(57)【要約】【課題】測距装置及び焦点位置検出装置の性能と使用者の使用感の向上。【解決手段】従来、測距演算や焦点位置検出演算の結果を採用するしないを判定する値として、演算時の２像の相関関係を数値化した一致度というものを使っており、その値は、センサーエリアや補助光の有無によって変えてはいたが、求めた距離や焦点位置のズレ量では変えていなかった。本発明は、求めた距離や焦点位置のズレ量によって信頼性判定値を変えることが特徴で、その意図は、センサー上に形成される像がぼけているときは、その分、一致度は甘くしておき積極的に測距して使用感と性能の向上を図る。【選択図】　　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の撮像素子で構成される撮像装置が、それぞれ１対となるように配置され、その１対の撮像装置から出力される信号の相対位置関係の変化によって、対象物の距離と求めた測距結果の確からしさとを求める測距装置において、測距範囲を二つ以上の複数の領域に分割し、その測距結果の確からしさを判定する判定値を分割した領域毎に切り替えることを特徴とする測距装置。
【請求項２】
複数の撮像素子で構成される撮像装置が、それぞれ１対となるように配置され、その１対の撮像装置から出力される信号の相対位置関係の変化によって、対象物の距離と求めた測距結果の確からしさとを求める測距装置において、測距領域を第一と第二の領域に分割し、測距結果に対応する領域毎に確からしさを判定する判定値を第一の領域と第二の領域とで切り替えることを特徴とする測距装置。
【請求項３】
請求項２において第一の領域は撮影可能範囲で、第二の領域とは撮影不可能且つ警告表示範囲であることを特徴とする測距装置。
【請求項４】
複数の撮像素子で構成される撮像装置が、それぞれ１対となるように配置され、その１対の撮像装置から出力される信号の相対位置関係の変化によって、撮影レンズの合焦位置からのずれ量及びずれ方向、そして、その測距結果に確からしさとを求める焦点検出手段において、ずれ量及びずれ方向を求める演算において、ずれ量及びずれ方向を複数の領域に分割し、ずれ量及びずれ方向の結果に対応する領域毎に確からしさを判定する判定値を切り替えることを特徴とする焦点調節装置。
【請求項５】
複数の撮像素子で構成される撮像装置が、それぞれ１対となるように配置され、その１対の撮像装置から出力される信号の相対位置関係の変化によって、撮影レンズの合焦位置からのずれ量及びずれ方向、そして、その測距結果に確からしさと、そのずれ量とずれ方向から対象物の距離を求められる焦点位置検出装置において、対象物までの距離を複数の領域に分割し、その領域毎に確からしさを判定する判定値を切り替えることを特徴とする焦点調節装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一対の受光センサーを用いて１つの対象物を撮像して得られた２つの画像における対象物の画像形成位置のズレ量に基づいて、受光センサーから対象物までの距離を求めるための測距装置、または、画像形成位置のズレ量に基づいて、レンズの合焦位置を求めるための焦点位置検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、第１の実施形で説明する発明については、第３図に示すように、測距装置の光学系は、固定焦点のものが多く、それは、無限遠で数十μｍのぼけを許すような過焦点距離にそのピントを合わせるように設計、調整されており、例えば、３ｍの距離にピント調整して無限遠でのピントのぼけ量（以後、錯乱円径）と同じになるのは、近側では１．５ｍで、これ以降、距離が半分になるにつれ、錯乱円径は倍々になる。
【０００３】
また、カメラの測距装置の能力としては、カメラの撮影範囲が４５ｃｍから無限遠である場合、その撮影最至近距離よりも数十ｃｍ分近い距離まで測距できる能力が要求される。
【０００４】
これは、撮影最至近距離よりも近い距離も測距し、その結果を、カメラは、至近警告表示として表示する必要があるためである。
【０００５】
そのため、カメラに要求される測距範囲内の近い被写体、特に至近警告表示を行なうために測距しているような距離範囲については、測距装置の光学系のピントぼけが、過焦点距離のぼけ量の２倍〜３倍となってしまう。
【０００６】
次に、本測距装置による距離の算出方法を説明すると、ＣＣＤなどの一対のラインセンサーを用い、異なる領域を通った光束により一対のラインセンサーとして形成されたＣＣＤの上に、それぞれ像を結像させ、これらの結像された像の相対的な位置の差から、上記２像の空間的な位相差を表わす像信号に適当な演算を施して、その時点での対象物までの距離と必要な撮影レンズの移動距離を算出するようにしたものである。
【０００７】
また、この時求めた測距結果の確からしさは、測距演算に使った２像の形がどれくらい同じ形をしているかを定量的（像一致度）に求め、すなわちＣＣＤ等のセンサー列上に結像された一対の像の信号パターンが一致していれば、これらの像の相対的な位置関係に基づいて像ズレ量を求めて適切な焦点調節の動作を行なわせることができるが、これらの像の相関関係（一致度）が低い場合には、これに基づいて求めた像ズレ量の情報は不確かなものとなり、それ故、適切な焦点調節を行なわせることが出来ないからと判断する。
