(57)【要約】【課題】蓄積電荷量の読み出しを選択した分割領域のみから出力を読み出すことができるようにして読み出しを高速化した光電変換装置、位相差検出装置及び測距装置を提供する。【解決手段】複数の分割領域を有するライン状電荷蓄積型光電変換部（１０）と、複数の分割領域のそれぞれと対応して分割領域の各々の近くに配置された複数のモニタ用光電変換部（Ｍ１、…、Ｍｎ）と、複数のモニタ用光電変換部から所望のモニタ用光電変換部を選択するモニタ選択部（４２）と、モニタ選択部により選択された所望のモニタ用光電変換部の出力に基づいてライン状電荷蓄積型光電変換部の蓄積時間を制御する蓄積制御部（４３、４４）と、蓄積時間の終了後にモニタ選択部が選択した所望のモニタ用光電変換部に対応した分割領域のみから出力を読み出す読み出し部（３７、３８、４２）とを含むことを特徴とする【選択図】          図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の分割領域を有するライン状電荷蓄積型光電変換部と、上記複数の分割領域のそれぞれと対応して配置された複数のモニタ用光電変換部と、上記複数のモニタ用光電変換部から所望のモニタ用光電変換部を選択するモニタ選択部と、該モニタ選択部により選択された上記所望のモニタ用光電変換部の出力に基づいて上記ライン状電荷蓄積型光電変換部の蓄積時間を制御する蓄積制御部と、上記蓄積時間の終了後に上記モニタ選択部が選択した上記所望のモニタ用光電変換部に対応した上記分割領域のみから出力を読み出す読み出し部とを含むことを特徴とする光電変換装置。
【請求項２】
複数の分割領域を有する電荷蓄積型光電変換部と、上記複数の分割領域のそれぞれと対応して配置された複数のモニタ用光電変換部と、上記複数のモニタ用光電変換部からの出力に基づいて上記電荷蓄積型光電変換部の蓄積時間を制御する制御部とを含み、
上記制御部は、上記電荷蓄積型光電変換部の電荷蓄積中において上記複数のモニタ用光電変換部のいずれかの受光光量が第１のレベルに到達した時点で上記電荷蓄積型光電変換部の電荷蓄積を終了させて上記電荷蓄積型光電変換部の出力を読み出し、上記蓄積終了時に所定の条件を満たす出力を発生した上記分割領域が存在する場合、再度上記電荷蓄積型光電変換部の電荷蓄積を開始させて、上記所定の条件を満たす出力を発生した上記分割領域に対応したモニタ用光電変換部の出力が第２のレベルに到達した時点で上記電荷蓄積型光電変換部の蓄積を終了させて、上記所定の条件を満たす出力を発生した上記分割領域からのみ出力を読み出すことを特徴とする光電変換装置。
【請求項３】
１対の光学系により物体の映像がそれぞれ結像される１対の受光領域を有する電荷蓄積型光電変換部と、上記光学系を介して上記映像が結像されるように上記電荷蓄積型光電変換部に近接配置されたモニタ用光電変換部と、上記モニタ用光電変換部からの出力に基づいて上記電荷蓄積型光電変換部の蓄積時間を制御するとともに上記電荷蓄積型光電変換部の上記１対の受光領域から出力を読み出す制御部と、上記電荷蓄積型光電変換部の上記１対の受光領域からそれぞれ読み出された上記映像の１対の出力に基づき上記映像の出力の相互間の位相差を検出する位相差検出部とを含み、
上記１対の受光領域の少なくとも一方は、複数の領域に分割設定され、
上記モニタ用光電変換部は、上記複数の分割領域の各々に対応する複数のモニタ用変換部からなり、
上記制御部は、上記電荷蓄積型光電変換部の電荷蓄積中において上記複数のモニタ用光電変換部のいずれかの受光光量が第１のレベルに到達した時点で上記電荷蓄積型光電変換部の電荷蓄積を終了させて上記電荷蓄積型光電変換部の出力を読み出し、上記蓄積終了時に所定の条件を満たす出力を発生した上記分割領域が存在する場合、再度上記電荷蓄積型光電変換部の電荷蓄積を開始させて、上記所定の条件を満たす出力を発生した上記分割領域に対応したモニタ用光電変換部の出力が第２のレベルに到達した時点で上記電荷蓄積型光電変換部の蓄積を終了させて、上記所定の条件を満たす出力を発生した上記分割領域からのみ出力を読み出すことを特徴とする位相差検出装置。
