検出精度の向上を図ることも可能である。
【００３４】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態は上記第１の実施形態と同様のブロック構成（図１）となっている。図５に示すように４ラインの測距エリアＬ１〜Ｌ４で測距を行うが、撮影画面１０の下端から上方に向かって測距エリアＬ１〜Ｌ４の各間隔３７、３６、３５は漸次大きくなるような配置となっている。
【００３５】
測距センサ３は図６に示すような構成となっている。測距センサ３は上述のように実際には上下逆向きに設けられている。測距エリアＬ１〜Ｌ４のそれぞれに対応して４個のラインセンサ４０〜４３が設けられている。ラインセンサ４０〜４３はいずれも被写体像を受光する複数の画素より成る受光部列２２及びこの受光部列２２で発生した光電荷を出力処理する処理部２１とから成っている。
【００３６】
ラインセンサ４０と４１の間は大きく開けられ、クロック生成用の制御回路２０が挿入されている。２対のラインセンサ４１、４２は各受光部列２２と処理部２１が同一方向を向くように配置されている。そして、最下段の測距エリアＬ４に対応する１個のラインセンサ４３はその受光部列２１がラインセンサ４２の受光部列２１と向かい合うように配置されている。したがって、図５に示すように測距エリアＬ３と測距エリアＬ４の間隔３７を最も小さくなっている。
【００３７】
以上説明したように本実施形態によれば、撮影画面１０の下方ほど被写体１５の検出にとって重要度の高い領域の測距エリアが上記第１の実施形態と比べてさらに高密度となっている。そのため、撮影画面１０の下側で被写体１５の検出が確実となっている。また、測距精度の向上を図ることができる。
【００３８】
＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態は上記第１の実施形態と同様のブロック構成（図１）となっている。図７（ａ）に示すように、５ラインの測距エリアＬ１〜Ｌ５が設けられ、測距エリアＬ３を対称軸として上下対称となるように測距エリアＬ１〜Ｌ５が設けられている。
【００３９】
測距エリアＬ１、Ｌ２の間隔３８と、測距エリアＬ２〜Ｌ３の間隔３９では、撮影画面１０の中央に位置する測距エリアＬ３に近づくにつれて間隔が狭くなるようになっている。したがって、撮影画面１０の中心付近に測距エリアの間隔が小さくなっている。被写体１５が画面１０の中心に存在する可能性が高い場合に適した測距エリアＬ１〜Ｌ５の配置となっている。比較的重要度の低い撮影画面の上部又は下部では、測距エリアの密度が低くなっている。
【００４０】
また、銀塩カメラにおいて撮影倍率を変化させることができる変倍光学系を有するものがあり、撮影倍率を高倍率に変化させることによって図７（ａ）から図７（ｂ）に撮影画面１０が変化する。そのとき、測距エリアＬ１、Ｌ５は撮影画面１０からはみ出してしまうが、測距エリアＬ２〜Ｌ４は間隔が小さく設けられているので撮影画面１０から追いやられてしまうことがない。そのため、被写体１５の測距の精度が低下しないようになっている。
【００４１】
測距センサ３は図８に示すような構成となっている。測距エリアＬ１〜Ｌ５（図７参照）に対応して５個のラインセンサ５０〜５４が設けられている。ラインセンサ５０〜５４はいずれも被写体像を受光する複数の画素より成る受光部列２２及び受光部列２２で発生した光電荷を出力処理する処理部２１とから成っている。
【００４２】
ラインセンサ５２については受光部と処理部がＬ字状パターンを形成するとともに、隣接画素のパターンがそれに噛み合うように配列されて受光部列と処理部が構成されている。
【００４３】
ラインセンサ５０、５１、５３、５４はそれぞれの受光部列２２が各処理部２１よりも中央部に近くなるように配置されている。そのため、中央部にあるラインセンサ５１〜５３の受光部列２２の互いの間隔は小さくなり、上部又は下部方向に対応するラインセンサ５０、５１と５３、５４の間の受光部列２２の間隔が大きくなっている。
【００４４】