【０００８】
そのため、測距に用いた像の一致度を演算で求め、その値と、予め定めたしきい値と比較し、求めた値が、比較値よりも小さいと、一致度が良い（相関関係が有り）として、得られた測距結果を採用し、比較値よりも大きいと一致度が悪い（相関関係が無い）と判断して、得られた測距値は採用せずに、測距ＮＧとしている。
【０００９】
第４図は、従来の測距シーケンスを説明するためのフローチャートで、Ｓ４０２で像を蓄積し、Ｓ４０３でその像を読み出し、Ｓ４０４でその像のコントラストを演算し、Ｓ４０５でそのコントラストの演算結果の判定を行っている。
【００１０】
Ｓ４０５でコントラスト有りと判定された場合には、Ｓ４０６で像信号に所定のフィルタリング処理を施し、Ｓ４０７で相関演算し、Ｓ４０８で相関演算の結果の像一致度を求める。
【００１１】
Ｓ４０９では、像一致度の判定を行い、像一致度がＯＫならＳ４１０に進み、所定の測距ＯＫ時の処理を行った後に、Ｓ４１２で測距を終了する。
【００１２】
Ｓ４０５でコントラスト無しと判定された場合や、Ｓ４０９で像一致度の判定で一致度がＮＧと判定された場合には、Ｓ４１１に進んで、測距ＮＧ時の処理を行った後に、Ｓ４１２に進む。
【００１３】
また、合焦位置検出装置による焦点位置の算出方法を説明すると、ＣＣＤなどの一対のラインセンサーを用い、異なる領域を通った光束により一対のラインセンサーとして形成されたＣＣＤの上に、それぞれ像を結像させ、これらの結像された像の相対的な位置の差から、上記２像の空間的な位相差を表わす像信号に適当な演算を施して、その時点での対象物に合焦させるレンズ位置と現時点でのレンズ位置とのズレ量とその向きを算出するようにしたものである。
【００１４】
この焦点位置検出装置において、その２像の位相差が大きい場合にはレンズのズレ量が大きく、それが小さい場合にはレンズのズレ量が小さくなる。
【００１５】
そして、位相差が大きくてレンズのズレ量が大きくなるほど、ＣＣＤ上に結像される像のピントはぼけるため、位相差を求める２像の相関関係は悪くなる。
【００１６】
また、この時求めた演算結果の確からしさは、演算に使った２像の形がどれくらい同じ形をしているかを定量的（像一致度）に求め、すなわちＣＣＤ等のセンサー列上に結像された一対の像の信号パターンが一致していれば、これらの像の相対的な位置関係に基づいて像ズレ量を求めて適切な焦点調節の動作を行なわせることができるが、これらの像の相関関係（一致度）が低い場合には、これに基づいて求めた像ズレ量の情報は不確かなものとなり、それ故、適切な焦点調節を行なわせることが出来ないからと判断する。
【００１７】
そのため、前述したように、演算に用いた像の一致度を演算で求め、その値と、予め定めたしきい値と比較し、求めた値が、比較値よりも小さいと、一致度が良い（相関関係が有り）として、得られた演算結果を採用し、比較値よりも大きいと一致度が悪い（相関関係が無い）と判断して、得られた演算結果は採用せずに、測距ＮＧとしている。
【００１８】
特開２０００−１４７３６９号公報に記載されている装置の場合のように、上記一致度が良い場合には、焦点調節後に再測距せず、悪い場合には、焦点調節後再測距するといった技術が知られていた。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、ＡＦ光学系が固定焦点となっている測距装置で、同じ被写体を測距しても、過焦点距離内にいる被写体とそれよりも近い被写体、特に、前述したとおり、至近警告表示を行なう範囲にいるような被写体ほど像がぼける傾向にあり、そのため２像の一致度は悪くなる傾向にあった。
【００２０】
加えて、焦点位置検出装置においても、そのレンズのズレ量が大きいほど、得られる像がぼける傾向にあり、同様に、２像の一致度は悪くなる傾向にあった。
【００２１】
そして、測距結果の確からしさの指標である像一致度は、同一エリアや同一測距方法であれば、測距結果（距離やレンズのズレ量）に依らず固定値を用いていた。
【００２２】
そのため測距装置においては、至近側のぼけを考慮して像一致度の判定値を設定すると、過焦点距離では規格が甘くなり、誤測距する恐れが生じたり、過焦点距離だけを考慮して判定値を設定すると、至近側で測距できているにも関わらす、像のぼけによる像一致度の悪化によって、測距ＮＧとなって、至近警告ができなくなる。
【００２３】
同じく、焦点位置検出装置においては、レンズのズレ量が大きい場合に、レンズを演算結果に基づいて駆動した後に、再度焦点位置を検出すれば焦点位置を検出できるのに、焦点検出ＮＧとなってしまっていた。
【００２４】
この場合、結局、測距能力を落としていることになり、使用者に不信感を与える結果となってしまっていた。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
