JP2002062468A

JP2002062468A - 測距装置

Info

Publication number: JP2002062468A
Application number: JP2000247764A
Authority: JP
Inventors: Naohito Nakahara; 尚人中原
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 2000-08-17
Filing date: 2000-08-17
Publication date: 2002-02-28
Anticipated expiration: 2020-08-17
Also published as: US6597867B2; DE10140343B4; JP3645800B2; US20020021896A1; DE10140343A1

Abstract

(57)【要約】【目的】測距精度を向上させることができる測距装置
を提供する。【構成】被写体光束を電気的な画素信号に変換して出
力する測距センサ３６を備え、ＣＰＵ２１は、測距セン
サ３６が出力した画素信号をＡ／Ｄ変換及び４ＥＶ対数
変換した４ＥＶ変換データに基づき測距演算を実行する
が、コントラストが低いと判定した測距エリアについて
は、その測距エリアの平均相対輝度を含む所定の輝度範
囲の画素データを２ＥＶ対数変換して２ＥＶ変換データ
を求め、この２ＥＶ変換データに基づいて測距演算を実
行する測距装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、アナログ出力形式の測距
センサを備えたパッシブ型測距装置に関する。

【０００２】

【従来技術およびその問題点】従来のカメラに搭載され
ている一般的なパッシブ型測距装置は、測距エリア内の
被写体光束を分割光学系で二分割し、それぞれの分割被
写体光束を左右一対の測距センサ上に結像させ、左右の
測距センサの各光電変換素子で光電変換して、蓄積した
電荷を画素信号（電圧）として出力し、これらの画素信
号に基づいて測距演算を実行して被写体距離またはデフ
ォーカス量など合焦に必要なデータを求めている。しか
しながら、このパッシブ型測距装置にアナログ出力形式
の測距センサを用いた場合には、測距センサから出力さ
れるアナログの画素信号をＡ／Ｄ変換して測距演算に用
いただけでは適正な測距演算値が得られない場合があっ
た。例えば測距エリア内の被写体が低輝度または低コン
トラストである場合は、低輝度部分の分解能が低いた
め、測距精度が低下し、適正な測距演算値が得られなか
った。

【０００３】

【発明の目的】本発明は、測距精度を向上させることが
できる測距装置を提供することを目的とする。

【０００４】

【発明の概要】本発明は、被写体光を各測距エリア毎に
受光して積分し、出力する受光手段と、該受光手段の出
力を所定の変換レンジで対数変換する対数変換手段と、
前記受光手段の出力に基づいて、コントラストが所定値
より低いか否かを各測距エリア毎に判定する判定手段
と、前記判定手段によってコントラストが所定値よりも
低いと判定された測距エリアについては、該測距エリア
の平均相対輝度を含む所定の輝度範囲に対応する前記受
光手段の出力を前記対数変換手段に再度対数変換させる
制御手段と、を備えたことに特徴を有している。この構
成によれば、低輝度または高輝度でコントラストが低い
測距エリアでも、数値上、コントラストが明確な変換デ
ータを得ることができる。そのため、コントラストが明
確な変換データに基づいて測距演算を実行することがで
き、測距精度の向上を図ることができる。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下図面に基づいて本発明を説明
する。図１〜図３は、本発明を適用したレンズシャッタ
式カメラの一実施の形態を示す外観図である。このレン
ズシャッタ式カメラのカメラボディ１は、図１に示すよ
うに、正面にズームレンズ２を備え、その上方には、パ
ッシブＡＦ受光窓４、ファインダ窓５、測光窓６を備え
ている。なお、これらの窓４〜６の後方カメラボディ１
内には、図示しないが公知のように、パッシブ型測距セ
ンサ、ファインダ光学系、測光センサがそれぞれ配置さ
れている。

【０００６】カメラボディ１の上飾り板７には、図２に
示すように、レリーズボタン８が設けられている。レリ
ーズボタン８は、測光スイッチＳＷＳおよびレリーズス
イッチＳＷＲと連動していて、半押しで測光スイッチＳ
ＷＳがオンし、全押しでレリーズスイッチＳＷＲがオン
する。カメラボディ１の背面には、図３に示すように、
中央部に電源をオン／オフするメインスイッチレバー１
０が設けられ、その上部にテレ側またはワイド側に倒す
とズームレンズ２をテレ方向またはワイド方向にズーミ
ングできるズームレバー９が設けられている。このズー
ムレバー９は、テレスイッチＳＷＴおよびワイドスイッ
チＳＷＷと連動していて、ズームレバー９がテレ側に倒
されるとテレスイッチＳＷＴがオンし、ワイド側に倒さ
れるとワイドスイッチＳＷＷがオンする。また、カメラ
ボディ１の背面のファインダ接眼窓１２近傍には、点灯
または点滅により測距結果を報知する緑ランプ１１が設
けられている。

【０００７】次に、カメラボディ１の制御系の構成につ
いて、図４に示したブロック図を参照してより詳細に説
明する。ＣＰＵ２１は、カメラの機能に関するプログラ
ム等が書き込まれたＲＯＭ、制御用または演算用の各種
パラメータなどを一時的に記憶するＲＡＭ２１ａ、及び
Ａ／Ｄ変換器２１ｂを内蔵している。ＣＰＵ２１は、カ
メラボディ１の動作を総括的に制御する制御手段として
機能するほか、対数変換手段、判定手段、演算手段とし
て機能する。

【０００８】ＣＰＵ２１には、スイッチ類として、メイ
ンスイッチレバー１０に連動するメインスイッチＳＷ
Ｍ、ズームレバー９に連動するテレスイッチＳＷＴおよ
びワイドスイッチＳＷＷ、レリーズボタン８に連動する
測光スイッチＳＷＳおよびレリーズスイッチＳＷＲが接
続されている。メインスイッチレバー１０がオン操作さ
れてメインスイッチＳＷＭがオンすると、ＣＰＵ２１
は、電池２３を電源として、各入出力ポートに接続され
ている周辺回路に電力供給を開始し、操作されたスイッ
チに応じた処理を実行する。ズームレバー９に連動する
テレスイッチＳＷＴまたはワイドスイッチＳＷＷがオン
すると、ＣＰＵ２１はズームレンズ駆動回路２９を介し
てズームモータ３０を駆動させ、ズームレンズ２をテレ
ズームまたはワイドズームさせる。ＣＰＵ２１は、電源
がオフされたときにはズームレンズ２のレンズ鏡筒がカ
メラボディ１内に収まる収納位置までズームモータ３０
を駆動し、電源がオンされたときにはズームレンズ２が
ワイド端位置に移動するまでズームモータ３０を駆動す
る。ズームレンズ２の焦点距離、レンズ位置は、ズーム
コード入力回路４３によって検知される。