以上説明したように本実施形態によれば、撮影画面１０の上部又は下部では測距エリアの間隔が大きくなっている。したがって、重要部分では検出の精度を確保しながら測距エリア数の低減を行っている。そのため、マイコン４（図１参照）でのデータ処理が軽減されるので、測距の演算に要する時間が長時間とならず、オートフォーカスでの処理が遅れずユーザに負担となることもない。尚、変倍光学系を有するカメラにおいて倍率を高くして図７（ｂ）に示すような状態となったときには、測距エリアＬ１及びＬ５について測距を行う必要はない。
【００４５】
＜第４の実施形態＞
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。本実施形態は上記第１の実施形態と同様のブロック構成（図１）となっている。図９（ａ）に示すように、７ラインの測距エリアＬ１〜Ｌ７が設けられている。測距エリアＬ１〜Ｌ７の間隔は測距エリアＬ４を中心に小さくなっており、測距エリアＬ４から離れるにつれて漸次大きくなっている。このように、測距エリアＬ１〜Ｌ７が７ラインと多くなっているので被写体１５の検出が確実となり、検出精度の向上も図ることができる。また、撮影画面１０の中央ほど測距エリアＬ１〜Ｌ７の間隔が狭まっており、撮影画面１０の中心に被写体１５の検出が確実となるようにしている。
【００４６】
また、銀塩カメラにおいて変倍光学系を有するものがあり、撮影倍率を高倍率に変化させることによって図９（ａ）から図９（ｂ）に撮影画面１０が変化する。そのとき、測距エリアＬ１、Ｌ７は撮影画面１０からはみ出してしまうが、５ラインの測距エリアＬ２〜Ｌ６は撮影画面１０から追いやられてしまわうことなく、有効な測距を行うことができる。
【００４７】
本実施形態では、図９（ｂ）に示すように撮影画面１０の上部に位置する測距エリアＬ１、Ｌ２の間隔４４と、下部に位置する測距エリアＬ６、Ｌ７の間隔４９とでは、被写体１５の検出にとって撮影画面１０の下部側が重要であるため、間隔４９の方が狭くなるようにしている。
【００４８】
本実施形態の測距センサ３は図１０に示すような構成となっている。測距エリアＬ１〜Ｌ５（図９）に対応して７個のラインセンサ６０〜６６が設けられている。ラインセンサ６０〜６６の左右を分ける位置に制御回路２０が存在し、信号転送用のクロックを生成する。
【００４９】
測距エリアＬ４、Ｌ７（図９参照）にそれぞれ対応するラインセンサ６３、６６は、受光部と処理部がＬ字状パターンを形成するとともに、隣接画素の前記パターンがそれに噛み合う如く配列されて受光部列と処理部列を構成している。ラインセンサ６１、６２、６４、６５は受光部列２２が処理部２１よりもラインセンサ６３に近いように配置されている。
【００５０】
ラインセンサ６０、６１は各処理部２１が向かい合うように配列されており、各受光部列２２の間隔６７が大きく開けられている。また、それによっても、間隔６７にそれぞれの処理部２１が設けられているので測距センサ３の拡大が極力抑制されている。
【００５１】
一方、ラインセンサ６５、６６の間隔６８はラインセンサ６６が上記パターンより形成されているので、間隔６７よりも小さくなっている。このことは、図９において、測距エリアの間隔４４が間隔４９よりも大きいことに対応している。
【００５２】
＜第５の実施形態＞
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。図１１は本実施形態の距離検出装置７２を搭載した銀塩カメラ等の撮像装置１のブロック図である。撮像装置１は撮像光学系５によって被写体を銀塩等の撮像手段７に結像する。距離検出装置７２は測距センサ７０を用いて前記被写体までの距離を検出する。
【００５３】
測距センサ７０からの情報は、後述するように抽出手段７１を用いて測距エリアの情報を抽出し、抽出された情報がマイコン４に送られその測距エリアで被写体までの距離検出を行う。そして、距離検出装置７２は被写体までの距離に基づいてモータ等から成る駆動手段６によって撮像光学系５を矢印Ａのように移動させてオートフォーカスを行う。
