(57)【要約】【課題】スポット欠けに対処可能な光学式測距装置を提供する。【解決手段】受光部１は、光スポットＳＰＴの受光状態に応じて第１の電気信号を出力する特性を有する第１の受光素子ＰＳＤと、光スポットＳＰＴの受光状態に応じて第２の電気信号を出力する特性を有する第２の受光素子ＳＰＤとを含む。第１及び第２の受光素子は出力特性が異なっている。制御部は、第１又は第２の受光素子から出力された第１又は第２の電気信号に基づいて対象物までの距離を求めるとともに、第１及び第２の受光素子から出力された第１及び第２の電気信号に基づいて、対象物から反射した光スポットＳＰＴの受光形状に欠けが有るか否かを判定する。【選択図】図１
2006153812.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸に沿って対象物に光スポットを投光する投光部と、
該対象物から反射した光スポットを受光するため、該光軸に直交する基線方向に配された受光面を構成し、該受光面上における光スポットの受光状態に応じた電気信号を出力する受光部と、
該受光部を制御すると共に該電気信号を処理して対象物の距離を求める制御部とからなる光学式測距装置において、
前記受光部は、光スポットの受光状態に応じて第１の電気信号を出力する特性を有する第１の受光素子と、光スポットの受光状態に応じて第２の電気信号を出力する特性を有する第２の受光素子とを含み、第１及び第２の受光素子は出力特性が異なっており、
前記制御部は、第１又は第２の受光素子から出力された第１又は第２の電気信号に基づいて対象物までの距離を求めるとともに、
第１及び第２の受光素子から出力された第１及び第２の電気信号に基づいて、該対象物から反射した光スポットの受光形状に欠けが有るか否かを判定することを特徴とする光学式測距装置。
【請求項２】
前記第１の受光素子は、受光した光スポットの光量重心の位置に応じて第１の電気信号を出力するＰＳＤ型の受光素子であり、
前記第２の受光素子は、受光した光スポットの光量に応じて第２の電気信号を出力するＳＰＤ型の受光素子であることを特徴とする請求項１記載の光学式測距装置。
【請求項３】
前記受光部は、該基線方向に沿って該受光面を多分割する様に配された複数の受光体と、該複数の受光体を切り換え可能なスイッチ群とを有し、
前記制御部は、該スイッチ群を制御して該複数の受光体を二群に分け各群に属する受光体を直接接続して二分割受光面を構成し等価的にＳＰＤ型の受光素子として動作させる一方、抵抗を介して該複数の受光体を接続し多分割面を維持して等価的にＰＳＤ型の受光素子として動作させることを特徴とする請求項２記載の光学式測距装置。
【請求項４】
前記制御部は、第１及び第２の電気信号に基づいて該対象物から反射した光スポットに欠けが有ると判定した場合、第１又は第２の電気信号に基づいて該対象物までの距離を求める際光スポットの欠けの影響を除くために補正をかけることを特徴とする請求項１記載の光学式測距装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学式測距装置に関し、特にアクティブ方式でカメラやビデオの自動合焦（ＡＦ）等に適用される測距装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラのＡＦの技術には、被写体の輝度分布情報を利用するパッシブ方式と、被写体に対して赤外光などの光スポットを投光し、その反射スポットによって被写体距離を求めるアクティブ方式の２つのタイプがある。このうちアクティブ方式は、構成が簡単である事から、コンパクトカメラやビデオカメラなどに普及している。
【０００３】
アクティブ方式の測距装置は、基本的に投光部と受光部と制御部とを備えている。投光部は、光軸に沿って被写体（対象物）に光スポットを投光する。受光部は、対象物から反射した光スポットを受光するため、光軸に直交する基線方向に配された受光面を有し、受光面上における光スポットの受光位置に応じた電気信号を出力する。制御部は投光部及び受光部を制御すると共に、受光部から出力された電気信号を処理して三角測量の原理に基づき対象物の距離を求める。
【０００４】
従来のアクティブ方式の測距装置は、測距性能を高めるため、受光部に異なる出力特性を有するＰＳＤ受光素子とＳＰＤ受光素子を併用しているものがあり、例えば以下の特許文献１ないし５に記載がある。対象物が比較的遠距離にある場合には、2分割ＳＰＤで光スポットを受光して測距を行う。一方対象物が近距離にある場合には、光スポットの基線方向の移動量が比較的大きいため、ＰＳＤで受光して測距を行っている。
