JP3793403B2 - 測距装置 - Google Patents
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Description
【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）として各光電変換素子毎に出力し、これらの画素データ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、例えば、低輝度部分は分解能が低いため、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、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、それぞれが受光した被写体光を光電変換して積分し、電気的な画素信号として出力する複数の光電変換素子を備えた受光手段と、該画素信号をＡ／Ｄ変換して画素データを求めるＡ／Ｄ変換手段と、前記画素データを対数変換してセンサデータを求める対数変換手段と、前記対数変換手段が対数変換して求めたセンサデータに基づき測距演算を行う演算手段と、前記測距演算で有効な測距演算値が得られたかどうかを判断し、さらに前記センサデータに基づき、コントラストが所定値以上あるかどうか及び被写体輝度が所定値よりも高いかどうかを判断する判断手段と、この判断手段により、有効な測距値が得られておらず且つコントラストが低くて被写体輝度が高いと判断されたとき、前記対数変換手段の動作を禁止し、前記センサデータではなく前記画素データに基づいて前記演算手段に測距演算を再実行させる制御手段とを備えたことに特徴を有する。
【０００５】
制御手段は、対数変換手段の動作を禁止した後、受光手段に積分を再実行させ、該受光手段から新たに出力された画素信号をＡ／Ｄ変換手段を介し画素データに変換させて、この新たな画素データに基づき演算手段に測距演算を実行させることが好ましい。
【０００６】
また本発明は、それぞれが受光した被写体光を光電変換して積分し、電気的な画素信号として出力する複数の光電変換素子を備えた受光手段と、前記画素信号をＡ／Ｄ変換して画素データを求めるＡ／Ｄ変換手段と、この画素データを対数変換してセンサデータを求める対数変換手段と、このセンサデータに基づき測距演算を行う演算手段とを備え、前記受光手段は、受光した被写体光を各光電変換素子毎に光電変換して積分し、該各積分電荷を画素信号として前記各光電変換素子毎に順番に出力し、前記Ａ／Ｄ変換手段は、前記画素信号を入力及びＡ／Ｄ変換して画素データを求め、該求めた画素データが前記対数変換手段によって対数変換される間に、次の画素信号を入力してＡ／Ｄ変換することに特徴を有する。
【０００７】
以上の構成によれば、画素データの分解能を大きくして測距演算することができ、測距精度の向上を図れる。
【０００８】
【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、ＡＦ用補助投光窓３、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３〜６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、ＡＦ用補助光源、パッシブＡＦ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。
【０００９】
カメラ１の上飾り板７には、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ＳＷＳがオンし、全押しでレリーズスイッチＳＷＲがオンする。
【００１０】
カメラ１の背面には、その中央部に電源をオン／オフするメインスイッチレバー１０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１の背面の接眼窓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。
【００１１】
次に、カメラ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１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ＲＡＭ２１ｃ、Ａ／Ｄ変換器２１ａおよびカウンタ２１ｂを内蔵しており、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に、変換手段、演算手段及び判断手段としての機能も有する。
【００１２】
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ＳＷＭ、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。
【００１３】
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。ズームレンズ２の焦点距離およびレンズ位置は、ズームコード入力回路４３によって検知される。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１の外観内に収まる収納位置までズームモータ３０を駆動し、電源がオンされた時にはズームレンズ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。
【００１４】
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、図示しない測光センサを備えていて、測光窓６から入射した被写体光を測光センサで受光し、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。
【００１５】
ＣＰＵ２１は、求めた被写体輝度およびＤＸ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ＡＥ演算を実行し、適正シャッタ速度および適正絞り値を求める。ＤＸコード入力回路４５は、カメラ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ＣＰＵ２１に出力する回路である。
【００１６】
また、ＣＰＵ２１は、測距回路３５から入力した画素信号をＡ／Ｄ変換して画素データを求め、さらに画素データを対数変換してセンサデータを求め、求めたセンサデータに基づいて測距演算を実行する。ただし、対数変換を実行しない場合（後述する）にＣＰＵ２１は、求めた画素データに基づいて測距演算を実行する。測距演算において、所定条件を満たす有効な測距演算値が得られたときは、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を介して駆動するとともに、緑ランプ１１を点灯させる。一方、有効な測距演算値が得られなかったときは、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。
【００１７】
測距回路３５は、不図示の撮影画面内の測距ゾーンに含まれる被写体像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アナログの画素信号（電圧）に変換して出力する測距センサ３６（図５）を有している。測距センサ３６は、フィルム面と光学的に等価な位置にある焦点面ＥＰに形成された被写体像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上に再結像する。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。