【請求項４】
１対の光学系により物体の映像がそれぞれ結像される１対の受光領域を有する電荷蓄積型光電変換部と、上記光学系を介して映像が結像されるように上記電荷蓄積型光電変換部に近接配置されたモニタ用光電変換部と、上記モニタ用光電変換部からの出力に基づいて上記電荷蓄積型光電変換部の蓄積時間を制御するとともに上記電荷蓄積型光電変換部の１対の受光領域から出力を読み出す制御部と、上記電荷蓄積型光電変換部の１対の受光領域からそれぞれ読み出された出力に基づき上記物体までの距離を演算する距離演算部とを含み、
上記１対の受光領域の少なくとも一方は、複数の領域に分割設定され、上記モニタ用光電変換部は、上記複数の分割領域の各々に対応する複数のモニタ用変換部からなり、上記制御部は、上記電荷蓄積型光電変換部の電荷蓄積中において上記複数のモニタ用光電変換部のいずれかの受光光量が第１のレベルに到達した時点で上記電荷蓄積型光電変換部の電荷蓄積を終了させて上記電荷蓄積型光電変換部の出力を読み出し、蓄積終了時に所定の条件を満たす出力を発生した上記分割領域が存在する場合、再度上記電荷蓄積型光電変換部の電荷蓄積を開始させて、上記所定の条件を満たす出力を発生した分割領域に対応した上記モニタ用光電変換部の出力が第２のレベルに到達した時点で上記電荷蓄積型光電変換部の蓄積を終了させて、上記所定の条件を満たす出力を発生した分割領域からのみ出力を読み出すことを特徴とする測距装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光電変換装置、位相差検出装置及び測距装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、多数の電荷蓄積型光電変換素子を備えた電荷蓄積型光電変換部が、例えば、パッシブ（位相差検出）方式の測距装置や焦点検出装置等に使用されている。しかし、このような電荷蓄積型光電変換部を使用した装置では電荷蓄積時間を適切に制御しないと、光電出力がほとんど得られなかったり、又は、飽和してしまったりする。
【０００３】
このような不都合を抑制する従来技術が、特許文献１や特許文献２に記載されている。
【０００４】
【特許文献１】
特許第２５１４３１４号公報
【特許文献２】
特開２００１−３２４６６９号公報
【０００５】
特許文献１に記載された技術は、ライン状の電荷蓄積型変換部の近傍に複数のモニタ素子を配置し、電荷蓄積型光電変換部の電荷蓄積中においてモニタ用光電変換部のいずれかの受光光量が所定のレベルに到達した時点で電荷蓄積型光電変換部の電荷蓄積を終了させて、電荷蓄積型光電変換部の出力の全てを読み出すというものである。つまり、最大の出力を発生するモニタ出力に応じて蓄積時間を制御するものである。
【０００６】
特許文献２に記載の技術は、ライン状の電荷蓄積型光電変換部上に複数の分割領域を予め設定しておくとともに明暗判定手段を別に設け、この明暗判定手段で暗状態が検出されたら、電荷蓄積型光電変換部の出力に基づき複数の分割領域中で最も暗い領域を選択し、選択した領域の出力をモニタ出力として利用しながら蓄積時間を制御し、蓄積が終了したら電荷蓄積型光電変換部の出力を全て読み出すというものである。つまり、最小の出力を発生する電荷蓄積領域を検出し、その検出した領域の出力をモニタ出力として使用して蓄積時間を制御するものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１や特許文献２の従来技術の場合、電荷蓄積型光電変換部の出力を全て読み出す構成のため、実際に必要としない光電変換領域の出力も読み出してしまう。よって、無駄な読み出し操作を行なうことになる。
【０００８】
また、特許文献１の従来技術の場合、最大の出力を発生するモニタ出力に応じて蓄積時間を制御するので、通常の電荷蓄積では十分に光電出力を得られない領域が発生する可能性が有る。
【０００９】
また、特許文献２の従来技術の場合、通常の電荷蓄積では十分に光電出力を得られない領域を検出するために専用の明暗判定手段を設けるために構成が複雑となる。
【００１０】