【００５４】
距離検出装置７２は、並列に並べられている１対の測距用の光学系２ａ、２ｂと、光学系２ａ、２ｂの略結像面に配置された測距センサ７０と、測距センサ７０からの信号により被写体への距離を求める演算を行う手段であるマイコン４とから成る。測距センサ７０は左右に対となって存在するエリアセンサ７０ａ、７０ｂ及びクロック生成用の制御回路７０ｃから成る。
【００５５】
本実施形態の距離検出装置では抽出手段７１によって図１２に示すように、撮影画面１０に対して９箇所の測距エリアＥ１〜Ｅ９が抽出され、測距エリアＥ１〜Ｅ９のそれぞれについて被写体１５の有無を判断し、被写体１５を検出したときには被写体１５までの距離を求める演算を行う。本実施形態では測距エリアＥ１〜Ｅ９はそれぞれ大きさ及び形状は等しくなっている。
【００５６】
従来では、図２１に示すように測距エリアＥ１〜Ｅ９は重なることなく、全体に配置されていたが、本実施形態では図１２に示すように、測距エリアＥ１〜Ｅ９は一部重複している部分がある。また、撮影画面１０の中央付近では５箇所の測距エリアＥ３〜Ｅ７が設けられて高密度となってなっているが、撮影画面１０の上部及び下部では、測距エリアの密度は小さくなっている。また、測距エリアＥ３〜Ｅ９では部分的に重なっている構造となっている。
【００５７】
これにより、被写体１５は撮影画面の中央付近に存在する可能性が高い場合には、この付近での測距エリアを高密度とすることにより被写体１５の検出が確実になるようにしている。また、撮影画面１０に対して上部又は下部では測距エリアの密度が低下しているので、マイコン４（図１１参照）での負担が軽減されることになる。
【００５８】
銀塩カメラにおいて撮影倍率を変化させることができる変倍光学系を有するものがあり、撮影倍率を高倍率に変化させることによって図１２（ａ）から図１２（ｂ）に撮影画面１０が変化する。そのとき、測距エリアＥ１〜Ｅ３及びＥ７〜Ｅ９の各エリアの大部分が撮影画面１０より追いやられてしまうので測距の意義が薄れてしまうが、被写体１５に対して３箇所の測距エリアＥ４〜Ｅ６で測距を行うことは有効である。
【００５９】
従来では図２１（ｂ）に示すように、撮影倍率が高倍率となると１箇所の測距エリアＥ５のみ有効となってしまっていたが、本実施形態ではそれより多く３箇所の測距エリアＥ４〜Ｅ６で測距することができる。そのため、被写体１５の検出が確実となり、また検出精度の向上も可能となっている。
【００６０】
測距センサ７０はＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサであり、図１３に示すようにデータ転送用クロックを生成する制御回路７０ｃと、制御回路７０ｃを挟んで左右に一対のエリアセンサ７０ａ、７０ｂが設けられている。エリアセンサ７０ａ、７０ｂは各領域がホトダイオード等の受光素子による画素で２次元的に配列されている。
【００６１】
そして、測距エリアＥ１〜Ｅ９（図１２参照）に対応して、エリアセンサ７０ａでは被写体検出エリアＬ１〜Ｌ９と、エリアセンサ７０ｂでは被写体検出エリアＲ１〜Ｒ９が設けられている。エリアＬ１〜Ｌ９及びＲ１〜Ｒ９の各領域では例えば縦横に数十画素ずつ設けられるている。制御回路７０ｃで生成された転送用クロックでエリアセンサ７０ａ、７０ｂの全領域の情報が測距センサ７０より順次転送され、抽出手段７１によってエリアＬ１〜Ｌ９とＲ１〜Ｒ９の情報がそれぞれ抽出された後マイコン４へ送られる。
【００６２】
抽出手段７１で抽出された被写体検出エリアの情報に基づいてマイコン４では、被写体像の有無を判断し、被写体像が写し出されているときには上記第１の実施形態の同様に三角測距の原理を応用した演算で求めている。すなわち、上述したようにあらかじめ被写体までの距離と、被写体像の測距センサ７０上での間隔との関係が測定されており、マイコン４にはその測定結果が記憶されている。そして、実際の測距の際には、この記憶されている測定結果に基づいて被写体までの距離を判断する。また、被写体１５がエリアＥ１〜Ｅ９はそれぞれ独立であるので、どのエリアに写し出されているかによって被写体１５の方向を判断することもできる。