また測距回路３５は、ラインセンサ３６ｂの積分値をモニタするモニタセンサ（図示せず）を備えている。ＣＰＵ２１は、モニタセンサの出力を検知しながらラインセンサ３６ｂの積分終了を制御する。
【００１８】
ＡＦ補助投光回路３９は、被写体輝度が低いとき、または被写体のコントラストが低いとＣＰＵ２１が判断したときに、ＣＰＵ２１の制御下で被写体に向けてコントラストパターンを照射する回路である。
【００１９】
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、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。
【００２０】
露出が終了すると、ＣＰＵ２１はフィルム給送信号入力回路４１によりフィルム給送信号を入力し、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、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を作動させてフィルムの巻戻しを行う。
【００２１】
以上はカメラ１の主要部材であるが、カメラ１は、図示しないが、セルフタイマ動作を表示するセルフランプ、ＣＰＵ２１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。
【００２２】
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）と時間の関係を示してある。図においてＶref は基準電圧である。画素信号Ｖｘは、各光電変換素子が積分した電荷分だけ時間経過とともに基準電圧Ｖrefから下降する。ＣＰＵ２１は、いずれかの画素データが０Ｖに達した時または所定の最大積分時間経過時のいずれか早い時にラインセンサ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、被写体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、各光電変換素子が受光した範囲が高輝度であるほど画素信号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、測距センサ３６が受光した最高輝度レベルの画素信号Ｖｅを基準（０ＥＶ）とし、画素信号Ｖｘが高いほど、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１ＥＶの輝度差の場合として示してある。
【００２３】
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（Ｖ）〜Ｖref レンジで１０ビットＡ／Ｄ変換して求めた画素データ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。なお、ΔＥＶは基準電圧Ｖrefに対応する輝度と画素データＶｘ´（Ａ／Ｄ変換値）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は下記の式で定義される。表１には、ΔＥＶと画素データＶａ´〜Ｖｅ´の関係を示した。
ΔＥＶ＝ｌｏｇ2（Ｖref´−Ｖｘ´）
【表１】
【００２４】
図６（Ｃ）には、図６（Ｂ）に示す各画素データＶｘ´をさらに８ビットの０〜２５５階調に、１ＥＶを６４分割して対数変換（４ＥＶ対数変換）した結果を棒グラフで示してある。図において、縦軸は対数変換値を示し、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る。本実施形態では、図６（Ｂ）に示す最も高輝度であった画素データＶｅ´を基準０［ＥＶ］として、画素データＶｅ´との輝度差が４ＥＶ以内となる範囲について４ＥＶ対数変換を実行する。
【００２５】
図６（Ｂ）に示す画素データをそのまま測距演算に用いると、画素データの低輝度部分の分解能が低いため、使用者の所望する被写体が低輝度部分に存在するような場合には適切な測距演算値を得られないことがある。しかしながら、画素データを対数変換して低輝度部分の分解能を高めようとすると、逆に高輝度部分の分解能が低下しすぎるおそれがある。
そこで本実施形態では、先ず、測距センサ３６の積分を実行させ、測距センサ３６が出力した画素信号をＡ／Ｄ変換して画素データを求め、求めた画素データをさらに４ＥＶ対数変換して４ＥＶセンサデータを求め、この４ＥＶセンサデータを用いて測距演算を行う。Ａ／Ｄ変換して求めた画素データをさらに対数変換すれば図６（Ｃ）に示すように低輝度部分の分解能が高くなるので、被写体輝度が低い場合に有利である。しかし、４ＥＶセンサデータに基づく測距演算で有効な測距演算値が得られず、かつ４ＥＶセンサデータにおいて高輝度部分のデータ差がない（高輝度でローコン）と判断した場合は、画素データの対数変換を禁止とし、測距センサ３６の積分を再実行し、測距センサ３６から出力された画素信号をＡ／Ｄ変換して画素データを求め、求めた画素データに基づき測距演算を行う。この画素データに基づく測距演算では、４ＥＶセンサデータに比べて、低輝度部分の分解能は低下するが高輝度部分の分解能は高くなるので、被写体輝度が高い場合に有利になる。なお、画素データ及び４ＥＶセンサデータはＲＡＭ２１ｃにメモリされる。
【００２６】
次に、カメラ１の動作について、図７〜図１０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７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。
【００２７】
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、Ｓ１３）。測距処理は、詳細は後述するが、測距センサ３６の各光電変換素子から出力された画素信号を入力して測距演算値を演算し、求め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。
【００２８】
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、即ち有効な測距演算値が得られなかったときは、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。
【００２９】
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ＳＷＳ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ＳＷＳがオンしているときは、レリーズスイッチＳＷＲ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、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（Ｓ２５；Ｙ、Ｓ２７、Ｓ２９）。
【００３０】
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）。
【００３１】
次にＳ１３で実行される測距処理について図８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、Ｓ１１の測光処理で求めた測光値Ｂｖが所定値ａ以下かどうかをチェックする（Ｓ１０１）。