【０００９】レリーズボタン８が半押しされて測光スイ
ッチＳＷＳがオンすると、先ず、ＣＰＵ２１は測光回路
３７を介して被写体輝度を求める。測光回路３７は、測
光窓６から入射した被写体光を測光センサ３７ａで受光
し、被写体輝度に応じた測光信号をＣＰＵ２１に出力す
る回路である。測光センサ３７ａはいわゆる分割測光セ
ンサであり、撮影範囲を複数の測光エリアに分割した各
測光エリア内の被写体について測光ができる。

【００１０】ＣＰＵ２１は、求めた被写体輝度およびＤ
Ｘコード入力回路４５を介して入力したＩＳＯ感度など
に基づいて適正シャッタ速度および適正絞り値を演算す
る。ＤＸコード入力回路４５は、カメラボディ１に装填
されたフィルムのパトローネに書き込まれたＤＸコード
を読み込み、ＩＳＯ感度、撮影枚数などの情報をＣＰＵ
２１に出力する回路である。また、ＣＰＵ２１は、測距
回路３５の出力に基づいて測距演算を実行し、所定条件
を満たす測距演算値を選択できたときは、選択した測距
値に基づいてフォーカスモータ３２のフォーカシングレ
ンズ駆動量を算出し、フォーカス駆動回路３１を介して
フォーカスモータ３２を駆動するとともに、緑ランプ１
１を点灯させる。所定条件を満たす測距演算値を選択で
きなかったときは、緑ランプ１１を点滅させて測距エラ
ーを報知し、使用者に注意を促す。

【００１１】測距回路３５は、各測距エリア内に含まれ
る被写体の焦点状態を検出する回路であり、受光した被
写体光束を電気的な画素信号（アナログ信号）に変換し
て出力する測距センサ３６（受光手段）を有している。
測距センサ３６は、図５に示すように、被写体像を形成
する被写体光束を一対のセパレータレンズ（結像レン
ズ）３６ａによって分割して、Ａセンサ及びＢセンサか
らなる一対のラインセンサ３６ｂ上に結像する。このラ
インセンサ３６ｂは、詳細は図示しないが、多数の光電
変換素子（受光素子）を有している。この各光電変換素
子が、それぞれ受光した被写体光束を光電変換して積分
（蓄積）し、蓄積電荷を画素単位の画素信号（電圧）と
して順番に出力する。なお、本実施形態でラインセンサ
３６ｂは、撮影画面（不図示）の中央部に対応する測距
エリアＣ、右側に対応する測距エリアＲ、および左側に
対応する測距エリアＬの３個の測距エリアについて測距
できるように形成されている。

【００１２】レリーズボタン８が全押しされてレリーズ
スイッチＳＷＲがオンすると、ＣＰＵ２１は、算出した
適正絞り値に基づいて絞り制御回路２５を作動させてズ
ームレンズ２の絞りを絞り込み、適正シャッタ速度に基
づいてシャッタ制御回路３３を介してシャッタモータ３
４を駆動させて露出する。露出が終了すると、ＣＰＵ２
１はフィルム給送回路２７を介してフィルム給送モータ
２８を作動させ、フィルム給送信号入力回路４１から出
力されるフィルム給送信号を入力してフィルム給送量を
検知しながらフィルムを１コマ分巻き上げるが、フィル
ム残量がない場合は、フィルム給送回路２７を介してフ
ィルム給送モータ２８を巻き戻し作動させてフィルムの
巻戻しを行う。

【００１３】以上は本カメラの主要部材であるが、本カ
メラは、セルフタイマ動作を表示するセルフランプ、Ｃ
ＰＵ２１の制御下でストロボを発光させるストロボ装
置、各種情報を表示するＬＣＤ表示パネルなど、公知の
部材を備えている。

【００１４】図６（Ａ）には、ラインセンサ３６ｂの光
電変換素子が出力する画素信号Ｖｘ（電圧）と時間の関
係の一例をグラフで示してある。同グラフにおいて、縦
軸は電圧、横軸は積分時間であり、符号Ｖrefは基準電
圧である。各光電変換素子の積分値（電荷量）は時間の
経過とともに増大するので、画素信号Ｖｘは各光電変換
素子が積分した電荷量に応じて時間経過とともに基準電
圧Ｖrefから下降する。ＣＰＵ２１は、いずれかの画素
信号Ｖｘが０Ｖに達した時に、ラインセンサ３６ｂの全
ての光電変換素子の積分を終了させる。ここで０Ｖは積
分終了値（電圧）であり、輝度が高いほど積分終了値に
達するまでの時間は短くなる。つまり、画素信号Ｖｘの
傾きは輝度に比例していて、高輝度ほど画素信号Ｖｘの
傾きの絶対値が大きいことが分かる。なお、図６（Ａ）
では、最高輝度である画素信号Ｖｅを基準（０ＥＶ）と
し、画素信号Ｖｘが高い、即ち低輝度ほどＥＶ値が大き
くなるように、輝度値ＥＶを画素信号Ｖｅに対する相対
値で表している。画素信号Ｖａ〜Ｖｅは、それぞれ１Ｅ
Ｖの輝度差の場合として示してある。