本発明の目的は、必要のない読み出し動作を回避可能とした光電変換装置、位相差検出装置及び測距装置を提供することである。
【００１１】
本発明の別の目的は、簡単な構成で通常の電荷蓄積では十分な光電出力を得られない領域を検出可能な光電変換装置、位相差検出装置及び測距装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された本発明は、複数の分割領域を有するライン状電荷蓄積型光電変換部と、複数の分割領域のそれぞれと対応して配置された複数のモニタ用光電変換部と、複数のモニタ用光電変換部から所望のモニタ用光電変換部を選択するモニタ選択部と、モニタ選択部により選択された所望のモニタ用光電変換部の出力に基づいてライン状電荷蓄積型光電変換部の蓄積時間を制御する蓄積制御部と、蓄積時間の終了後にモニタ選択部が選択した所望のモニタ用光電変換部に対応した分割領域のみから出力を読み出す読み出し部とを含むことを特徴とする光電変換装置を提供する。
【００１３】
本発明のかかる構成によれば、モニタ選択部により選択されたモニタ用光電変換部に対応した分割領域のみから出力を読み出す読み出し部を備えているため、選択されたモニタ用光電変換部に対応した分割領域のみから出力を読み出すことができて、光電変換装置の読み出し処理を高速化できる。
【００１４】
請求項２に記載された本発明は、複数の分割領域を有する電荷蓄積型光電変換部と、複数の分割領域のそれぞれと対応して配置された複数のモニタ用光電変換部と、複数のモニタ用光電変換部からの出力に基づいて電荷蓄積型光電変換部の蓄積時間を制御する制御部とを含み、制御部は、電荷蓄積型光電変換部の電荷蓄積中において複数のモニタ用光電変換部のいずれかの受光光量が第１のレベルに到達した時点で電荷蓄積型光電変換部の電荷蓄積を終了させて電荷蓄積型光電変換部の出力を読み出し、蓄積終了時に所定の条件を満たす出力を発生した分割領域が存在する場合、再度電荷蓄積型光電変換部の電荷蓄積を開始させて、所定の条件を満たす出力を発生した分割領域に対応したモニタ用光電変換部の出力が第２のレベルに到達した時点で電荷蓄積型光電変換部の蓄積を終了させて、所定の条件を満たす出力を発生した分割領域からのみ出力を読み出すことを特徴とする光電変換装置を提供する。
【００１５】
本発明のかかる構成によれば、電荷蓄積が不足した若しくは飽和した電荷蓄積型光電変換部の分割領域がある場合など、電荷蓄積型光電変換部の再度の電荷蓄積と読み出しが必要な場合において、再度の電荷蓄積と読み出しが必要な分割領域のみから出力を読み出すことができて、光電変換装置の読み出し処理を高速化することができる。
【００１６】
請求項３に記載された本発明は、１対の光学系により物体の映像がそれぞれ結像される１対の受光領域を有する電荷蓄積型光電変換部と、光学系を介して映像が結像されるように電荷蓄積型光電変換部に近接配置されたモニタ用光電変換部と、モニタ用光電変換部からの出力に基づいて電荷蓄積型光電変換部の蓄積時間を制御するとともに電荷蓄積型光電変換部の１対の受光領域から出力を読み出す制御部と、電荷蓄積型光電変換部の１対の受光領域からそれぞれ読み出された上記映像の１対の出力に基づき映像の出力の相互間の位相差を検出する位相差検出部とを含み、１対の受光領域の少なくとも一方は、複数の領域に分割設定され、モニタ用光電変換部は、複数の分割領域の各々に対応する複数のモニタ用変換部からなり、制御部は、電荷蓄積型光電変換部の電荷蓄積中において複数のモニタ用光電変換部のいずれかの受光光量が第１のレベルに到達した時点で電荷蓄積型光電変換部の電荷蓄積を終了させて電荷蓄積型光電変換部の出力を読み出し、蓄積終了時に所定の条件を満たす出力を発生した分割領域が存在する場合、再度電荷蓄積型光電変換部の電荷蓄積を開始させて、所定の条件を満たす出力を発生した分割領域に対応したモニタ用光電変換部の出力が第２のレベルに到達した時点で電荷蓄積型光電変換部の蓄積を終了させて、所定の条件を満たす出力を発生した分割領域からのみ出力を読み出すことを特徴とする位相差検出装置を提供する。