【００３２】
求めた測光値Ｂｖが所定値ａより大きかったときは、ＡＦ補助投光は必要ない程度の被写体輝度があるため、測距センサ３６の感度を低感度に設定し、測距センサ３６の積分を開始してタイムアップリミットＢをセットする（Ｓ１０１；Ｎ、Ｓ１０３、Ｓ１０５）。タイムアップリミットＢは測距センサ３６の最大積分時間である。ＣＰＵ２１は、いずれかの画素信号が積分終了値に達した時または最大積分時間経過時のいずれか早い時に積分を終了させて、各画素データを入力するセンサデータ入力処理を実行する（Ｓ１０７）。センサデータ入力処理は、詳細は後述するが、Ｓ１０７ではラインセンサ３６ｂの各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、さらに４ｅＶ対数変換（４段階の対数変換）して４ｅＶセンサデータを求める処理である。本実施形態では４ｅＶセンサデータは８ビットデータである。センサデータ入力処理を実行したら、求めた４ｅＶセンサデータに基づき測距演算を実行し、有効な測距演算値が得られたかどうかをチェックする（Ｓ１０９、Ｓ１１１）。ＣＰＵ２１は測距演算値の信頼性が所定値以上あれば有効であると判断する。有効な測距演算値が得られなかった場合は、測距エラーフラグをセットしてリターンする（Ｓ１１１；Ｎ、Ｓ１１３）。有効な測距演算値が得られた場合は、Ｓ１５５へ進む（Ｓ１１１；Ｙ）。
【００３３】
求めた測光値Ｂｖが所定値ａ以下であったときは、ＡＦ補助投光が必要な被写体輝度であるため、測距センサ３６の感度を低感度に設定してＡＦ補助投光回路３９を作動させ、被写体に補助光を照射しながら測距センサ３６の積分を開始してタイムアップリミットＢをセットし、センサデータ処理を実行する（Ｓ１０１；Ｙ、Ｓ１１５、Ｓ１１７、Ｓ１１９）。そして、求めた４ｅＶセンサデータに基づき測距演算を実行し、タイムアップリミットＢがタイムアップしたかどうかをチェックする（Ｓ１２１、Ｓ１２３）。タイムアップリミットＢがタイムアップしていなかったとき、即ち被写体輝度が十分ではないが少しは高いときは、４ＥＶセンサデータに基づく測距演算で有効な測距演算値が得られたかどうかをチェックし（Ｓ１２３；Ｎ、Ｓ１２５）、有効な測距演算値が得られたときはＳ１５５へ進む（Ｓ１２５；Ｙ）。有効な測距演算値が得られなかったときは、４ｅＶセンサデータの各データ差に基づいてコントラストがあるかどうかをチェックする（Ｓ１２５；Ｎ、Ｓ１２７）。ＣＰＵ２１は、４ＥＶセンサデータの隣り合う画素のデータ差を求め、その絶対値の総和が所定値以上である場合にコントラストがあると判断する。コントラストがあると判断した場合は、何らかの原因により測距演算が正常に行われなかったと考えられるため、Ｓ１３９に進んで測距エラーフラグをセットしリターンする（Ｓ１２７；Ｎ、Ｓ１３９）。
【００３４】
コントラストがないと判断した場合には、Ｓ１１９のセンサデータ入力処理で対数圧縮したために高輝度部分の分解能が低くなり、有効な測距演算値を得られなかったと考えられるので、対数変換を禁止とし、測距センサ３６から入力した画素信号をＡ／Ｄ変換のみして画素データを求め、高輝度部分の分解能が高いままの画素データを用いて測距演算を行う。
【００３５】
先ず、測距センサ３６の感度を低感度に設定してＡＦ補助投光回路３９を作動させ、被写体に補助光を照射しながら積分を開始してタイムアップリミットＢをセットし、センサデータ入力処理を実行する（Ｓ１２７；Ｙ、Ｓ１２９、Ｓ１３１、Ｓ１３３）。Ｓ１３３のセンサデータ入力処理では、画素データの対数変換は実行せず、測距センサ３６から入力した画素信号を１０ビットＡ／Ｄ変換のみして画素データを求める。センサデータ入力処理を実行したら、求めた画素データに基づき測距演算を行い（Ｓ１３５）、算出した測距演算値が有効であるかどうかをチェックして（Ｓ１３７）、有効な測距演算値が得られたときはＳ１５５へ進み（Ｓ１３７；Ｙ）、有効な測距演算値が得られなかったときは測距エラーフラグをセットしてリターンする（Ｓ１３７；Ｎ、Ｓ１３９）。
【００３６】
Ｓ１２３でタイムアップリミットＢがタイムアップしたとき、即ち被写体輝度が低いときは、４ＥＶセンサデータに基づく測距演算で有効な測距演算値が得られたかどうかをチェックし（Ｓ１２３；Ｙ、Ｓ１４１）、有効な測距演算値が得られたときはＳ１５５へ進む（Ｓ１４１；Ｙ）。有効な測距演算値が得られなかったときは、被写体輝度が低すぎるためだと考えられるので、測距センサ３６の感度を高感度に設定してＡＦ補助投光回路３９を作動させ、被写体に補助光を照射しながら積分を開始させ、タイムアップリミットＣをセットし、センサデータ入力処理を実行して４ｅＶセンサデータを求める（Ｓ１４１；Ｎ、Ｓ１４３、Ｓ１４５、Ｓ１４７）。タイムアップリミットＣはタイムアップリミットＢよりも長く設定されたタイマである。
【００３７】
そして、求めた４ｅＶセンサデータに基づき測距演算を実行し、求めた測距演算値が有効であるかどうかをチェックする（Ｓ１４９、Ｓ１５１）。有効な測距演算値が得られなかったときは、測距エラーフラグをセットしてリターンする（Ｓ１５１；Ｎ、Ｓ１５３）。有効な測距演算値が得られたときは、Ｓ１５５へ進む（Ｓ１５１；Ｙ）。Ｓ１５５では、測距エラーフラグをクリアする。そして、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（Ｓ１５７、Ｓ１５９、Ｓ１６１）
【００３８】
次にＳ１０７、Ｓ１１９、Ｓ１３３、Ｓ１４７で実行されるセンサデータ入力処理について図９に示されるフローチャート及び図６（Ｂ）を参照して詳細に説明する。本実施形態において対数変換を実行する場合、１個の画素信号をＡ／Ｄ変換して対数変換する間に、次の画素信号をＡ／Ｄ変換する構成にしている。この処理に入ると先ず、Ａ／Ｄ変換器２１ａを起動して測距センサ３６から出力された最初の画素信号を１０ビットＡ／Ｄ変換する（Ｓ２０１）。画素信号及び画素データ（Ａ／Ｄ変換値）は被写体輝度が低いほど大きくなる。画素信号のＡ／Ｄ変換が完了したら、求めた画素データと基準電圧Ｖref のＡ／Ｄ変換値Ｖref´を比較する（Ｓ２０３；Ｙ、Ｓ２０５）。本実施形態では、電圧０Ｖを０、基準電圧Ｖref の１０ビットＡ／Ｄ変換値Ｖref´を１０２３としている。求めた画素データが基準電圧Ｖref´よりも小さいときは、ＷＤＡＴＡに基準電圧Ｖref´から画素データを引いた値をメモリする（Ｓ２０５；Ｙ、Ｓ２０７）。画素データが基準電圧Ｖref´以上であるときは、０をＷＤＡＴＡとしてメモリする（Ｓ２０５；Ｎ、Ｓ２０９）。したがって、被写体輝度が低い部分ほどＷＤＡＴＡの値は小さくなる。
【００３９】
次に、カウンタ２１ｂに測距センサ３６から出力される画素信号の総数をセットし、Ａ／Ｄ変換器２１ａを起動し、画素データを対数変換するかどうかチェックする（Ｓ２１１、Ｓ２１３、Ｓ２１５）。対数変換を実行するとき、即ちＳ１０７、Ｓ１１９及びＳ１４７のセンサデータ入力処理では、次の画素信号を入力してＡ／Ｄ変換するのと並行して対数処理を行い、次の画素信号のＡ／Ｄ変換が完了するまで待機する（Ｓ２１５；Ｙ、Ｓ２１７、Ｓ２１９；Ｎ）。対数処理は、詳細は後述するが、ここではＳ２０７またはＳ２０９でメモリしたＷＤＡＴＡを８ビットに４ＥＶ対数変換する処理である。対数変換を実行しないとき、即ちＳ１３５のセンサデータ入力処理では、Ｓ２１７をスキップして次の画素信号のＡ／Ｄ変換が完了するのを待つ（Ｓ２１５；Ｎ、Ｓ２１９；Ｎ）。
【００４０】