【００１５】図６（Ａ）において最初に積分終了した画
素信号Ｖｅの積分時間を時間ｔ１とし、時間ｔ１におけ
る各画素信号Ｖａ〜Ｖｅを０〜Ｖref（Ｖ）レンジで１
０ビットＡ／Ｄ変換した画素データＶａ´〜Ｖｅ´を図
６（Ｂ）に棒グラフで示した。図において縦軸は画素デ
ータＶｘ´（Ａ／Ｄ変換値）を示し、横軸はラインセン
サ３６ｂの各光電変換素子に付された符号を示してい
て、被写体輝度が高いほど棒軸が低くなっている。ΔＥ
Ｖは基準電圧Ｖrefに対応する輝度と画素データＶｘ´
に対応する輝度の差分である。基準電圧Ｖrefの１０ビ
ットA／Ｄ変換値をＶref´とすれば、ΔＥＶは式；ΔＥ
Ｖ＝ｌｏｇ₂（Ｖref´−Ｖｘ´）で定義される。なお、
電圧０Ｖから基準電圧Ｖrefまでの輝度範囲はΔ１０Ｅ
Ｖに相当する。そして、図６（Ｂ）において最も高輝度
であった画素データＶｅ´を基準０ＥＶとし、この基準
０ＥＶとの輝度差がΔ０ＥＶ〜Δ４ＥＶ以内となる範囲
の画素データ（０〜２５５）を４段階に対数変換（４Ｅ
Ｖ対数変換）して求めた４ＥＶ変換データを図６（Ｃ）
に棒グラフで示した。本実施形態の４ＥＶ対数変換で
は、各Δ１ＥＶあたりの分解能を６４階調とする８ビッ
ト（０〜２５５階調）の４ＥＶ変換データを求める。

【００１６】図６（Ｂ）の画素データ（Ａ／Ｄ値）は、
高輝度部分の分解能に比べて低輝度部分の分解能が低
い。そこで、低輝度部分と高輝度部分の分解能をほぼ等
しくするため、例えば、画素データを４ＥＶ対数変換
し、求めた４ＥＶ変換データ（図６（Ｃ））に基づき測
距演算を実行する。そして、この４ＥＶ変換データに基
づく測距演算で適正な測距演算値が得られなかった場合
には、適正な測距演算値が得られるまで、変換レンジの
異なる変換データに基づき測距演算を繰り返すことも可
能である。しかしながら、コントラストが低い場合に
は、変換レンジの異なる変換データを測距演算に使用し
ても適正な測距演算値を得られないことが多い。その場
合に測距演算を繰返し実行するのは、演算時間が無駄と
なる。

【００１７】そこで本発明は、先ず、各測距エリアの平
均相対輝度を求める。ここで「平均相対輝度」とは、測
距センサ３６が出力した画素信号を測距エリア毎に平均
した値であるが、本実施形態では、４ＥＶ変換データを
Δ４ＥＶ（最低輝度）からの差分に変換して各測距エリ
ア毎に平均した値を「平均相対輝度」として求める。次
に、４ＥＶ変換データに基づいて測距演算を実行する。
そして、適正な測距演算値が得られなかった測距エリア
については、４ＥＶ変換データに基づいてコントラスト
をチェックし、コントラストが所定値よりも低ければ、
測距エリアの平均相対輝度を含む所定の輝度範囲（本実
施例ではΔ２ＥＶ）の画素データについて２ＥＶ対数変
換を実行し、求めた２ＥＶ変換データを測距演算に使用
する。

【００１８】このように、測距エリアの平均相対輝度を
含む輝度範囲の分解能を高くした２ＥＶ変換データに基
づき測距演算を実行すれば、低輝度または高輝度でコン
トラストが低い測距エリアについても適正な測距演算値
を得ることができる。

【００１９】図７（Ａ）は、求めた４ＥＶ変換データの
一例であり、縦軸は最高輝度に対する輝度差ΔＥＶを示
し、横軸は測距エリアを示している。ＣＰＵ２１は、各
測距エリア毎に４ＥＶ変換データの最大値と最小値の差
を求め、その差が所定値以下である場合（本実施形態で
は差が１ＥＶ以下である場合）をコントラストが低いと
判定する。なお、コントラストの判定方法は任意であ
り、例えば隣り合う画素データの差の絶対値の和によっ
て判断してもよい。コントラストが十分あると判定され
た測距エリア、例えば測距エリアＣでは、コントラスト
が十分明確な４ＥＶ変換データを得られたので、４ＥＶ
変換データを測距演算に使用する（図７（Ｃ））。

【００２０】一方、コントラストが低いと判定された測
距エリアでは、その測距エリアの平均相対輝度を含む所
定の輝度範囲（本実施形態では２ＥＶ単位の輝度範囲）
の画素データを対数変換（２ＥＶ対数変換）する。本実
施形態の２ＥＶ対数変換では、各Δ１ＥＶあたりの分解
能を１２８とする８ビット（０〜２５５階調）の２ＥＶ
変換データを求める。例えば図７（Ａ）の測距エリアＲ
では、平均相対輝度が約１ＥＶで所定値２ＥＶ未満なの
で、平均相対輝度を含むΔ２ＥＶ〜Δ４ＥＶの低輝度範
囲の画素データを２ＥＶ対数変換し、２ＥＶ変換データ
を求める（図７（Ｄ））。また図７（Ａ）の測距エリア
Ｌでは、平均相対輝度が約３．８ＥＶで所定値２ＥＶ以
上なので、平均相対輝度を含むΔ０ＥＶ〜Δ２ＥＶの高
輝度範囲の画素データを２ＥＶ対数変換し、２ＥＶ変換
データを求める（図７（Ｂ））。なお本実施形態では、
平均相対輝度と比較する所定値を２ＥＶに設定している
が、この所定値は任意であって複数の値を設定してもよ
く、測距センサ３６の性能などに応じて適宜設定する。

【００２１】次に、カメラボディ１の動作について、図
８〜図１２に示したフローチャートを参照してより詳細
に説明する。図８は、撮影処理に関するフローチャート
であり、この処理は測光スイッチＳＷＳがオンされたと
きに実行される。この処理に入ると先ず、測光処理を実
行して測距エリアの被写体輝度（測光値Ｂｖ）を求め、
測距処理を実行して測距演算値を求める（Ｓ１１、Ｓ１
３）。測距処理は、詳細は後述するが、各測距エリア毎
に測距演算値を求め、求めた全測距演算値から所定条件
を満たす測距演算値を選択し、選択した測距演算値に基
づいてフォーカシングモータ３０を駆動させる処理であ
る。