【特許文献１】特開平０１−２１７４２５号公報
【特許文献２】特開平０５−１６４５５１号公報
【特許文献３】特開平０９−００５６１８号公報
【特許文献４】特開２０００−０９８２１４公報
【特許文献５】特開２００２−０５５２７０公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで上述した三角測量の原理に基づくアクティブ方式の測距装置は、いわゆる「スポット欠け」と称される現象が生じる。この点につき図１０を参照して簡単に説明する。（ａ）に示すように、測距装置から投光された光スポット１０３ａが、被写体１０３上に全て乗っている場合は、（ｂ）に斜線部で示されるように、受光素子１０５の受光面上に正しく反射光スポット１０３ｂが入射し、受光位置ｘを求めることができる。しかしながら、（ｃ）のように、測距装置から投光された光スポット１０３ａが被写体１０３に完全にはかからず、反射光スポット１０３ｂ´が半分しか戻ってこない場合、（ｄ）に示されるように、受光素子１０５上の受光位置はΔｘだけずれてしまう。いわゆるスポット欠けによる受光位置のずれΔｘが、誤測距に繋がるという課題がある。例えば、２分割ＳＰＤを用いて測距した場合、上述のスポット欠けが起こると、被写体が中間距離に位置しているのにもかかわらず、最遠点あるいは最至近の測距結果が誤って出力される事がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した従来の技術の課題に鑑み、本発明はスポット欠けに対処可能な光学式測距装置を提供することを目的とする。かかる目的を達成するために以下の手段を講じた。即ち本発明は、光軸に沿って対象物に光スポットを投光する投光部と、該対象物から反射した光スポットを受光するため、該光軸に直交する基線方向に配された受光面を構成し、該受光面上における光スポットの受光状態に応じた電気信号を出力する受光部と、該受光部を制御すると共に該電気信号を処理して対象物の距離を求める制御部とからなる光学式測距装置において、前記受光部は、光スポットの受光状態に応じて第１の電気信号を出力する特性を有する第１の受光素子と、光スポットの受光状態に応じて第２の電気信号を出力する特性を有する第２の受光素子とを含み、第１及び第２の受光素子は出力特性が異なっており、前記制御部は、第１又は第２の受光素子から出力された第１又は第２の電気信号に基づいて対象物までの距離を求めるとともに、第１及び第２の受光素子から出力された第１及び第２の電気信号に基づいて、該対象物から反射した光スポットの受光形状に欠けが有るか否かを判定することを特徴とする。
【０００７】
好ましくは、前記第１の受光素子は、受光した光スポットの光量重心の位置に応じて第１の電気信号を出力するＰＳＤ型の受光素子であり、前記第２の受光素子は、受光した光スポットの光量に応じて第２の電気信号を出力するＳＰＤ型の受光素子である。例えば前記受光部は、該基線方向に沿って該受光面を多分割する様に配された複数の受光体と、該複数の受光体を切り換え可能なスイッチ群とを有し、前記制御部は、該スイッチ群を制御して該複数の受光体を二群に分け各群に属する受光体を直接接続して二分割受光面を構成し等価的にＳＰＤ型の受光素子として動作させる一方、抵抗を介して該複数の受光体を接続し多分割面を維持して等価的にＰＳＤ型の受光素子として動作させる。又前記制御部は、第１及び第２の電気信号に基づいて該対象物から反射した光スポットに欠けが有ると判定した場合、第１又は第２の電気信号に基づいて該対象物までの距離を求める際光スポットの欠けの影響を除くために補正をかける。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、光学式測距装置の受光部は、出力特性の異なる受光素子（例えばＰＳＤ型の受光素子とＳＰＤ型の受光素子）を併用して、測距を行っている。例えば、遠距離にある対象物の測距はＳＰＤで行う一方、近距離にある対象物の測距はＰＳＤで行うことにより、測距性能を高める事ができる。その際、本発明はＰＳＤとＳＰＤの出力特性の違いを利用して、積極的に光スポット欠けの有無の検出あるいは判定を自動的に行っている。スポット欠けが検出された場合には、例えば再測距を促す事で誤測距を防止できる。あるいは、光スポット欠けの状態に応じて測距結果に補正をかけることで、誤測距を防ぐ事も可能である。