画素データのＡ／Ｄ変換が完了したら、Ｓ２０５〜Ｓ２０９と同様に、基準電圧Ｖref´及び画素データからＷＤＡＴＡを求め、ＲＡＭ２１ｃにメモリする（Ｓ２１９；Ｙ、Ｓ２２１、Ｓ２２３、Ｓ２２５）。ＷＤＡＴＡをメモリしたら、カウンタ値を１減算し、カウンタ値が１になるまでＳ２１３〜Ｓ２２７の処理を繰り返す（Ｓ２２７、Ｓ２２９；Ｎ、Ｓ２１３〜Ｓ２２７）。そしてカウンタ値が１になったときは対数変換を実行するかどうかを再チェックし、対数変換を実行するとき、即ちＳ１０７、Ｓ１１９及びＳ１４９のセンサデータ入力処理では、対数処理を実行し、最後の画素データを４ｅＶ対数変換してリターンする（Ｓ２２９；Ｙ、Ｓ２３１；Ｙ、Ｓ２３３）。対数変換を実行しないとき、即ちＳ１３５のセンサデータ入力処理では、Ｓ２３３をスキップしてリターンする（Ｓ２３１；Ｎ）。
【００４１】
次にＳ２１７、Ｓ２３３で実行される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（Ｂ）、（Ｃ）を参照してより詳細に説明する。本実施形態では、この処理により、１０ビットのセンサデータを４ｅＶ対数変換して８ビットの４ｅＶセンサデータを求める。
【００４２】
ＷＤＡＴＡが５１２以上であるときは、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センサデータとしてメモリし、リターンする（Ｓ３０１；Ｙ、Ｓ３０３、Ｓ３１９）。ＷＤＡＴＡが２５６以上５１２未満であるときは、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センサデータとしてメモリし、リターンする（Ｓ３０１；Ｎ、Ｓ３０５；Ｙ、Ｓ３０７、Ｓ３１９）。ＷＤＡＴＡが１２８以上２５６未満であるときは、次式；６４＋（ＷＤＡＴＡ−１２８）／２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センサデータとしてメモリし、リターンする（Ｓ３０５；Ｎ、Ｓ３０９；Ｙ、Ｓ３１１、Ｓ３１９）。ＷＤＡＴＡが６４以上１２８未満であるときは、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センサデータとしてメモリし、リターンする（Ｓ３０９；Ｎ、Ｓ３１３；Ｙ、Ｓ３１５、Ｓ３１９）。ＷＤＡＴＡが６４未満であるときは、０をＷＤＡＴＡ´とし、２５５からＷＤＡＴＡ´を減算した値、つまり２５５を４ｅＶセンサデータとしてメモリし、リターンする（Ｓ３１３；Ｎ、Ｓ３１７、Ｓ３１９）。したがって、画素データＶｅ´との輝度差が４ＥＶを超える画素データは４ＥＶ対数変換によって全て２５５となり、画素データＶｅ´との輝度差が４ＥＶ以内となる輝度範囲について４ＥＶセンサデータが得られる（図６（Ｃ）参照）。
【００４３】
以上の処理により、低輝度部分の分解能が高くなるため、低輝度部分と高輝度部分の分解能がほぼ等しい状態となり、被写体の焦点状態を容易に判別することができるようになる。したがって、低輝度部分に使用者の所望する被写体が存在する場合でも測距処理のＳ１０９、Ｓ１２１、Ｓ１４９で実行測距演算で適正な測距演算値を得ることができる。なお、本実施形態では、１０ビットＡ／Ｄ変換値を８ビットに圧縮して対数変換しているが、本発明はこれに限定されず、例えば、１０ビットＡ／Ｄ変換値を１０ビットに対数変換してもよく、また８ビットＡ／Ｄ変換値を８ビットに対数変換してもよい。
【００４４】
以上のように、本実施形態では、測距センサ３６が出力する画素信号をＡ／Ｄ変換及び４ＥＶ対数変換して４ＥＶセンサデータを求め、４ＥＶセンサデータを用いることにより低輝度部分の分解能を高くして測距演算を実行するので、低輝度部分に使用者の所望する被写体が存在する場合にも適正な測距演算値を得ることができる。また有効な測距演算値が得られず、且つ高輝度でコントラストがない場合には、４ＥＶ対数変換を禁止し、Ａ／Ｄ変換のみした画素データを測距演算に用いて高輝度部分の分解能を高くするので、適正な測距演算値を得ることができる。また画素データに基づく測距演算を行うときは、対数変換を実行しないので、処理の迅速化を図れる。
【００４５】
また、本発明は多点式測距装置にも適用することができる。その場合は、画素データを入力してＡ／Ｄ変換し、さらに対数変換する上記の処理を同様にして各測距エリア毎に実行すればよい。
【００４６】
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。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば、受光手段が出力した画素信号をＡ／Ｄ変換して画素データを求め、求めた画素データをさらに対数変換して求めたセンサデータを求め、この低輝度部分の分解能を高くしたセンサデータを用いて測距演算を行うので、使用者の所望する被写体が低輝度部分に存在する場合でも適正な測距演算値を得ることができる。また、本発明は、対数変換して求めたセンサ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被写体輝度が高い及びコントラストがないと判断できる場合には、対数変換を禁止し、受光手段が出力した画素信号についてＡ／Ｄ変換のみ実行して高輝度部分の分解能を高くした画素データに基づき測距演算を行うので、使用者の所望する被写体が高輝度部分に存在する場合でも適正な測距演算値を得ることができる。
【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の形態を示す正面図である。
【図２】 同カメラの上面図である。
【図３】 同カメラの背面図である。
【図４】 同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】 同カメラの測距センサの概要を示す図である。
【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）の画素データを４ＥＶ対数変換して求めた４ＥＶセンサデータを示す図である。
【図７】 同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８】 同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９】 同カメラのセンサデータ入力処理に関するフローチャートを示す図である。
【図１０】 同カメラの対数処理に関するフローチャートを示す図である。
【符号の説明】
１ カメラ
２ ズームレンズ
２１ ＣＰＵ
２１ａ Ａ／Ｄ変換器
２１ｂ カウンタ
２１ｃ ＲＡＭ
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
【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）として各光電変換素子毎に出力し、これらの画素データ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、例えば、低輝度部分は分解能が低いため、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、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、それぞれが受光した被写体光を光電変換して積分し、電気的な画素信号として出力する複数の光電変換素子を備えた受光手段と、該画素信号をＡ／Ｄ変換して画素データを求めるＡ／Ｄ変換手段と、前記画素データを対数変換してセンサデータを求める対数変換手段と、前記対数変換手段が対数変換して求めたセンサデータに基づき測距演算を行う演算手段と、前記測距演算で有効な測距演算値が得られたかどうかを判断し、さらに前記センサデータに基づき、コントラストが所定値以上あるかどうか及び被写体輝度が所定値よりも高いかどうかを判断する判断手段と、この判断手段により、有効な測距値が得られておらず且つコントラストが低くて被写体輝度が高いと判断されたとき、前記対数変換手段の動作を禁止し、前記センサデータではなく前記画素データに基づいて前記演算手段に測距演算を再実行させる制御手段とを備えたことに特徴を有する。