【００２２】測距処理後、測距エラーフラグがセットさ
れているかどうかをチェックする（Ｓ１５）。測距エラ
ーフラグがセットされているときは、測距処理で所定条
件を満たす測距演算値を求められなかったので、使用者
に注意を促すため緑ランプ１１を点滅し（Ｓ１５；Ｙ、
Ｓ１９）、測距エラーフラグがクリアされているとき
は、緑ランプ１１を点灯して（Ｓ１５；Ｎ、Ｓ１７）、
ＡＥ演算処理を実行する（Ｓ２１）。ＡＥ演算処理で
は、測光回路３７を介して求めた被写体輝度およびＤＸ
コード入力回路４５から求めたＩＳＯ感度などに基づい
て適正シャッタ速度および適正絞り値を算出する。

【００２３】そして、測光スイッチＳＷＳがオンしてい
るかどうかをチェックする（Ｓ２３）。測光スイッチＳ
ＷＳがオンしていないときは、緑ランプ１１を消灯して
リターンする（Ｓ２３；Ｎ、Ｓ２４）。測光スイッチＳ
ＷＳがオンしているときは、次にレリーズスイッチＳＷ
Ｒがオンしているかどうかをチェックする（Ｓ２３；
Ｙ、Ｓ２５）。レリーズスイッチＳＷＲがオンしていな
いときは、Ｓ２３へ戻り、測光スイッチＳＷＳがオフす
るかまたはレリーズスイッチＳＷＲがオンするまで待機
する（Ｓ２５；Ｎ、Ｓ２３）。レリーズスイッチＳＷＲ
がオンしたときは、緑ランプ１１を消灯し、算出した適
正絞り値に基づいて絞り制御回路２５を作動させてズー
ムレンズ２の絞りを絞り込み、適正シャッタ速度に基づ
いてシャッタ制御回路３３を介してシャッタモータ３４
を駆動させて露出する露出制御処理を実行する（Ｓ２
５；Ｙ、Ｓ２７、Ｓ２９）。露出制御処理終了後は、フ
ィルム給送回路２７を介してフィルム給送モータ２８を
作動させてフィルムを１コマ分巻き上げるが、１コマ分
を巻き上げることができず最終コマの撮影が終了してい
た場合は、フィルムをすべて巻戻し、撮影処理を終了す
る（Ｓ３１）。

【００２４】次にＳ１３で実行される測距処理について
図９に示されるフローチャートを参照してより詳細に説
明する。この処理に入ると先ず、測距センサ３６に積分
を開始させ（Ｓ１０１）、測距センサ３６のいずれかの
画素信号（電圧）が積分終了値（電圧）に達した時に、
測距センサ３６の積分を終了させて画素信号を入力し、
Ａ／Ｄ入力及び４ＥＶ対数処理を実行する（Ｓ１０
３）。Ａ／Ｄ入力及び４ＥＶ対数処理は、詳細は後述す
るが、測距センサ３６が出力した画素信号を１０ビット
Ａ／Ｄ変換して画素データを求め、さらに画素データを
４ＥＶ対数変換して４ＥＶ変換データを求める処理であ
る。本実施形態では、Ａ／Ｄ変換した１０ビットの画素
データ（０〜１０２３）を８ビットの４ＥＶ変換データ
に対数変換している。なお、画素データ及び４ＥＶ変換
データはＲＡＭ２１ａにメモリされる。

【００２５】Ａ／Ｄ入力及び４ＥＶ対数処理を実行した
ら、各測距エリアを識別する変数ｊに０をセットし、測
距エリア[ｊ]の４ＥＶ変換データをΔ４ＥＶ（最低輝
度）からの差に変換した値の平均値を求め、求めた平均
値を平均相対輝度ａｆ＿ａｖｅ［ｊ］としてメモリする
（Ｓ１０５、Ｓ１０７）。そして変数ｊに＋１加算し、
変数ｊが総測距エリア数に達したか否かをチェックする
（Ｓ１０９、Ｓ１１１）。変数ｊが総測距エリア数に達
していないときは、Ｓ１０７へ戻り、変数ｊが総測距エ
リア数に達するまでＳ１０７〜Ｓ１１１の処理を繰返
し、全ての測距エリアの平均相対輝度ａｆ＿ａｖｅ
［ｊ］を求める（Ｓ１１１；Ｎ）。

【００２６】変数ｊが総測距エリア数に達したら、変数
ｊに０をセットし、４ＥＶ変換データに基づいて測距演
算を実行する（Ｓ１１１；Ｙ、Ｓ１１３、Ｓ１１５）。
続いて、測距エリア[ｊ]がローコンか否かを判定する
（Ｓ１１７）。本実施形態では、４ＥＶ変換データ最大
値と最小値の差が所定値以下である場合に、コントラス
トが低いと判定する。測距エリア[ｊ]をローコンでない
と判定したときは、Ｓ１３７へ進み、Ｓ１３７以降の処
理を実行する（Ｓ１１７；Ｎ）。測距エリア[ｊ]をロー
コンであると判定したときは、測距エリア[ｊ]を測距す
る光電変換素子群（ラインセンサ３６ｂ）のスタートア
ドレスｓ＿ａｄｒ[ｊ]を変数ａにセットし、変数ｉに０
をセットする（Ｓ１１７；Ｙ、Ｓ１１９、Ｓ１２１）。
そして、[ａ＋ｉ]番地の光電変換素子が出力した画素信
号を１０ビットＡ／Ｄ変換したＡＦ＿ＡＤ[ａ＋ｉ]値と
基準電圧ＶrefのＡ／Ｄ変換値（１０２３）とを比較し
（Ｓ１２３）、ＡＦ＿ＡＤ[ａ＋ｉ]値が基準電圧Ｖref
未満であったときは、基準電圧ＶrefのＡ／Ｄ変換値か
らＡＦ＿ＡＤ[ａ＋ｉ]値を減算した値をＷＤＡＴＡ値と
してメモリする（Ｓ１２３；Ｙ、Ｓ１２５）。ＡＦ＿Ａ
Ｄ[ａ＋ｉ]値が基準電圧ＶrefのＡ／Ｄ変換値以上であ
ったときは、０をＷＤＡＴＡ値としてメモリする（Ｓ１
２３；Ｎ、Ｓ１２７）。なお本実施形態では画素信号
を、電圧０Ｖを０とし、基準電圧Ｖrefを１０２３とす
る１０ビットの値にＡ／Ｄ変換している。したがって
ＡＦ＿ＡＤ[ａ＋ｉ]値は高輝度ほど小さくなり、その結
果、ＷＤＡＴＡ値は高輝度ほど大きくなり、低輝度ほど
小さくなる。