【００６３】
以上説明したように本実施形態では、エリアセンサに対して不均等となるように被写体検出エリアを設けており、測距にとって重要部分について重点的に測距を行うことができ、重要でない部分の処理を少なくしているので測距演算を高速に行うことができる。尚、エリアセンサ７０ａ、７０ｂについて、エリアＬ１〜Ｌ９、Ｒ１〜Ｒ９以外では受光素子はあってもなくてもよい。
【００６４】
＜第６の実施形態＞
次に、本発明の第６の実施形態について説明する。本実施形態は上記第５の実施形態と同様のブロック構成（図１１）となっている。また、測距センサ７０については図１３に示すＣＣＤイメージセンサが用いられ、抽出手段７１によって抽出される測距エリアが異なっている。
【００６５】
図１４に示すように、４９箇所の測距エリアＥ１〜Ｅ４９が設けられている。測距の際には測距エリアＥ１〜Ｅ４９のそれぞれについてマイコン４は被写体１５の有無の判断と、被写体１５が写し出されている場合に、上述の演算によって被写体１５までの距離を求める。
【００６６】
図１４（ａ）に示すように、撮影画面１０の水平方向及び垂直方向のいずれにおいても中央付近が測距エリアが高密度となるように、測距エリアの間隔７５〜７７について画面中心から離れるにつれて広がるようになっている。これにより、エリアセンサ７０ａ、７０ｂ（図１３参照）の全領域について測距の演算を行わなくてもよいのでマイコン４での演算時間の短縮にもなる。
【００６７】
また、銀塩カメラにおいて撮影倍率を変化させることができる変倍光学系を有するものがあり、撮影倍率を高倍率に変化させることによって図１４（ａ）から図１４（ｂ）に撮影画面１０が変化する。このとき、測距エリアＥ１６〜Ｅ２０、Ｅ２３〜Ｅ２７、Ｅ３０〜Ｅ３４以外の測距エリアについては撮影画面１０から追いやられてしまい、被写体１５の検出の意義が失われるが、中央付近に高密度となるように測距エリアが設けられているため、測距の精度の大きな低下にはならない。また、撮影画面からはみ出した測距エリアについては、測距演算が不必要なので、これを省略することによって演算時間の短縮を図ることができる。
【００６８】
＜第７の実施形態＞
次に、本発明の第７の実施形態について説明する。本実施形態は上記第５の実施形態と同様のブロック構成（図１１）となっている。また、測距センサ７０については図１３に示すＣＣＤイメージセンサが用いられ、抽出手段７１によって抜き出される測距エリアが異なっている。
【００６９】
図１５に示すように、９箇所の測距エリアＥ１〜Ｅ９が設けられている。測距の際には測距エリアＥ１〜Ｅ９のそれぞれについてマイコン４は被写体１５の有無の判断と、被写体１５が写し出されている場合に、上述の演算によって被写体１５までの距離を求める。
【００７０】
図１５に示すように、撮影画面１０の下部側に高密度となるように測距エリアＥ１〜Ｅ９が設けられている。したがって、撮影画面１０の下部側に重点的に測距を行うことができ、被写体１５が撮影画面１０の下部に位置する可能性の高いことに対応している。逆に、被写体１５が撮影画面１０の上部に位置する可能性が低いので、撮影画面１０の上部側では測距エリアの密度を低くし、マイコン４（図１１参照）での演算時間の短縮を図っている。
【００７１】
＜第８の実施形態＞
次に、本発明の第８の実施形態について説明する。本実施形態は上記第５の実施形態と同様のブロック構成（図１１）となっている。また、測距センサ７０については図１３に示すＣＣＤイメージセンサが用いられ、抽出手段７１によって抜き出される測距エリアが異なっている。
【００７２】
図１６に示すように、２５箇所の測距エリアＥ１〜Ｅ２５が設けられている。測距の際には測距エリアＥ１〜Ｅ２５のそれぞれについてマイコン４は被写体１５の有無の判断と、被写体１５が写し出されている場合に、上述の演算によって被写体１５までの距離を求める。
【００７３】