そこで、上記目的を達成するために、得られた測距結果や焦点検出結果に応じて、それら演算結果の確からしさを判定する像一致度の判定値を変えることで、演算精度の最適化を図り、測距精度と使用者の使用感が向上した測距システムであることを特徴とする。
【００２６】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
図１は本発明の測距装置の概略を示す概略図である。
【００２７】
１（ａ）、１（ｂ）は測距対象物からの光を２（ａ）、２（ｂ）で示す撮像手段に、結像させるための受光レンズで、３は、不図示のＡＤ変換部やＲＯＭ、ＲＡＭ、演算手段や記憶手段等を内蔵する中央演算子：ＭＰＵで、３のＭＰＵでは、２（ａ）や２（ｂ）で形成された像のズレ量からフォーカスレンズの駆動量を求める。
【００２８】
求めた駆動量で、４のフォーカス駆動装置を制御し、これが、不図示のフォーカスレンズを駆動する。
【００２９】
図２、本発明を説明するフローチャートである。
【００３０】
まず、図２について説明すると、Ｓ２０２で像を蓄積し、Ｓ２０３でその像を読み出し、Ｓ２０４でその像のコントラストを演算し、Ｓ２０５でそのコントラストの演算結果の判定を行っている。
【００３１】
Ｓ２０５でコントラスト有りと判定された場合には、Ｓ２０６で像信号に所定のフィルタリング処理を施し、Ｓ２０７で相関演算し、Ｓ２０８で相関演算の結果の像一致度を求める。
【００３２】
Ｓ２０９では、得られた測距結果の距離判定を行い、所定距離よりも遠い場合には、Ｓ２１０に進んで、第一の判定値を設定し、所定距離よりも近い場合には、Ｓ２１１に進んで、第二の判定値を設定する。
【００３３】
Ｓ２１２では、設定された判定値とＳ２０８で求めた像一致度の比較を行い、像一致度が良い場合をＯＫとしてＳ２１３に進み、所定の測距ＯＫ時の処理を行った後に、Ｓ２１５で測距を終了する。
【００３４】
また、Ｓ２０５でコントラスト無しと判定された場合や、Ｓ２１２の像一致度の判定で一致度が悪く、ＮＧと判定された場合には、Ｓ２１４に進んで、測距ＮＧ時の処理を行った後に、Ｓ２１５に進む。
【００３５】
（実施例２）
図１は本発明の測距装置の概略を示す概略図である。
１（ａ）、１（ｂ）は測距対象物からの光を２（ａ）、２（ｂ）で示す撮像手段に、結像させるための受光レンズで、３は、不図示のＡＤ変換部やＲＯＭ、ＲＡＭ、演算手段や記憶手段等を内蔵する中央演算子：ＭＰＵで、３のＭＰＵでは、２（ａ）や２（ｂ）で形成された像のズレ量からフォーカスレンズの駆動量を求める。
【００３６】
求めた駆動量で、４のフォーカス駆動装置を制御し、これが、不図示のフォーカスレンズを駆動する。
【００３７】
図５、本発明を説明するフローチャートである。
【００３８】
まず、図５について説明すると、Ｓ５０２で像を蓄積し、Ｓ５０３でその像を読み出し、Ｓ５０４でその像のコントラストを演算し、Ｓ５０５でそのコントラストの演算結果の判定を行っている。
【００３９】
Ｓ５０５でコントラスト有りと判定された場合には、Ｓ５０６で像信号に所定のフィルタリング処理を施し、Ｓ５０７で相関演算して撮影レンズのズレ量とその方向を求め、Ｓ５０８でその演算の一致度を求める。
【００４０】
Ｓ５０９では、得られた撮影レンズのズレ量と、現在のレンズが設定されている距離、そして、そのズレ方向から被写体までの距離を演算し、Ｓ５１０では、その距離判定を行い、所定距離毎に分割されたエリア内にいる場合には、Ｓ５１１に進んで、第一の判定値を設定し、エリア外にいる場合には、Ｓ５１２に進んで、第二の判定値を設定する。
【００４１】
Ｓ５１３では、設定された判定値とＳ５０８で求めた像一致度の比較を行い、像一致度が良い場合をＯＫとしてＳ５１４に進み、所定の測距ＯＫ時の処理を行った後に、Ｓ５１６で測距を終了する。
【００４２】
また、Ｓ５０５でコントラスト無しと判定された場合や、Ｓ５１３の像一致度の判定で一致度が悪く、ＮＧと判定された場合には、Ｓ５１５に進んで、測距ＮＧ時の処理を行った後に、Ｓ５１６に進む。
【００４３】
【発明の効果】
このように、測距装置では、その光学系の過焦点距離範囲内と範囲外とで、像一致度の判定値を可変とし、焦点位置検出装置では、その焦点位置のズレ量に応じて、像一致度の判定値を可変にすることで、精度と使い勝手の向上を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の測距装置の概略図
【図２】本発明の第１の実施例のシステムを説明するフローチャート
【図３】撮影可能範囲と警告表示範囲、ピントのぼけ量を示す概略図
【図４】従来例のシステムを説明するフローチャート
【図５】本発明の第２の実施例のシステムを説明するフローチャート
【符号の説明】
１　受光レンズ
２　受光レンズ
３　撮像手段
４　撮像手段
５　中央演算装置
６　フォーカスレンズ駆動装置
７　測距装置
【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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