【０００５】
制御手段は、対数変換手段の動作を禁止した後、受光手段に積分を再実行させ、該受光手段から新たに出力された画素信号をＡ／Ｄ変換手段を介し画素データに変換させて、この新たな画素データに基づき演算手段に測距演算を実行させることが好ましい。
【０００６】
また本発明は、それぞれが受光した被写体光を光電変換して積分し、電気的な画素信号として出力する複数の光電変換素子を備えた受光手段と、前記画素信号をＡ／Ｄ変換して画素データを求めるＡ／Ｄ変換手段と、この画素データを対数変換してセンサデータを求める対数変換手段と、このセンサデータに基づき測距演算を行う演算手段とを備え、前記受光手段は、受光した被写体光を各光電変換素子毎に光電変換して積分し、該各積分電荷を画素信号として前記各光電変換素子毎に順番に出力し、前記Ａ／Ｄ変換手段は、前記画素信号を入力及びＡ／Ｄ変換して画素データを求め、該求めた画素データが前記対数変換手段によって対数変換される間に、次の画素信号を入力してＡ／Ｄ変換することに特徴を有する。
【０００７】
以上の構成によれば、画素データの分解能を大きくして測距演算することができ、測距精度の向上を図れる。
【０００８】
【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、ＡＦ用補助投光窓３、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３〜６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、ＡＦ用補助光源、パッシブＡＦ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。
【０００９】
カメラ１の上飾り板７には、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ＳＷＳがオンし、全押しでレリーズスイッチＳＷＲがオンする。
【００１０】
カメラ１の背面には、その中央部に電源をオン／オフするメインスイッチレバー１０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１の背面の接眼窓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。
【００１１】
次に、カメラ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１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ＲＡＭ２１ｃ、Ａ／Ｄ変換器２１ａおよびカウンタ２１ｂを内蔵しており、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に、変換手段、演算手段及び判断手段としての機能も有する。
【００１２】
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ＳＷＭ、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。
【００１３】
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。ズームレンズ２の焦点距離およびレンズ位置は、ズームコード入力回路４３によって検知される。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１の外観内に収まる収納位置までズームモータ３０を駆動し、電源がオンされた時にはズームレンズ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。
【００１４】
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、図示しない測光センサを備えていて、測光窓６から入射した被写体光を測光センサで受光し、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。
【００１５】
ＣＰＵ２１は、求めた被写体輝度およびＤＸ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ＡＥ演算を実行し、適正シャッタ速度および適正絞り値を求める。ＤＸコード入力回路４５は、カメラ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ＣＰＵ２１に出力する回路である。
【００１６】
また、ＣＰＵ２１は、測距回路３５から入力した画素信号をＡ／Ｄ変換して画素データを求め、さらに画素データを対数変換してセンサデータを求め、求めたセンサデータに基づいて測距演算を実行する。ただし、対数変換を実行しない場合（後述する）にＣＰＵ２１は、求めた画素データに基づいて測距演算を実行する。測距演算において、所定条件を満たす有効な測距演算値が得られたときは、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を介して駆動するとともに、緑ランプ１１を点灯させる。一方、有効な測距演算値が得られなかったときは、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。
【００１７】
測距回路３５は、不図示の撮影画面内の測距ゾーンに含まれる被写体像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アナログの画素信号（電圧）に変換して出力する測距センサ３６（図５）を有している。測距センサ３６は、フィルム面と光学的に等価な位置にある焦点面ＥＰに形成された被写体像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上に再結像する。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。
また測距回路３５は、ラインセンサ３６ｂの積分値をモニタするモニタセンサ（図示せず）を備えている。ＣＰＵ２１は、モニタセンサの出力を検知しながらラインセンサ３６ｂの積分終了を制御する。
【００１８】
ＡＦ補助投光回路３９は、被写体輝度が低いとき、または被写体のコントラストが低いとＣＰＵ２１が判断したときに、ＣＰＵ２１の制御下で被写体に向けてコントラストパターンを照射する回路である。
【００１９】
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、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。
【００２０】