図１６に示すように、撮影画面１０の最上列の測距エリアＥ１〜Ｅ５は互いに等間隔に設けられているが、２列目の測距エリアＥ６〜Ｅ１０とは間隔８０が設けられている。そして、２列目の測距エリアＥ６〜Ｅ１０と３列目の測距エリアＥ１１〜Ｅ１５の間隔８１は間隔８０よりも小さくなっている。３列目の測距エリアＥ１１〜Ｅ１５と４列目の測距エリアＥ１６〜Ｅ２０の間隔８２は間隔８１よりもさらに小さくなっている。４列目の測距エリアＥ１６〜Ｅ２０と最下列の測距エリア２１〜Ｅ２５の間隔はなく接触している。尚、上記各列については測距エリアは最上列と同様に、測距エリアは等間隔に設けられている。
【００７４】
したがって、撮影画面１０の下部側に重点的に測距を行うことができ、被写体１５が撮影画面１０の下部に位置する可能性の高いことに対応している。逆に、被写体１５が撮影画面１０の上部に位置する可能性が低いので、撮影画面１０の上部側では測距エリアの密度を低くし、マイコン４（図１１参照）での演算時間の短縮を図っている。
【００７５】
【発明の効果】
＜請求項１の効果＞
以上説明したように本発明によれば、測距エリアの間隔が異なっており、被写体が位置する可能性の低い重要でない部分について測距エリアの間隔を広くとることにより被写体の検出を確保しつつラインセンサ数を少なくでき、回路規模を縮小することができる。そのため、測距センサのサイズの縮小も可能となっている。また、ラインセンサ数の減少により測距のための演算時間も短縮され、カメラのオートフォーカス等にタイムラグが生じないようになる。尚、重要部分では測距エリアの密度が高くなっているので、従来のように等間隔に測距エリアを設けた場合に比べても被写体の検出もれや検出精度の劣化にはならない。また、変倍光学系を有するカメラの場合には、撮影倍率が高くなると撮影画面から測距ラインがはみ出すこともあるが、重要でない部分をはみ出すようにし、測距エリアを高密度とした部分を撮影画面に残しておくようにすることにより、被写体の確実な検出及び測距精度の向上を図ることが可能となる。
【００７６】
＜請求項２の効果＞
また、本発明では受光部列で生成した光電荷をＣＣＤ等の処理部列によって測距用センサから出力される。
【００７７】
＜請求項３の効果＞
また、本発明では測距エリアの間隔が例えば一方向に漸次大きくなっているので、前記測距エリアが高密度となっている。そのため、例えば撮影画面の下部付近が被写体の検出にとって重要であるならば、そこに重点的に測距を行うことが可能である。
【００７８】
＜請求項４の効果＞
また、本発明では中央で間隔が小さくなっているので、被写体が撮影画面の中央にいる可能性の高いときに有効である。
【００７９】
＜請求項５の効果＞
受光部列の間隔が大きくなっているところに制御回路が挿入されているので、測距センサの配置を有効に利用してサイズを縮小を図ることができる。
【００８０】
＜請求項６の効果＞
また、本発明では受光部列を向かい合わせることによりラインセンサによる測距エリアの間隔の短いところを設けることができる。
【００８１】
＜請求項７の効果＞
また、本発明では光電荷を出力処理する処理部列を向かい合わせることにより、測距エリアの間隔が大きいところを設けることができる。また、その間隔を有効に利用しているので測距センサのサイズが拡大しないようにもなっている。
【００８２】
＜請求項８の効果＞
また、本発明では受光部列と処理部列がＬ字状パターンを形成するとともに、隣接画素の前記パターンがそれに噛み合うように配列されて受光部列と処理部列を構成しているので、隣接するラインセンサの受光部列との間隔を短くすることが可能である。
【００８３】
＜請求項９の効果＞
また、本発明ではエリアセンサを利用して測距を行う距離検出装置において、測距エリアを不均等となるように抽出することにより被写体検出にあまり重要でない部分での測距エリアを縮小することができ、この測距用センサからの情報に基づく測距演算の負担が低減され、例えばオートフォーカスにタイムラグが生じないようにしている。
【００８４】
＜請求項１０の効果＞