【００１７】
本発明のかかる構成によれば、１対の光学系と１対の電荷蓄積型光電変換部とを有する位相差検出装置において、電荷蓄積が不足した若しくは飽和した電荷蓄積型光電変換部の分割領域がある場合など、電荷蓄積型光電変換部の再度の電荷蓄積と読み出しが必要な場合において、再度の電荷蓄積と読み出しが必要な分割領域のみから出力を読み出すことができて、位相差検出装置の位相差検出を高速化することができる。
【００１８】
請求項４に記載された本発明は、１対の光学系により物体の映像がそれぞれ結像される１対の受光領域を有する電荷蓄積型光電変換部と、この光学系を介して映像が結像されるように電荷蓄積型光電変換部に近接配置されたモニタ用光電変換部と、このモニタ用光電変換部からの出力に基づいて電荷蓄積型光電変換部の蓄積時間を制御するとともに電荷蓄積型光電変換部の１対の受光領域から出力を読み出す制御部と、電荷蓄積型光電変換部の１対の受光領域からそれぞれ読み出された出力に基づき上記物体までの距離を演算する距離演算部とを含み、１対の受光領域の少なくとも一方は、複数の領域に分割設定され、モニタ用光電変換部は、複数の分割領域の各々に対応する複数のモニタ用変換部からなり、制御部は、電荷蓄積型光電変換部の電荷蓄積中において複数のモニタ用光電変換部のいずれかの受光光量が第１のレベルに到達した時点で電荷蓄積型光電変換部の電荷蓄積を終了させて電荷蓄積型光電変換部の出力を読み出し、蓄積終了時に所定の条件を満たす出力を発生した分割領域が存在する場合、再度電荷蓄積型光電変換部の電荷蓄積を開始させて、所定の条件を満たす出力を発生した分割領域に対応したモニタ用光電変換部の出力が第２のレベルに到達した時点で電荷蓄積型光電変換部の蓄積を終了させて、所定の条件を満たす出力を発生した分割領域からのみ出力を読み出すことを特徴とする測距装置を提供する。
【００１９】
本発明のかかる構成によれば、１対の光学系と１対の電荷蓄積型光電変換部とを有する測距装置において、電荷蓄積が不足した若しくは飽和した電荷蓄積型光電変換部の分割領域がある場合など、電荷蓄積型光電変換部の再度の電荷蓄積と読み出しが必要な場合において、再度の電荷蓄積と読み出しが必要な分割領域のみから出力を読み出すことができ、測距装置の測距演算処理を高速化することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００２１】
図１は、本発明の１つの実施の形態に使用されるライン状電荷蓄積型光電変換部（例えば、ＣＣＤ）１０を概略的に示す。光電変換部１０は、複数個（例えば、１６２個）のセルと呼ばれる光電変換素子ａが線形に配列されたものである。光電変換部１０は一定数の光電変換素子ａ（例えば、２７づつ）のグループごとに複数の分割領域１乃至ｎ（例えば、ｎ＝６）に分割されている。各分割領域１乃至ｎに対応したモニタ用光電変換部Ｍ１乃至Ｍｎが、各分割領域１乃至ｎに近接してライン状電荷蓄積型光電変換部１０と並行に配置されている。モニタ用光電変換部Ｍ１乃至Ｍｎのそれぞれには、光電変換部１０の対応した分割領域１乃至ｎへ光を入射する図２に示す光学系により対応した分割領域１乃至ｎと実質的に同じ光量が入射されるようになっている。
【００２２】
図２は、本発明の１つの実施の形態による測距装置１００の要部を概略的に示す図である。この測距装置１００は本発明の光電変換装置及び位相差検出装置を含む。測距装置１００は、１対の光学系３０及び４０を有する。この１対の光学系３０及び４０により同じ像が１対のライン状電荷蓄積型光電変換部１０及び２０に照射される。１対のライン状電荷蓄積型光電変換部１０及び２０の内の光電変換部２０は、モニタ用光電変換部Ｍ１乃至Ｍｎを有しないことを除いて、図１に示された光電変換部１０と同一の構成を有する。但し、図２では簡潔のために、モニタ用光電変換部Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３のみを図示している。
【００２３】