ＰＳＤとＳＰＤでは出力特性が異なっている事から、スポット欠けがあるとその態様に応じてＰＳＤ及びＳＰＤの出力があるパタンで変化する。このパタンを予め記憶しておき、ＰＳＤ出力及びＳＰＤ出力で参照する事により、スポット欠けの有無や更には態様まで検出する事ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明にかかる光学式測距装置の基本的な構成並びに動作を示す模式図である。（Ａ）は本光学式測距装置の主要部である受光部を表わした模式的な平面図である。（Ｂ）は同じく本光学式測距装置の基本的な動作を表わした模式的な平面図である。本発明に係る光学式測距装置は基本的な構成として、投光部と受光部と制御部とを備えている。投光部は、光軸に沿って対象物に光スポットを投光する。受光部１は、（Ａ）に示す様に、対象物から反射した光スポットを受光する為、光軸に直交する基線方向（図面上では左右方向）に配された受光面１Ａを構成し、受光面上における光スポットの受光位置に応じた電気信号をパッド１Ｐから出力する。制御部はパッド１Ｐに接続されており、受光部１を制御すると共に電気信号を処理して対象物の距離を求める。受光部１は、基線方向に沿って受光面１Ａを多分割する様に配された複数の受光体（受光セル）１Ｄと、この複数の受光体１Ｄを相互に接続する態様を切り換え可能なスイッチ群や抵抗を含むスイッチ回路１Ｋとを有する。制御部はパッド１Ｐを介してスイッチ群を制御し、所定の境界で複数の受光体１Ｄの少なくとも一部を二群に分けて、各群に属する受光体１Ｄを合体して疑似的な二分割受光面を構成する。
【００１０】
受光部１はワンチップＩＣからなり、上述した様に受光面１Ａ、スイッチ回路１Ｋ、パッド１Ｐなどを備えている。受光面１Ａに形成された個々の受光体（セル）１Ｄは、シリコンなどからなるＮバルク領域にＰ拡散領域を形成して得られたものであり、ＳＰＤ素子と呼ばれる。個々の受光体１Ｄの長さ寸法は０．８ｍｍで幅寸法は０．０３３ｍｍとなっている。この寸法の受光体１Ｄを基線方向に沿って例えば３０個並べることにより、多分割受光面１Ａを構成する。基線方向に沿った受光面１Ａの全長は１ｍｍとなる。但し、図示の寸法は例示に過ぎず、本発明はこれらの寸法に限定されるものではない。
【００１１】
（Ｂ）に示す様に、受光部１の受光面１Ａは基線Ｘに沿って３０等分されており、個々の受光体はセル番号１乃至３０で表わされている。一方、受光スポットＳＰＴは対象物の距離に応じて、基線Ｘ方向に移動する。ここで受光スポットＳＰＴの受光位置はその中心位置で表わされる。図示の例では、対象物の距離が近くなる程、受光スポットＳＰＴの受光位置は基線Ｘに沿って左から右に移動する。従って、受光面１Ａの左側が遠距離域に対応し、右側が中近距離域に対応している。遠距離域では二分割ＳＰＤ接続を採用し、近距離域ではＰＳＤ接続を採用している。即ち、本発明では、多分割したセル間を抵抗で接続して等価的にＰＳＤとして動作させる場合と、二分割ＳＰＤとして動作させる二種類の接続態様を選択的に切り換え可能とする。
【００１２】
多分割ＰＳＤはセル番号１ないし３０の全受光体で構成され、受光面１Ａの全長は０．０３３ｍｍ×３０＝１ｍｍとなる。この多分割受光面により、例えばＦの位置にある光スポットＳＰＴを受光する。一方、２分割ＳＰＤの受光面はセル番号３ないし１８の受光体で構成されており、その全長は０．０３３×１６＝０．５２８ｍｍである。この受光面はセル番号１０とセル番号１１の間の境界により左右に分割されている。この２分割受光面によって、例えばＣに位置する光スポットＳＰＴを受光するようにしている。なお、本例では受光スポットＳＰＴの基線Ｘ方向の幅は略セル１０個分に相当している。
【００１３】
以上の説明から明らかなように、本光学式測距装置は、光スポットＳＰＴの受光状態に応じて第１の電気信号を出力する特性を有する第１の受光素子（例えばＰＳＤ）と、同じく光スポットＳＰＴの受光状態に応じて第２の電気信号を出力する特性を有する第２の受光素子（例えばＳＰＤ）とを併用している。第１及び第２の受光素子（例えばＰＳＤとＳＰＤ）は出力特性が異なっている。特徴事項として、本測距装置は、第１又は第２の受光素子から出力された第１又は第２の電気信号に基づいて対象物までの距離を求めると共に、第１及び第２の受光素子から出力された第１及び第２の電気信号に基づいて、対象物から反射した光スポットＳＰＴの受光形状に欠けがあるか否かを判定する。光スポットＳＰＴに欠けがあると判定された場合、第１又は第２の電気信号に基づいて対象物までの距離を求める際、スポットの欠けの影響を除くために補正をかける。あるいはこれに代えて、光スポットに欠けがあると判定された場合に再測距を促すようにメッセージを出しても良い。なお、ＰＳＤ型の受光素子は、受光した光スポットＳＰＴの光量重心の位置に応じて電気信号を出力する。一方ＳＰＤ型の受光素子は、受光した光スポットＳＰＴの光量に応じて電気信号を出力する。