露出が終了すると、ＣＰＵ２１はフィルム給送信号入力回路４１によりフィルム給送信号を入力し、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、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を作動させてフィルムの巻戻しを行う。
【００２１】
以上はカメラ１の主要部材であるが、カメラ１は、図示しないが、セルフタイマ動作を表示するセルフランプ、ＣＰＵ２１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。
【００２２】
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）と時間の関係を示してある。図においてＶref は基準電圧である。画素信号Ｖｘは、各光電変換素子が積分した電荷分だけ時間経過とともに基準電圧Ｖrefから下降する。ＣＰＵ２１は、いずれかの画素データが０Ｖに達した時または所定の最大積分時間経過時のいずれか早い時にラインセンサ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、被写体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、各光電変換素子が受光した範囲が高輝度であるほど画素信号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、測距センサ３６が受光した最高輝度レベルの画素信号Ｖｅを基準（０ＥＶ）とし、画素信号Ｖｘが高いほど、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１ＥＶの輝度差の場合として示してある。
【００２３】
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（Ｖ）〜Ｖref レンジで１０ビットＡ／Ｄ変換して求めた画素データ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。なお、ΔＥＶは基準電圧Ｖrefに対応する輝度と画素データＶｘ´（Ａ／Ｄ変換値）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は下記の式で定義される。表１には、ΔＥＶと画素データＶａ´〜Ｖｅ´の関係を示した。
ΔＥＶ＝ｌｏｇ2（Ｖref´−Ｖｘ´）
【表１】
図６（Ｃ）には、図６（Ｂ）に示す各画素データＶｘ´をさらに８ビットの０〜２５５階調に、１ＥＶを６４分割して対数変換（４ＥＶ対数変換）した結果を棒グラフで示してある。図において、縦軸は対数変換値を示し、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る。本実施形態では、図６（Ｂ）に示す最も高輝度であった画素データＶｅ´を基準０［ＥＶ］として、画素データＶｅ´との輝度差が４ＥＶ以内となる範囲について４ＥＶ対数変換を実行する。
【００２５】
図６（Ｂ）に示す画素データをそのまま測距演算に用いると、画素データの低輝度部分の分解能が低いため、使用者の所望する被写体が低輝度部分に存在するような場合には適切な測距演算値を得られないことがある。しかしながら、画素データを対数変換して低輝度部分の分解能を高めようとすると、逆に高輝度部分の分解能が低下しすぎるおそれがある。
そこで本実施形態では、先ず、測距センサ３６の積分を実行させ、測距センサ３６が出力した画素信号をＡ／Ｄ変換して画素データを求め、求めた画素データをさらに４ＥＶ対数変換して４ＥＶセンサデータを求め、この４ＥＶセンサデータを用いて測距演算を行う。Ａ／Ｄ変換して求めた画素データをさらに対数変換すれば図６（Ｃ）に示すように低輝度部分の分解能が高くなるので、被写体輝度が低い場合に有利である。しかし、４ＥＶセンサデータに基づく測距演算で有効な測距演算値が得られず、かつ４ＥＶセンサデータにおいて高輝度部分のデータ差がない（高輝度でローコン）と判断した場合は、画素データの対数変換を禁止とし、測距センサ３６の積分を再実行し、測距センサ３６から出力された画素信号をＡ／Ｄ変換して画素データを求め、求めた画素データに基づき測距演算を行う。この画素データに基づく測距演算では、４ＥＶセンサデータに比べて、低輝度部分の分解能は低下するが高輝度部分の分解能は高くなるので、被写体輝度が高い場合に有利になる。なお、画素データ及び４ＥＶセンサデータはＲＡＭ２１ｃにメモリされる。
【００２６】
次に、カメラ１の動作について、図７〜図１０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７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。
【００２７】
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、Ｓ１３）。測距処理は、詳細は後述するが、測距センサ３６の各光電変換素子から出力された画素信号を入力して測距演算値を演算し、求め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。
【００２８】
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、即ち有効な測距演算値が得られなかったときは、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。
【００２９】
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ＳＷＳ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ＳＷＳがオンしているときは、レリーズスイッチＳＷＲ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、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（Ｓ２５；Ｙ、Ｓ２７、Ｓ２９）。
【００３０】
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）。
【００３１】
次にＳ１３で実行される測距処理について図８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、Ｓ１１の測光処理で求めた測光値Ｂｖが所定値ａ以下かどうかをチェックする（Ｓ１０１）。
【００３２】
求めた測光値Ｂｖが所定値ａより大きかったときは、ＡＦ補助投光は必要ない程度の被写体輝度があるため、測距センサ３６の感度を低感度に設定し、測距センサ３６の積分を開始してタイムアップリミットＢをセットする（Ｓ１０１；Ｎ、Ｓ１０３、Ｓ１０５）。タイムアップリミットＢは測距センサ３６の最大積分時間である。ＣＰＵ２１は、いずれかの画素信号が積分終了値に達した時または最大積分時間経過時のいずれか早い時に積分を終了させて、各画素データを入力するセンサデータ入力処理を実行する（Ｓ１０７）。センサデータ入力処理は、詳細は後述するが、Ｓ１０７ではラインセンサ３６ｂの各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、さらに４ｅＶ対数変換（４段階の対数変換）して４ｅＶセンサデータを求める処理である。本実施形態では４ｅＶセンサデータは８ビットデータである。センサデータ入力処理を実行したら、求めた４ｅＶセンサデータに基づき測距演算を実行し、有効な測距演算値が得られたかどうかをチェックする（Ｓ１０９、Ｓ１１１）。ＣＰＵ２１は測距演算値の信頼性が所定値以上あれば有効であると判断する。有効な測距演算値が得られなかった場合は、測距エラーフラグをセットしてリターンする（Ｓ１１１；Ｎ、Ｓ１１３）。有効な測距演算値が得られた場合は、Ｓ１５５へ進む（Ｓ１１１；Ｙ）。