モニタ用光電変換部Ｍ１乃至Ｍ３のそれぞれは、スイッチ手段３１により電流／電圧変換・蓄積部３２に接続されてモニタ用光電変換部Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３に照射された入射光量に比例して発生される電荷（電流）を電圧に変換して蓄積する。１対のライン状電荷蓄積型光電変換部１０及び２０の各光電変換素子ａのそれぞれは、スイッチ手段３３及び３４により１対の電流／電圧変換・蓄積部３５及び３６にそれぞれ接続されて、各光電変換素子ａに照射された入射光量に比例して発生される電荷（電流）を電圧に変換して蓄積する。図２では簡潔のために、１対のライン状電荷蓄積型光電変換部１０及び２０のそれぞれ３つの分割領域１、２、３及び１’、２’、３’のみを図示している。１対の電流／電圧変換・蓄積部３５及び３６のそれぞれの光電変換素子ａに対応した出力は、スイッチ手段３７及び３８を介して演算増幅器３９に接続されている。演算増幅器３９の出力は、位相差及び距離演算部４１に入力されている。位相差及び距離演算部４１の出力が制御部４２に入力している。
【００２４】
制御部４２は、スイッチ手段３１のオン・オフを制御すると共に２つの電圧レベル、第１及び第２レベル、を切換えて発生するレベル発生手段４３を制御して、比較器４４の１つの入力にこの２つの電圧レベル、第１又は第２レベル、を選択的に与える。比較器４４の別の入力には電流／電圧変換・蓄積部３２からの各モニタ用光電変換部Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３の出力が与えられている。比較器４４は、電流／電圧変換・蓄積部３２からのいずれかのモニタ用光電変換部Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３の出力が第１又は第２レベルに達したならば、スイッチ手段３３及び３４をオンからオフに切換えて、ライン状電荷蓄積型光電変換部１０及び２０の各光電変換素子ａからの電荷が電流／電圧変換・蓄積部３５及び３６に蓄積するのを停止する。制御部４２は、スイッチ手段３７及び３８のオン・オフを制御して、ライン状電荷蓄積型光電変換部１０及び２０の分割領域１、２、３及び１’、２’、３’の各々からの出力を適宜選択して演算増幅器３９及び位相差及び距離演算部４１に出力するようになっている。
【００２５】
制御部４２は、スイッチ４５がオンされると測定距離を求めるための測距演算を行なうための測距シーケンスを開始する。すなわち、電流／電圧変換・蓄積部３２、３５、及び３６の内容をリセットした後、スイッチ手段３１、３３、３４を全てオンにして、レベル発生手段４３から第１レベルの電圧を比較器４４に与える。電流／電圧変換・蓄積部３２からの各モニタ用光電変換部Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３の出力のいずれかが第１レベル、例えば、最適な露光レベル（例えば、図３の第１レベル）、に達した場合、比較器４４はスイッチ手段３１、３３、３４を全てオフにする。そして、制御部４２はスイッチ手段３７及び３８を順次に全てオンにして、電流／電圧変換・蓄積部３５及び３６からライン状電荷蓄積型光電変換部１０及び２０のそれぞれの分割領域１、２、３の内容を演算増幅器３９を介して位相差及び距離演算部４１に順次に読み込む。
【００２６】
制御部４２は、位相差及び距離演算部４１に読み込まれたライン状電荷蓄積型光電変換部１０及び２０の各分割領域１、２又は３のいずれかの内容が、所定の条件、例えば、位相差及び距離演算部４１において位相差測定と測距演算するには不充分な露光量（例えば、図３のゼロ電圧レベル）、を満たす場合、再度、電流／電圧変換・蓄積部３２、３５、及び３６の内容をリセットした後、所定条件を満たした分割領域１、２又は３に対応したスイッチ手段３１、３３、３４をオンにして、今度はレベル発生手段４３から第２レベルの電圧を比較器４４に与える。この第２レベルは、不充分な露光量（例えば、図３のゼロ電圧レベル）の分割領域１、２又は３が、演算部４１において位相差測定と測距演算するのに必要な露光量（例えば、図３の第２レベル）の出力に対応した値に設定されている。