また、本発明では撮影画面に対して中央になるほど測距エリアが高密度に設けられているので撮影画面の中央に被写体が存在する可能性の高い場合に有効な測距エリアの配置となっている。
【００８５】
＜請求項１１の効果＞
また、本発明では撮影画面の例えば下部に向かって漸次密度が高くなるように測距エリアが設けられているので、被写体が撮影画面の下部に存在する可能性の高い場合に有効な測距エリアの配置となっている。
【００８６】
＜請求項１２の効果＞
また、本発明では抽出手段では互いの測距エリアの一部が重複するように抽出することができるので、測距エリアの高密度化は容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施形態の撮像装置のブロック図。
【図２】  その撮像装置の撮影画面と測距エリアとの関係を示す図。
【図３】  その撮像装置の距離検出装置の測距センサの正面図。
【図４】  その測距センサの受光部列と処理部の詳細図。
【図５】  本発明の第２の実施形態の撮像装置の撮影画面と測距エリアの関係を示す図。
【図６】  その撮像装置の距離検出装置の測距センサの正面図。
【図７】  本発明の第３の実施形態の撮像装置の撮影画面と測距エリアの関係を示す図。
【図８】  その撮像装置の距離検出装置の測距センサの正面図。
【図９】  本発明の第４の実施形態の撮像装置の撮影画面と測距エリアの関係を示す図。
【図１０】  その撮像装置の距離検出装置の測距センサの正面図。
【図１１】  本発明の第５の実施形態の撮像装置のブロック図。
【図１２】  その撮像装置の撮影画面と測距エリアの関係を示す図。
【図１３】  その撮像装置の距離検出装置の測距センサの正面図。
【図１４】  本発明の第６の実施形態の撮像装置の撮影画面と測距エリアの関係を示す図。
【図１５】  本発明の第７の実施形態の撮像装置の撮影画面と測距エリアの関係を示す図。
【図１６】  本発明の第８の実施形態の撮像装置の撮影画面と測距エリアの関係を示す図。
【図１７】  従来の撮像装置の撮影画面と測距エリアの関係の一例を示す図。
【図１８】  従来の撮像装置の撮影画面と測距エリアの関係の別例を示す図。
【図１９】  その撮像装置の距離検出装置の測距センサの正面図。
【図２０】  その撮像装置の撮影画面と測距エリアの関係を示す図。
【図２１】  従来の撮像装置の撮影画面と測距エリアの関係を示す図。
【符号の説明】
１    撮像装置
２ａ、２ｂ    光学系
３    測距用センサ
４    マイコン
５    撮像光学系
６    駆動手段
７    撮像手段
８    距離検出装置
１０    撮影画面
２０    制御回路
２１    処理部
２２    受光部列
７０ａ、７０ｂ    エリアセンサ
７１    抽出手段
【図１】
0003640515.tif 000002
【図２】
0003640515.tif 000003
【図３】
0003640515.tif 000004
【図４】
0003640515.tif 000005
【図５】
0003640515.tif 000006
【図６】
0003640515.tif 000007
【図７】
0003640515.tif 000008
【図８】
0003640515.tif 000009
【図９】
0003640515.tif 000010
【図１０】
0003640515.tif 000011
【図１１】
0003640515.tif 000012
【図１２】
0003640515.tif 000013
【図１３】
0003640515.tif 000014
【図１４】
0003640515.tif 000015
【図１５】
0003640515.tif 000016
【図１６】
0003640515.tif 000017
【図１７】
0003640515.tif 000018
【図１８】
0003640515.tif 000019
【図１９】
0003640515.tif 000020
【図２０】
0003640515.tif 000021
【図２１】
0003640515.tif 000022