【００３３】
求めた測光値Ｂｖが所定値ａ以下であったときは、ＡＦ補助投光が必要な被写体輝度であるため、測距センサ３６の感度を低感度に設定してＡＦ補助投光回路３９を作動させ、被写体に補助光を照射しながら測距センサ３６の積分を開始してタイムアップリミットＢをセットし、センサデータ処理を実行する（Ｓ１０１；Ｙ、Ｓ１１５、Ｓ１１７、Ｓ１１９）。そして、求めた４ｅＶセンサデータに基づき測距演算を実行し、タイムアップリミットＢがタイムアップしたかどうかをチェックする（Ｓ１２１、Ｓ１２３）。タイムアップリミットＢがタイムアップしていなかったとき、即ち被写体輝度が十分ではないが少しは高いときは、４ＥＶセンサデータに基づく測距演算で有効な測距演算値が得られたかどうかをチェックし（Ｓ１２３；Ｎ、Ｓ１２５）、有効な測距演算値が得られたときはＳ１５５へ進む（Ｓ１２５；Ｙ）。有効な測距演算値が得られなかったときは、４ｅＶセンサデータの各データ差に基づいてコントラストがあるかどうかをチェックする（Ｓ１２５；Ｎ、Ｓ１２７）。ＣＰＵ２１は、４ＥＶセンサデータの隣り合う画素のデータ差を求め、その絶対値の総和が所定値以上である場合にコントラストがあると判断する。コントラストがあると判断した場合は、何らかの原因により測距演算が正常に行われなかったと考えられるため、Ｓ１３９に進んで測距エラーフラグをセットしリターンする（Ｓ１２７；Ｎ、Ｓ１３９）。
【００３４】
コントラストがないと判断した場合には、Ｓ１１９のセンサデータ入力処理で対数圧縮したために高輝度部分の分解能が低くなり、有効な測距演算値を得られなかったと考えられるので、対数変換を禁止とし、測距センサ３６から入力した画素信号をＡ／Ｄ変換のみして画素データを求め、高輝度部分の分解能が高いままの画素データを用いて測距演算を行う。
【００３５】
先ず、測距センサ３６の感度を低感度に設定してＡＦ補助投光回路３９を作動させ、被写体に補助光を照射しながら積分を開始してタイムアップリミットＢをセットし、センサデータ入力処理を実行する（Ｓ１２７；Ｙ、Ｓ１２９、Ｓ１３１、Ｓ１３３）。Ｓ１３３のセンサデータ入力処理では、画素データの対数変換は実行せず、測距センサ３６から入力した画素信号を１０ビットＡ／Ｄ変換のみして画素データを求める。センサデータ入力処理を実行したら、求めた画素データに基づき測距演算を行い（Ｓ１３５）、算出した測距演算値が有効であるかどうかをチェックして（Ｓ１３７）、有効な測距演算値が得られたときはＳ１５５へ進み（Ｓ１３７；Ｙ）、有効な測距演算値が得られなかったときは測距エラーフラグをセットしてリターンする（Ｓ１３７；Ｎ、Ｓ１３９）。
【００３６】
Ｓ１２３でタイムアップリミットＢがタイムアップしたとき、即ち被写体輝度が低いときは、４ＥＶセンサデータに基づく測距演算で有効な測距演算値が得られたかどうかをチェックし（Ｓ１２３；Ｙ、Ｓ１４１）、有効な測距演算値が得られたときはＳ１５５へ進む（Ｓ１４１；Ｙ）。有効な測距演算値が得られなかったときは、被写体輝度が低すぎるためだと考えられるので、測距センサ３６の感度を高感度に設定してＡＦ補助投光回路３９を作動させ、被写体に補助光を照射しながら積分を開始させ、タイムアップリミットＣをセットし、センサデータ入力処理を実行して４ｅＶセンサデータを求める（Ｓ１４１；Ｎ、Ｓ１４３、Ｓ１４５、Ｓ１４７）。タイムアップリミットＣはタイムアップリミットＢよりも長く設定されたタイマである。
【００３７】
そして、求めた４ｅＶセンサデータに基づき測距演算を実行し、求めた測距演算値が有効であるかどうかをチェックする（Ｓ１４９、Ｓ１５１）。有効な測距演算値が得られなかったときは、測距エラーフラグをセットしてリターンする（Ｓ１５１；Ｎ、Ｓ１５３）。有効な測距演算値が得られたときは、Ｓ１５５へ進む（Ｓ１５１；Ｙ）。Ｓ１５５では、測距エラーフラグをクリアする。そして、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（Ｓ１５７、Ｓ１５９、Ｓ１６１）
【００３８】
次にＳ１０７、Ｓ１１９、Ｓ１３３、Ｓ１４７で実行されるセンサデータ入力処理について図９に示されるフローチャート及び図６（Ｂ）を参照して詳細に説明する。本実施形態において対数変換を実行する場合、１個の画素信号をＡ／Ｄ変換して対数変換する間に、次の画素信号をＡ／Ｄ変換する構成にしている。この処理に入ると先ず、Ａ／Ｄ変換器２１ａを起動して測距センサ３６から出力された最初の画素信号を１０ビットＡ／Ｄ変換する（Ｓ２０１）。画素信号及び画素データ（Ａ／Ｄ変換値）は被写体輝度が低いほど大きくなる。画素信号のＡ／Ｄ変換が完了したら、求めた画素データと基準電圧Ｖref のＡ／Ｄ変換値Ｖref´を比較する（Ｓ２０３；Ｙ、Ｓ２０５）。本実施形態では、電圧０Ｖを０、基準電圧Ｖref の１０ビットＡ／Ｄ変換値Ｖref´を１０２３としている。求めた画素データが基準電圧Ｖref´よりも小さいときは、ＷＤＡＴＡに基準電圧Ｖref´から画素データを引いた値をメモリする（Ｓ２０５；Ｙ、Ｓ２０７）。画素データが基準電圧Ｖref´以上であるときは、０をＷＤＡＴＡとしてメモリする（Ｓ２０５；Ｎ、Ｓ２０９）。したがって、被写体輝度が低い部分ほどＷＤＡＴＡの値は小さくなる。
【００３９】
次に、カウンタ２１ｂに測距センサ３６から出力される画素信号の総数をセットし、Ａ／Ｄ変換器２１ａを起動し、画素データを対数変換するかどうかチェックする（Ｓ２１１、Ｓ２１３、Ｓ２１５）。対数変換を実行するとき、即ちＳ１０７、Ｓ１１９及びＳ１４７のセンサデータ入力処理では、次の画素信号を入力してＡ／Ｄ変換するのと並行して対数処理を行い、次の画素信号のＡ／Ｄ変換が完了するまで待機する（Ｓ２１５；Ｙ、Ｓ２１７、Ｓ２１９；Ｎ）。対数処理は、詳細は後述するが、ここではＳ２０７またはＳ２０９でメモリしたＷＤＡＴＡを８ビットに４ＥＶ対数変換する処理である。対数変換を実行しないとき、即ちＳ１３５のセンサデータ入力処理では、Ｓ２１７をスキップして次の画素信号のＡ／Ｄ変換が完了するのを待つ（Ｓ２１５；Ｎ、Ｓ２１９；Ｎ）。
【００４０】
画素データのＡ／Ｄ変換が完了したら、Ｓ２０５〜Ｓ２０９と同様に、基準電圧Ｖref´及び画素データからＷＤＡＴＡを求め、ＲＡＭ２１ｃにメモリする（Ｓ２１９；Ｙ、Ｓ２２１、Ｓ２２３、Ｓ２２５）。ＷＤＡＴＡをメモリしたら、カウンタ値を１減算し、カウンタ値が１になるまでＳ２１３〜Ｓ２２７の処理を繰り返す（Ｓ２２７、Ｓ２２９；Ｎ、Ｓ２１３〜Ｓ２２７）。そしてカウンタ値が１になったときは対数変換を実行するかどうかを再チェックし、対数変換を実行するとき、即ちＳ１０７、Ｓ１１９及びＳ１４９のセンサデータ入力処理では、対数処理を実行し、最後の画素データを４ｅＶ対数変換してリターンする（Ｓ２２９；Ｙ、Ｓ２３１；Ｙ、Ｓ２３３）。対数変換を実行しないとき、即ちＳ１３５のセンサデータ入力処理では、Ｓ２３３をスキップしてリターンする（Ｓ２３１；Ｎ）。
【００４１】
次にＳ２１７、Ｓ２３３で実行される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（Ｂ）、（Ｃ）を参照してより詳細に説明する。本実施形態では、この処理により、１０ビットのセンサデータを４ｅＶ対数変換して８ビットの４ｅＶセンサデータを求める。