【００２７】
所定の条件を満たした分割領域１、２又は３に対応したモニタ用光電変換部Ｍ１、Ｍ２又はＭ３からの電流／電圧変換・蓄積部３２を経由した出力が第２レベルに達した場合、比較器４４はスイッチ手段３１、３３、３４をオフにする。そして、制御器４２は所定の条件を満たした分割領域１、２又は３に対応したスイッチ手段３７及び３８のみを順次にオンにして、ライン状電荷蓄積型光電変換部１０及び２０の所定条件を満たした分割領域１、２又は３の内容のみを電流／電圧変換・蓄積部３５及び３６から演算増幅器３９を介して位相差及び距離演算部４１に順次に読み込む。
【００２８】
図４は、本発明の１つの実施の形態による測距シーケンスのフローチャートを示す。この測距シーケンス４００は、電荷蓄積を行なうライン状電荷蓄積型光電変換部１０及び２０の分割領域１乃至ｎを、分割領域１乃至ｎにそれぞれ対応したモニタ用光電変換部Ｍ１乃至Ｍｎの出力から選定して設定する（４０１）。代替的に、ライン状電荷蓄積型光電変換部１０及び２０の出力から図示しないピーク検出回路構成を使用して測距範囲相当のライン状電荷蓄積型光電変換部１０及び２０の分割領域のブロックを設定する。電荷蓄積を開始して（４０２）、電荷蓄積を終了する（４０３）。この電荷蓄積の終了（４０３）は、電荷蓄積領域として設定されたライン状電荷蓄積型光電変換部１０の分割領域に対応したモニタ用光電変換部Ｍ１乃至Ｍｎのいずれかの出力が、所定（例えば、図３中の第１レベル）のレベル到達した時点等に設定する。そして、電荷蓄積領域として設定されたライン状電荷蓄積型光電変換部１０及び２０の分割領域から蓄積された電荷を順次に読み出す（４０４）。この場合、ライン状電荷蓄積型光電変換部１０及び２０の全ての分割領域から蓄積された電荷を読み出すのではなくて、電荷蓄積領域として設定された分割領域からのみ蓄積電荷を順次読み出すため、読み出し処理の高速化が達成される。次に、この読み出された蓄積電荷値を使用して、後に説明する方法等により、距離測定に必要な測距データ（位相差）の算出を行なう（４０５）。ライン状電荷蓄積型光電変換部１０及び２０の出力から、全ての測距エリア（全ての分割領域に対応する）において測距演算が可能かを判定する（４０６）。
【００２９】
もし、ある測距エリアで測距演算が可能でなければ、ブロック４０１へ戻る。モニタ用光電変換部Ｍ１乃至Ｍｎや図示しないピーク検出回路構成などを使用して、最適な電荷蓄積制御方法を行なった場合でも、被写体の条件においては、広範囲の測距エリア（分割領域に対応する）の全てに精度の良い測距結果が得られるようなセンサ出力が、ライン状電荷蓄積型光電変換部１０及び２０の全てからは得られない場合がある。このような場合、精度の良い測距結果が得られなかったライン状電荷蓄積型光電変換部１０及び２０の分割領域に限定して再度の電荷蓄積制御を行なう。このため、距離測定に必要なデータが得られなかった分割領域について再度の電荷蓄積領域の選定と設定が行なわれる（４０１）。再度の電荷蓄積制御は、分割領域を限定して行ない、限定された分割領域において精度の高い演算ができるセンサデータが得られるように適した電荷蓄積制御（例えば、上記した図３の第二回目の第２レベルの電圧の設定）を行なう（４０２）。所定のレベル（図３の第二回目の第２レベルの電圧）に達したら、電荷蓄積を終了する（４０３）。再度の電荷蓄積が行なわれる分割領域以外の分割領域では、逆に精度の良いセンサデータは得られないことが普通である（例えば、図３の第二回目の分割領域２のデータを参照）。従って、電荷を読み出す領域を、再度の電荷蓄積領域として選定された分割領域と一致させて読み出すことで（４０４）、不必要な電荷の読み出しをする必要がなく、読み出し時間を短縮することがてきる。このようにして、全ての測距エリア（全ての分割領域）で距離測定に必要な測距データ（位相差）の算出が精度良くできたならば、最終的な距離を以下に説明する方法等で計算して求める（４０７）。
【００３０】