【００２７】続いて、２ＥＶ対数処理を実行する（Ｓ１
２９）。２ＥＶ対数処理は、詳細は後述するが、コント
ラストが所定値よりも低いと判定した測距エリアがある
場合に、その測距エリアの平均相対輝度を含む所定の輝
度範囲の画素データを２ＥＶレンジで再度対数変換する
処理である。２ＥＶ対数変換処理を実行したら、変数ｉ
に＋１加算し（Ｓ１３１）、変数ｉが測距エリア[ｊ]を
測距する光電変換素子の総数に達したか否かをチェック
する（Ｓ１３３）。変数ｉが測距エリア[ｊ]を測距する
光電変換素子の総数に達していないときは、Ｓ１２３へ
戻り、変数ｉが測距エリア[ｊ]の測距に使用する光電変
換素子の総数に達するまでＳ１２３〜Ｓ１３３の処理を
繰返し（Ｓ１３３；Ｎ）、変数ｉが測距エリア[ｊ]を測
距する光電変換素子の総数に達したときは、Ｓ１２９で
求めた２ＥＶ変換データに基づいて測距演算を実行する
（Ｓ１３３；Ｙ、Ｓ１３５）。

【００２８】続いてＳ１３７では変数ｊを＋１加算し、
変数ｊが測距エリア総数に達したか否かをチェックする
（Ｓ１３９）。変数ｊが測距エリア総数に達していない
ときは、Ｓ１１５に戻り、変数ｊが測距エリア総数に達
するまでＳ１１５〜Ｓ１３９の処理を繰返し、全測距エ
リアについて測距演算値を求める（Ｓ１３９；Ｎ）。そ
して変数ｊが測距エリア総数に達したら、求めた全測距
演算値について各測距演算値が有効であるか否かをチェ
ックする（Ｓ１３９；Ｙ、Ｓ１４１）。本実施形態で
は、測距演算値の信頼性が所定値以上あれば、有効な測
距演算値であると判断している。有効な測距演算値が１
つも得られなかったときは、測距エラーフラグに１をセ
ットしてリターンする（Ｓ１４１；Ｎ、Ｓ１４３）。有
効な測距演算値が得られたときは、測距エラーフラグに
０をセットし、所定条件を満たす測距演算値を選択し
て、選択した測距演算値からＬＬデータを算出し、求め
たＬＬデータに基づきレンズ駆動処理を実行してリター
ンする（Ｓ１４１；Ｙ、Ｓ１４５、Ｓ１４７、Ｓ１５
１）。

【００２９】次に測距処理のＳ１０３で実行されるＡ／
Ｄ入力及び４ＥＶ対数処理について、図１０に示される
フローチャート及び図６を参照して詳細に説明する。こ
の処理に入ると先ず、変数ｉに０をセットし、Ａ／Ｄ変
換器２１ｂを起動して測距回路３５から出力された最初
の画素信号を１０ビットＡ／Ｄ変換し、画素データを求
める（Ｓ２０１、Ｓ２０３）。画素信号（電圧）及び画
素データは、低輝度ほど大きくなり、高輝度ほど小さく
なる（図６（Ａ）（Ｂ）参照）。画素信号のＡ／Ｄ変換
が完了したら、求めた画素データをＡＦ＿ＡＤ［ｉ］と
してＲＡＭ２１ａにメモリし、メモリしたＡＦ＿ＡＤ
［ｉ］値と基準電圧Ｖref のＡ／Ｄ変換値を比較する
（Ｓ２０５；Ｙ、Ｓ２０７、Ｓ２０９）。

【００３０】ＡＦ＿ＡＤ［ｉ］値が基準電圧Ｖref のＡ
／Ｄ変換値未満であるときは、基準電圧Ｖref のＡ／Ｄ
変換値からＡＦ＿ＡＤ［ｉ］値を減算した値をＷＤＡＴ
Ａ値としてメモリする（Ｓ２０９；Ｙ、Ｓ２１１）。Ａ
Ｆ＿ＡＤ［ｉ］値が基準電圧Ｖref のＡ／Ｄ変換値以上
であるときは、０をＷＤＡＴＡ値としてメモリする（Ｓ
２０９；Ｎ、Ｓ２１３）。ＡＦ＿ＡＤ［ｉ］値は高輝度
ほど小さくなるので、ＷＤＡＴＡ値は高輝度ほど大きく
なり、低輝度ほど小さくなる（図６（Ｂ）参照）。

【００３１】続いてＡ／Ｄ変換器２１ｂを起動して次の
画素信号のＡ／Ｄ変換を開始し、ｉ番目のＷＤＡＴＡ値
を４ＥＶ対数変換してｉ番目の４ＥＶ変換データを求め
る４ＥＶ対数処理（ＷＤＡＴＡ，ｉ）を実行して、変数
ｉを＋１加算する（Ｓ２１５、Ｓ２１７、Ｓ２１９）。
そしてＳ２１５で開始したＡ／Ｄ変換が完了するまで待
機し（Ｓ２２１；Ｎ）、Ａ／Ｄ変換が完了したら、変数
ｉがラインセンサ３６ｂの光電変換素子総数に達したか
否かをチェックする（Ｓ２２１；Ｙ、Ｓ２２３）。変数
ｉがラインセンサ３６ｂの光電変換素子総数に達してい
なければ、Ｓ２２１で求めた画素データをＡＦ＿ＡＤ
［ｉ］値に上書きメモリし、ＡＦ＿ＡＤ［ｉ］値と基準
電圧Ｖref のＡ／Ｄ変換値を比較する（Ｓ２２３；Ｎ、
Ｓ２２５、Ｓ２２７）。ＡＦ＿ＡＤ［ｉ］値が基準電圧
Ｖref のＡ／Ｄ変換値未満であれば基準電圧Ｖref のＡ
／Ｄ変換値からＡＦ＿ＡＤ［ｉ］値を減算した値をＷＤ
ＡＴＡ値としてメモリし（Ｓ２２７；Ｙ、Ｓ２２９）、
ＡＦ＿ＡＤ［ｉ］値が基準電圧Ｖref のＡ／Ｄ変換値以
上であれば０をＷＤＡＴＡ値としてメモリして（Ｓ２２
７；Ｎ、Ｓ２３１）、Ｓ２１５に戻る。変数ｉがライン
センサ３６ｂの光電変換素子総数に達したときは、全光
電変換素子について、各光電変換素子が出力した画素信
号に基づき画素データ及び４ＥＶ変換データを求めたの
で、リターンする（Ｓ２２３；Ｙ）。