【００４２】
ＷＤＡＴＡが５１２以上であるときは、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センサデータとしてメモリし、リターンする（Ｓ３０１；Ｙ、Ｓ３０３、Ｓ３１９）。ＷＤＡＴＡが２５６以上５１２未満であるときは、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センサデータとしてメモリし、リターンする（Ｓ３０１；Ｎ、Ｓ３０５；Ｙ、Ｓ３０７、Ｓ３１９）。ＷＤＡＴＡが１２８以上２５６未満であるときは、次式；６４＋（ＷＤＡＴＡ−１２８）／２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センサデータとしてメモリし、リターンする（Ｓ３０５；Ｎ、Ｓ３０９；Ｙ、Ｓ３１１、Ｓ３１９）。ＷＤＡＴＡが６４以上１２８未満であるときは、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センサデータとしてメモリし、リターンする（Ｓ３０９；Ｎ、Ｓ３１３；Ｙ、Ｓ３１５、Ｓ３１９）。ＷＤＡＴＡが６４未満であるときは、０をＷＤＡＴＡ´とし、２５５からＷＤＡＴＡ´を減算した値、つまり２５５を４ｅＶセンサデータとしてメモリし、リターンする（Ｓ３１３；Ｎ、Ｓ３１７、Ｓ３１９）。したがって、画素データＶｅ´との輝度差が４ＥＶを超える画素データは４ＥＶ対数変換によって全て２５５となり、画素データＶｅ´との輝度差が４ＥＶ以内となる輝度範囲について４ＥＶセンサデータが得られる（図６（Ｃ）参照）。
【００４３】
以上の処理により、低輝度部分の分解能が高くなるため、低輝度部分と高輝度部分の分解能がほぼ等しい状態となり、被写体の焦点状態を容易に判別することができるようになる。したがって、低輝度部分に使用者の所望する被写体が存在する場合でも測距処理のＳ１０９、Ｓ１２１、Ｓ１４９で実行測距演算で適正な測距演算値を得ることができる。なお、本実施形態では、１０ビットＡ／Ｄ変換値を８ビットに圧縮して対数変換しているが、本発明はこれに限定されず、例えば、１０ビットＡ／Ｄ変換値を１０ビットに対数変換してもよく、また８ビットＡ／Ｄ変換値を８ビットに対数変換してもよい。
【００４４】
以上のように、本実施形態では、測距センサ３６が出力する画素信号をＡ／Ｄ変換及び４ＥＶ対数変換して４ＥＶセンサデータを求め、４ＥＶセンサデータを用いることにより低輝度部分の分解能を高くして測距演算を実行するので、低輝度部分に使用者の所望する被写体が存在する場合にも適正な測距演算値を得ることができる。また有効な測距演算値が得られず、且つ高輝度でコントラストがない場合には、４ＥＶ対数変換を禁止し、Ａ／Ｄ変換のみした画素データを測距演算に用いて高輝度部分の分解能を高くするので、適正な測距演算値を得ることができる。また画素データに基づく測距演算を行うときは、対数変換を実行しないので、処理の迅速化を図れる。
【００４５】
また、本発明は多点式測距装置にも適用することができる。その場合は、画素データを入力してＡ／Ｄ変換し、さらに対数変換する上記の処理を同様にして各測距エリア毎に実行すればよい。
【００４６】
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。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば、受光手段が出力した画素信号をＡ／Ｄ変換して画素データを求め、求めた画素データをさらに対数変換して求めたセンサデータを求め、この低輝度部分の分解能を高くしたセンサデータを用いて測距演算を行うので、使用者の所望する被写体が低輝度部分に存在する場合でも適正な測距演算値を得ることができる。また、本発明は、対数変換して求めたセンサ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被写体輝度が高い及びコントラストがないと判断できる場合には、対数変換を禁止し、受光手段が出力した画素信号についてＡ／Ｄ変換のみ実行して高輝度部分の分解能を高くした画素データに基づき測距演算を行うので、使用者の所望する被写体が高輝度部分に存在する場合でも適正な測距演算値を得ることができる。
【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の形態を示す正面図である。
【図２】 同カメラの上面図である。
【図３】 同カメラの背面図である。
【図４】 同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】 同カメラの測距センサの概要を示す図である。
【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）の画素データを４ＥＶ対数変換して求めた４ＥＶセンサデータを示す図である。
【図７】 同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８】 同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９】 同カメラのセンサデータ入力処理に関するフローチャートを示す図である。
【図１０】 同カメラの対数処理に関するフローチャートを示す図である。
【符号の説明】
１ カメラ
２ ズームレンズ
２１ ＣＰＵ
２１ａ Ａ／Ｄ変換器
２１ｂ カウンタ
２１ｃ ＲＡＭ
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
Claims (3)
- それぞれが受光した被写体光を光電変換して積分し、電気的な画素信号として出力する複数の光電変換素子を備えた受光手段と、
前記画素信号をＡ／Ｄ変換して画素データを求めるＡ／Ｄ変換手段と、
この画素データを対数変換してセンサデータを求める対数変換手段と、
このセンサデータに基づき測距演算を行う演算手段と、
前記測距演算で有効な測距演算値が得られたかどうかを判断し、さらに前記センサデータに基づき、コントラストが所定値以上あるかどうか及び被写体輝度が所定値よりも高いかどうかを判断する判断手段と、
この判断手段により、有効な測距値が得られておらず且つコントラストが低くて被写体輝度が高いと判断されたとき、前記対数変換手段の動作を禁止し、前記センサデータではなく前記画素データに基づいて前記演算手段に測距演算を再実行させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする測距装置。 - 請求項１記載の測距装置において、前記制御手段は、前記対数変換手段の動作を禁止した後、前記受光手段に積分を再実行させ、該受光手段から新たに出力された画素信号を前記Ａ／Ｄ変換手段を介し画素データに変換し、この画素データに基づき、前記演算手段に測距演算を実行させる測距装置。
- 請求項１または２記載の測距装置において、
前記受光手段は、受光した被写体光を各光電変換素子毎に光電変換して積分し、該各積分電荷を画素信号として前記各光電変換素子毎に順番に出力し、
前記Ａ／Ｄ変換手段は、前記画素信号を入力及びＡ／Ｄ変換して画素データを求め、該求めた画素データが前記対数変換手段によって対数変換される間に、次の画素信号を入力してＡ／Ｄ変換することを特徴とする測距装置。
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