図５は、本発明の別の実施の形態による測距シーケンスを説明するフローチャートである。測距シーケンスの最初は、ライン状電荷蓄積型光電変換部１０及び２０の全ての分割領域を電荷蓄積領域として設定する（５０１）。そして、電荷蓄積制御を全ての分割領域に対して一様に実施する（例えば、図３中の第１レベル）。この結果、もし、全ての分割領域（測距エリア）で距離測定に必要なデータ（位相差）が正確に求められたならば（５０２）、最終的な測距結果を演算して（５０４）、終了する。もし、ある分割領域（測距エリア）で距離測定に必要なデータ（位相差）が正確に求めることができなければ、その分割領域に限定した再電荷蓄積領域を設定してその分割領域に最適な電荷蓄積制御を行ない（例えば、図３中の第２レベル）（５０３）、そして、その分割領域に限定した蓄積電荷の読み出しを実施して読み出し時間の短縮を行なう。そして、全ての分割領域（測距エリア）で距離測定に必要なデータ（位相差）が正確に求められたかを判定する（５０２）。もし、求められたならば、最終測距結果を求めて（５０４）、終了する。
【００３１】
次に、図６を参照して、本発明の１つの実施の形態による位相差α及び測距結果ＬＣの求め方（外光三角測距方式）を説明する。１対の光学系を構成するレンズ３０及び４０は互いに基線長ｋだけ離間されている。１対のレンズ３０及び４０からその焦点距離ｆだけ離間して基線長ｋ方向と同じ方向に沿って１対のライン状電荷蓄積型光電変換部１０及び２０が配置されている。
【００３２】
１対のライン状電荷蓄積型光電変換部１０及び２０は、それぞれの中央部分１０ｘ及び２０ｘが１対の光学系のレンズ３０及び４０の光軸３０ｘ及び４０ｘ上にほぼ位置するように配置されている。そして、１対のライン状電荷蓄積型光電変換部１０及び２０上には、対応する１対のレンズ３０及び４０により距離測定対象の被写体の物体１Ａがそれぞれ結像される。
【００３３】
図６（ａ）においては、物体１Ａが、異なる方向の光路Ａ及びＢを通って、レンズ３０及び４０をそれぞれ介して、１対のライン状電荷蓄積型光電変換部１０及び２０上に結像されている。
【００３４】
もし、物体１Ａが無限遠の位置に存在すると仮定した場合、一対のレンズ３０及び４０からその焦点距離ｆにある１対のライン状電荷蓄積型光電変換部１０及び２０上には、物体１Ａがそれぞれの光軸３０ｘ及び４０ｘと交差する基準位置１０ｘ及び２０ｘ上に結像される。
【００３５】
次ぎに、測定位置１Ａが無限遠位置からレンズ３０ａの光軸３０ｘ上の方向Ａに沿って近づき、図６（ａ）の位置、すなわち、距離ＬＣに達すると、測定位置１Ａはラインセンサ１０上においては、基準位置１０ｘ上に結像されたままであるが、ラインセンサ２０上においては、レンズ４０により基準位置２０ｘからαだけずれた位置（位相差）に結像される。
【００３６】
三角測距の原理から、物体１Ａまでの距離ＬＣは、ＬＣ＝ｋｆ／αで求められる。ここで、基線長ｋと焦点距離ｆは予め知られている既知の値であり、ライン状電荷蓄積型光電変換部２０上に結像した物体１Ａの像の基準位置２０ｘからの位相差αを検出すれば、距離ＬＣが測定できる。これが外光三角測距のパッシブ型ラインセンサ測距装置の動作原理である。位相差αの検出及びＬＣ＝ｋｆ／αの演算は図２中の位相差及び距離演算部４１で実行される。
【００３７】
ライン状電荷蓄積型光電変換部２０上の基準位置２０ｘからの位相差αの検出は、１対のライン状電荷蓄積型光電変換部１０及び２０から出力される１対の映像データ信号列ＩＬ及びＩＲからそれぞれ抽出した部分映像データ群ｉＬｍ及びｉＲｎについて、演算部４１が相関演算を行なうことにより検出する。この相関演算は周知である（例えば、特許文献３参照）。
【００３８】
【特許文献３】
特許第３２３０７５９号公報
【００３９】