【００３２】次にＡ／Ｄ入力及び４ＥＶ対数処理のＳ２
１７で実行される４ＥＶ対数処理について、図１１に示
されるフローチャート及び図６（Ｃ）を参照して詳細に
説明する。この処理では、基準０ＥＶ（最高輝度）との
輝度差がΔ０ＥＶ〜Δ４ＥＶとなる基準輝度範囲の画素
データ（１０ビットＡ／Ｄ値）を４段階に対数変換（４
ＥＶ対数変換）し、８ビットの４ＥＶ変換データを求め
る。なお、求めた４ＥＶ変換データは、ＲＡＭ２１ａに
メモリする。

【００３３】ＷＤＡＴＡ値が５１２以上であるとき、即
ちΔ０ＥＶ〜Δ１ＥＶ範囲の画素データを４ＥＶ対数変
換するときは、次式；１９２＋（ＷＤＡＴＡ−５１２）
／８により算出した値をＷＤＡＴＡ´とし、２５５から
ＷＤＡＴＡ´を減算した値を４ＥＶ変換データとしてメ
モリし、リターンする（Ｓ３０１；Ｙ、Ｓ３０３、Ｓ３
１９）。この４ＥＶ対数変換により、Δ０ＥＶ〜Δ１Ｅ
Ｖ範囲の分解能は６４階調となる。ＷＤＡＴＡ値が２５
６以上５１２未満であるとき、即ちΔ１ＥＶ〜Δ２ＥＶ
範囲の画素データを４ＥＶ対数変換するときは、次式；
１２８＋（ＷＤＡＴＡ−２５６）／４により算出した値
をＷＤＡＴＡ´とし、２５５からＷＤＡＴＡ´値を減算
した値を４ＥＶ変換データとしてメモリし、リターンす
る（Ｓ３０１；Ｎ、Ｓ３０５；Ｙ、Ｓ３０７、Ｓ３１
９）。この４ＥＶ対数変換により、Δ１ＥＶ〜Δ２ＥＶ
範囲の分解能は６４階調となる。

【００３４】ＷＤＡＴＡ値が１２８以上２５６未満であ
るとき、即ちΔ２ＥＶ〜Δ３ＥＶ範囲の画素データを４
ＥＶ対数変換するときは、次式；６４＋（ＷＤＡＴＡ−
１２８）／２により算出した値をＷＤＡＴＡ´とし、２
５５からＷＤＡＴＡ´値を減算した値を４ＥＶ変換デー
タとしてメモリし、リターンする（Ｓ３０５；Ｎ、Ｓ３
０９；Ｙ、Ｓ３１１、Ｓ３１９）。この４ＥＶ対数変換
により、Δ２ＥＶ〜Δ３ＥＶ範囲の分解能は６４階調と
なる。ＷＤＡＴＡ値が６４以上１２８未満であるとき、
即ちΔ３ＥＶ〜Δ４ＥＶ範囲の画素データを４ＥＶ対数
変換するときは、次式；ＷＤＡＴＡ−６４により算出し
た値をＷＤＡＴＡ´とし、２５５からＷＤＡＴＡ´を減
算した値を４ＥＶ変換データとしてメモリし、リターン
する（Ｓ３０９；Ｎ、Ｓ３１３；Ｙ、Ｓ３１５、Ｓ３１
９）。この４ＥＶ対数変換により、Δ３ＥＶ〜Δ４ＥＶ
範囲の分解能は６４階調となる。

【００３５】ＷＤＡＴＡ値が６４未満であるとき、即ち
基準０ＥＶとの輝度差がΔ４ＥＶ以上となる低輝度範囲
の画素データを４ＥＶ対数変換するときは、ＷＤＡＴＡ
´に０をメモリし、２５５からＷＤＡＴＡ´値を減算し
た値、つまり２５５を４ＥＶ変換データとしてメモリ
し、リターンする（Ｓ３１３；Ｎ、Ｓ３１７、Ｓ３１
９）。この４ＥＶ対数変換により、基準０ＥＶとの輝度
差がΔ４ＥＶ以上となる低輝度範囲の４ＥＶ変換データ
は全て２５５となる。

【００３６】以上の４ＥＶ対数変換により、Δ０ＥＶ〜
Δ４ＥＶ範囲の分解能がほぼ等しい４ＥＶ変換データを
得ることができ、被写体の焦点状態を容易に判別するこ
とができる。

【００３７】次に測距処理のＳ１２９で実行される２Ｅ
Ｖ対数処理について、図１２に示されるフローチャート
及び図７を参照して詳細に説明する。この処理は、４Ｅ
Ｖ変換データからコントラストが低いと判定した測距エ
リアについて実行される処理であって、測距エリアの平
均相対輝度を含む所定の輝度範囲の分解能が高くなるよ
うに、その平均相対輝度を含む輝度範囲の画素データを
２ＥＶレンジで対数変換する処理である。