このため、相関演算については詳細な説明を省略して以下の概要的な説明に留める。図６（ｂ）に示すように、相関演算は、部分映像データ群ｉＬｍ及びｉＲｎを互いに重ねた時に最も一致度が高くなる領域を、重ね合わせる部分映像データ群ｉＬｍ及びｉＲｎをライン状電荷蓄積型光電変換部１０及び２０上で相対的にずらしながら検出していく演算である。図６（ｂ）においては、一方のライン状電荷蓄積型光電変換部１０からの部分映像データ群ｉＬｍを基準位置１０ｘに位置を固定して、基準部として使用する。他方のライン状電荷蓄積型光電変換部２０からの部分映像データ群ｉＲｎは参照部として位置を一光電変換素子ａ（一セル）づつずらして行き、基準部と最も一致度の高い部分映像データ群ｉＲｎを探す。最も一致度の高い部分映像データ群ｉＲｎを発生するライン状電荷蓄積型光電変換部２０上の位置とライン状電荷蓄積型光電変換部２０の基準位置２０ｘと間の間隔が位相差αである。
【００４０】
１対のライン状電荷蓄積型光電変換部１０及び２０は、前述のように所定数のセルａが所定長の直線上に所定ピッチで配列されているから、位相差αは、部分映像データ群ｉＲｎの映像データ信号列ＩＲ内のセルａの位置と所定ピッチから容易に求めることができる。このようにして、物体１Ａまでの距離ＬＣを、位相差量αを検出することにより測定できる。
【００４１】
【発明の効果】
請求項１記載された本発明によれば、モニタ選択部により選択されたモニタ用光電変換部に対応した分割領域のみから出力を読み出す読み出し部を備えているため、選択されたモニタ用光電変換部に対応した分割領域のみから出力を読み出すことができて、光電変換装置の読み出し処理を高速化できる。
【００４２】
請求項２に記載された本発明によれば、電荷蓄積が不足した若しくは飽和した電荷蓄積型光電変換部の分割領域がある場合など、電荷蓄積型光電変換部の再度の電荷蓄積と読み出しが必要な場合において、再度の電荷蓄積と読み出しが必要な分割領域のみから出力を読み出すことができて、光電変換装置の読み出し処理を高速化することができる。
【００４３】
請求項３に記載された本発明によれば、１対の光学系と１対の電荷蓄積型光電変換部とを有する位相差検出装置において、電荷蓄積が不足した若しくは飽和した電荷蓄積型光電変換部の分割領域がある場合など、電荷蓄積型光電変換部の再度の電荷蓄積と読み出しが必要な場合において、再度の電荷蓄積と読み出しが必要な分割領域のみから出力を読み出すことができて、位相差検出装置の位相差検出を高速化することができる。
【００４４】
請求項４に記載された本発明によれば、１対の光学系と１対の電荷蓄積型光電変換部とを有する測距装置において、電荷蓄積が不足した若しくは飽和した電荷蓄積型光電変換部の分割領域がある場合など、電荷蓄積型光電変換部の再度の電荷蓄積と読み出しが必要な場合において、再度の電荷蓄積と読み出しが必要な分割領域のみから出力を読み出すことができ、測距装置の測距演算処理を高速化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１つの実施の形態に使用されるライン状電荷蓄積型光電変換部及びモニタ用光電変換部の概略を示す平面図。
【図２】本発明の１つの実施の形態による光電変換装置、位相差検出装置及び測距装置の要部の概略を示すブロック図。
【図３】本発明の１つの実施の形態による光電変換装置の第１レベルと第２レベルを示すグラフ。
【図４】本発明の１つの実施の形態による測距シーケンスを示すフローチャート。
【図５】本発明の別の実施の形態による測距シーケンスを示すフローチャート。
【図６】本発明の１つの実施の形態による位相差測定方法及び距離測定方法を説明する概略図。
【符号の説明】
１、…、ｎ      分割領域
１０      ライン状電荷蓄積型光電変換部
２０      ライン状電荷蓄積型光電変換部
３０      光学系（レンズ）
３１      スイッチ手段
３３      スイッチ手段
３４      スイッチ手段
３７      スイッチ手段
３８      スイッチ手段
４０      光学系（レンズ）
４１      位相差及び距離演算部
４２      制御部
４３      ２レベル設定手段
４４      比較器
Ｍ１、…、Ｍｎ      モニタ用光電変換部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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