【００３８】この処理に入ると先ず、平均相対輝度ａｆ
＿ａｖｅ［ｊ］と所定値２ＥＶとを比較する（Ｓ４０
１）。平均相対輝度ａｆ＿ａｖｅ［ｊ］が２ＥＶ未満で
あるとき（Ｓ４０１；Ｙ）、即ち低輝度でコントラスト
が低い測距エリアについては、平均相対輝度ａｆ＿ａｖ
ｅ［ｊ］を含む低輝度範囲（図６のＷＤＡＴＡ値では最
小値６４、最大値２５６の範囲；図７ではΔ４〜Δ２Ｅ
Ｖ範囲）の分解能を高くするため、Ｓ４０３〜Ｓ４１７
の処理を実行する。ＷＤＡＴＡ値が２５６以上であると
き、即ちΔ０ＥＶ〜Δ２ＥＶ範囲の画素データを２ＥＶ
対数変換するときは、ＷＤＡＴＡ´に２５５をメモリ
し、２５５からＷＤＡＴＡ´を減算した値、つまり０を
２ＥＶ変換データとしてＡＦ＿２ＥＶ[ｉ]にメモリする
（Ｓ４０３；Ｙ、Ｓ４０５、Ｓ４１７）。これにより、
基準値０ＥＶとの輝度差がΔ２ＥＶ未満となる高輝度範
囲の２ＥＶ変換データは全て０に圧縮される。

【００３９】ＷＤＡＴＡ値が１２８以上２５６未満であ
るとき、即ちΔ２ＥＶ〜Δ３ＥＶ範囲の画素データを２
ＥＶ対数変換するときは、ＷＤＡＴＡ´にＷＤＡＴＡ値
をメモリし、２５５からＷＤＡＴＡ´を減算した値を２
ＥＶ変換データとしてＡＦ＿２ＥＶ[ｉ]にメモリする
（Ｓ４０３；Ｎ、Ｓ４０７；Ｙ、Ｓ４０９、Ｓ４１
７）。これにより、Δ２ＥＶ〜Δ３ＥＶ範囲の分解能は
１２８階調になり、４ＥＶ変換データの２倍となる。Ｗ
ＤＡＴＡ値が６４以上１２８未満であるとき、即ちΔ３
ＥＶ〜Δ４ＥＶ範囲の画素データを２ＥＶ対数変換する
ときは、次式；２×（ＷＤＡＴＡ−６４）より算出した
値をＷＤＡＴＡ´としてメモリし、２５５からＷＤＡＴ
Ａ´を減算した値を２ＥＶ変換データとしてＡＦ＿２Ｅ
Ｖ[ｉ]にメモリする（Ｓ４０７；Ｎ、Ｓ４１１；Ｙ、Ｓ
４１３、Ｓ４１７）。これにより、Δ３ＥＶ〜Δ４ＥＶ
範囲の分解能は１２８階調となり、４ＥＶ変換後データ
の２倍となる。ＷＤＡＴＡ値が６４未満であるとき、即
ちΔ４ＥＶ以上の範囲の画素データを２ＥＶ対数変換す
るときは、ＷＤＡＴＡ´に０をメモリし、２５５から０
を減算した値、つまり２５５を２ＥＶ変換データとして
ＡＦ＿２ＥＶ[ｉ]にメモリする（Ｓ４１１；Ｎ、Ｓ４１
５、Ｓ４１７）。これにより、基準値０ＥＶとの輝度差
がΔ４ＥＶ以上となる低輝度範囲の２ＥＶ変換データは
全て２５５に圧縮される。

【００４０】以上の処理により、平均相対輝度ａｆ＿ａ
ｖｅ［ｊ］を含む輝度範囲の分解能を高くすることがで
きるので、図７（Ａ）の測距エリアＲのように低輝度で
コントラストが低い測距エリアについても、数値上、コ
ントラストの明確な２ＥＶ変換データを得ることができ
る（図７（Ｄ））。

【００４１】平均相対輝度ａｆ＿ａｖｅ［ｊ］が２ＥＶ
未満でないとき（Ｓ４０１；Ｎ）、即ち高輝度でコント
ラストが低い測距エリアについては、平均相対輝度ａｆ
＿ａｖｅ［ｊ］を含む高輝度範囲（図６のＷＤＡＴＡ値
では最小値２５５、最大値１０２３の範囲；図７（Ａ）
ではΔ０〜Δ２ＥＶ範囲）の分解能を高くするため、Ｓ
４１９〜Ｓ４２９の処理を実行する。

【００４２】ＷＤＡＴＡ値が５１２以上であるとき、即
ちΔ０ＥＶ〜Δ１ＥＶ範囲の画素データを２ＥＶ対数変
換するときは、次式；１２８＋（ＷＤＡＴＡ−５１２）
／４より算出した値をＷＤＡＴＡ´とし、２５５からＷ
ＤＡＴＡ´値を減算した値を２ＥＶ変換データとしてＡ
Ｆ＿２ＥＶ[ｉ]にメモリする（Ｓ４１９；Ｙ、Ｓ４２
１、Ｓ４２９）。これにより、Δ０ＥＶ〜Δ１ＥＶ範囲
の分解能は１２８階調となり、４ＥＶ変換データの２倍
となる。ＷＤＡＴＡ値が２５６以上５１２未満であると
き、即ちΔ１ＥＶ〜Δ２ＥＶ範囲の画素データを２ＥＶ
対数変換するときは、次式；（ＷＤＡＴＡ−２５６）／
２により算出した値をＷＤＡＴＡ´とし、２５５からＷ
ＤＡＴＡ´値を減算した値を２ＥＶ変換データとしてＡ
Ｆ＿２ＥＶ[ｉ]にメモリする（Ｓ４１９；Ｎ、Ｓ４２
３；Ｙ、Ｓ４２５、Ｓ４２９）。これにより、Δ１ＥＶ
〜Δ２ＥＶ範囲の分解能は１２８階調となり、４ＥＶ変
換データの２倍となる。ＷＤＡＴＡ値が２５６未満であ
るとき、即ちΔ２ＥＶ以上の範囲の画素データを２ＥＶ
対数変換するときは、０をＷＤＡＴＡ´とし、２５５か
らＷＤＡＴＡ´値を減算した値、つまり２５５を２ＥＶ
変換データとしてＡＦ＿２ＥＶ[ｉ]にメモリする（Ｓ４
２３；Ｎ、Ｓ４２７、Ｓ４２９）。これにより、基準値
０ＥＶとの輝度差がΔ２ＥＶ以上となる低輝度範囲の２
ＥＶ変換データは全て２５５に圧縮される。

【００４３】以上の処理により、平均相対輝度ａｆ＿ａ
ｖｅ［ｊ］を含む輝度範囲の分解能を高くすることがで
きるので、図７（Ａ）の測距エリアＲのように高輝度で
コントラストが低い測距エリアについても、数値上、コ
ントラストが明確な２ＥＶ変換データを得ることができ
る（図７（Ｄ））。

【００４４】以上のように本実施形態では、４ＥＶ変換
データに基づく測距演算で適正な測距演算値が得られ
ず、且つコントラストが低い測距エリアについては、そ
の測距エリアの平均相対輝度を含む所定の輝度範囲の画
素データのみを２ＥＶ対数変換を実行するので、数値
上、コントラストが明確な２ＥＶ変換データを得られ
る。そのため、低輝度または高輝度でコントラストが低
い場合にも適正な測距演算値を得ることができるととも
に、対数変換レンジの異なる変換データを用いて何度も
測距演算を実行する必要がなく測距演算時間の短縮化が
図れる。

【００４５】以上、レンズシャッタ式カメラに搭載した
パッシブ型ＡＦ測距装置に適用した実施形態について説
明したが、本発明は一眼レフカメラに搭載されるパッシ
ブ型ＡＦ測距装置などにも適用できる。

【００４６】

【発明の効果】本発明によれば、コントラストが低いと
判定した測距エリアについては、該測距エリアの平均相
対輝度を含む所定の輝度範囲に対応する受光手段の出力
のみを再度対数変換するので、低輝度または高輝度でコ
ントラストが低い測距エリアでも、コントラストが明確
な変換データを得ることができる。そのため、コントラ
ストの明確な変換データに基づいて測距演算を実行で
き、測距精度の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の測距装置を搭載したレンズシャッタ
式カメラの一実施形態を示す正面図である。

【図２】同レンズシャッタ式カメラの上面図である。

【図３】同レンズシャッタ式カメラの背面図である。

【図４】同レンズシャッタ式カメラの回路構成の主要
部を示すブロック図である。

【図５】同レンズシャッタ式カメラの測距センサの概
要を説明する図である。

【図６】（Ａ）は、同測距センサの画素信号と時間の
関係を示す図であり、（Ｂ）は、時間ｔ１における同測
距センサの画素信号をＡ／Ｄ変換して求めた画素データ
を示す図であり、（Ｃ）は（Ｂ）の各画素データを４Ｅ
Ｖ対数変換して求めた４ＥＶ変換データを示す図であ
る。

【図７】同レンズシャッタ式カメラの測距処理の概要
を説明する図であり、（Ａ）は４ＥＶ変換データの一例
を示す図であり、（Ｂ）、（Ｄ）は測距エリアＬ、Ｒに
ついて２ＥＶ対数変換を実行した結果を示す図であり、
（Ｃ）は（Ａ）に示した測距エリアＣの４ＥＶ変換デー
タを示す図である。

【図８】同レンズシャッタ式カメラの撮影処理に関す
るフローチャートを示す図である。

【図９】同レンズシャッタ式カメラの測距処理に関す
るフローチャートを示す図である。

【図１０】同レンズシャッタ式カメラのＡ／Ｄ入力及
び４ＥＶ対数処理に関するフローチャートを示す図であ
る。

【図１１】同レンズシャッタ式カメラの４ＥＶ対数処
理に関するフローチャートを示す図である。

【図１２】同レンズシャッタ式カメラの２ＥＶ対数処
理に関するフローチャートである。

【符号の説明】

１カメラボディ２ズームレンズ１１緑ランプ２１ＣＰＵ２１ａＲＡＭ２１ｂＡ／Ｄ変換器３５測距回路３６測距センサ３６ａセパレータレンズ３６ｂラインセンサ３７測光回路３７ａ測光センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体光を各測距エリア毎に受光して積
分し、出力する受光手段と、該受光手段の出力を所定の変換レンジで対数変換する対
数変換手段と、前記受光手段の出力に基づいて、コントラストが所定値
より低いか否かを各測距エリア毎に判定する判定手段
と、前記判定手段によってコントラストが所定値よりも低い
と判定された測距エリアについては、該測距エリアの平
均相対輝度を含む所定の輝度範囲に対応する前記受光手
段の出力を前記対数変換手段に再度対数変換させる制御
手段と、を備えたことを特徴とする測距装置。
【請求項２】請求項１記載の測距装置において、前記
制御手段は、前記受光手段の出力に基づいて前記各測距
エリアの平均相対輝度を求める測距装置。
【請求項３】請求項２記載の測距装置において、前記
制御手段は、前記対数変換手段が対数変換して求めた変
換データを前記受光手段の出力とし、該変換データを所
定の基準値からの差に変換し、該変換値を各測距エリア
毎に平均して前記各測距エリアの平均相対輝度を求める
測距装置。
【請求項４】請求項３記載の測距装置において、前記判
定手段は、前記対数変換手段が対数変換して求めた変換
データに基づいて、コントラストが所定値よりも低いか
否かを各測距エリア毎に判定する測距装置。
【請求項５】請求項１から４のいずれか一項に記載の
測距装置において、前記制御手段は、前記対数変換手段
に対数変換を再実行させるときは、前記所定の変換レン
ジとは異なる変換レンジで対数変換させる測距装置。
【請求項６】請求項１から５のいずれか一項に記載の
測距装置において、前記対数変換手段によって対数変換
された変換データに基づいて測距演算を実行する演算手
段を備え、該演算手段は、前記判定手段によってコントラストが所定値よりも低く
ないと判定された測距エリアについては、基準輝度範囲
に対応する前記受光手段の出力を対数変換した第１変換
データに基づいて測距演算を実行し、前記判定手段によってコントラストが所定値よりも低い
と判定された測距エリアについては、前記基準輝度範囲
よりも狭い、該測距エリアの平均相対輝度を含む所定の
輝度範囲に対応する前記受光手段の出力を対数変換した
第２変換データに基づいて測距演算を実行する測距装
置。