【００１４】
図２は、図１に示した受光部の具体的な構成を示す回路図である。図示するように、受光部は受光面１Ａとスイッチ回路１Ｋを含んでいる。受光面１Ａには受光体１Ｄが３０個形成されている。各受光体１Ｄはシリコンフォトダイオードからなり、カソードＫは共通接続されている一方、アノードＡはスイッチ回路１Ｋ側に接続されている。スイッチ回路１Ｋは抵抗Ｒ１ないしＲ２９やＭＯＳトランジスタからなるスイッチング素子ＱＮを含んでいる。なお、抵抗Ｒ１ないしＲ２９は例えば１０ＫΩである。スイッチ回路１Ｋは出力端子ＯＵＴ１及びＯＵＴ２を介してＣＰＵなどを含む制御部２に接続されている。また、スイッチ回路１Ｋはセレクタ２Ｓを介して制御部２の入力端子ＩＮに接続している。セレクタ２Ｓは制御部２から入力端子ＩＮを介して入力されるビット信号に応じ、スイッチ回路１Ｋに対して制御信号ＣＮＴ０又はＣＮＴ１を供給する。多分割ＰＳＤ接続時は、制御信号ＣＮＴ０がアクティブとなり、スイッチング素子Ｑ１ないしＱ２９及びＱ１０１ないしＱ１０２がオンする。これにより、抵抗Ｒ１ないしＲ２９を介して３０個の受光体１Ｄが接続され、等価的なＰＳＤとして動作する事になる。
【００１５】
一方、２分割ＳＰＤ接続時は、ＣＮＴ０がノンアクティブになる一方、ＣＮＴ１がアクティブとなり、対応するスイッチング素子Ｑ２０１ないしＱ２１６がオンになる。この２分割ＳＰＤ動作では、３〜１８まで計１６個の受光体１Ｄを３〜１０までと１１〜１８までとの２群に分け各群に属する受光体１Ｄを直接接続することで、２分割ＳＰＤ受光面を擬似的に構成している。
【００１６】
図３は、本発明にかかる光学式測距装置の全体的な光学構成を示す模式図である。図示する様に、本測距装置は受光部１と投光部３とを備えている。投光部３は例えばＩＲＤからなり、光軸Ｙに沿って対象物に光スポットを投光する。この為に投光レンズ３Ｌを用いている。受光部１は対象物から反射した光スポットを受光する為、光軸Ｙに直交する基線Ｘ方向に配された受光面を構成し、受光面上における光スポットの受光位置に応じた電気信号を出力する。尚、対象物から反射した光スポットは受光レンズ１Ｌにより、受光面上に結像される。ここでＢは基線長を示し、ｆ１は投光レンズ３Ｌの焦点距離を示し、ｆ２は受光レンズ１Ｌの焦点距離を示し、ｌｐは受光面の全長を示し、Ｌは対象物までの距離を示し、ｘは受光面の左端を基準にした光スポットの受光位置を示し、ｘ０は対象物の距離Ｌが無限遠の時に対応する受光位置を示し、Δｘはｘとｘ０との差分を表わしている。ここで、周知の三角測量の原理により、Δｘ＝Ｂ・ｆ２／Ｌとなる。即ち、無限遠に対応した受光位置ｘ０を基準とする実際の光スポット受光位置Δｘは、対象物の距離Ｌに反比例している。換言すると、Δｘを受光部１で検出することにより、対象物までの距離Ｌを求めることができる。
【００１７】
図４は、ＰＳＤ接続時における本測距装置の動作説明に供する等価回路図である。ここで、ｌｐは前述した様に受光部１の受光面の全長を示し、ｘは受光面左端からの受光位置を表わし、ＲはＰＳＤ抵抗であり、Ｒ＝ｒ１＋ｒ２で表わされる。ここで、ｒ１は受光位置と出力端子ＯＵＴ１の間に生ずる抵抗を表わし、ｒ２は受光位置と出力端子ＯＵＴ２の間に生ずる抵抗を表わしている。ｒｉは各出力端子に接続されるアンプの入力インピーダンスを表わし、ｉ０は受光部１に生ずる光電流を表わしており、ｉ０＝ｉ１＋ｉ２である。ここで、ｉ１は出力端子ＯＵＴ１から取り出される電流を表わし、ｉ２は出力端子ＯＵＴ２から取り出される電流を表わしている。この場合、測距出力ＡＦＯは、以下の数式１で表わす様に、ｉ１とｉ２の電流比として出力される。但し、数式１はｘ大で測距出力大となる方向に各出力電流を設定した場合である。
【数１】
2006153812.tif 000003
ｉ１とｉ２の関係は受光位置と入力インピーダンスｒｉに反比例し、又抵抗ｒ１は受光位置ｘに比例すると仮定すると、以下の数式２が得られる。
【数２】
2006153812.tif 000004
今、Ｒがｒｉに比べてはるかに大きいとすると、以下の数式３が得られ、結局測距出力ＡＦＯは１／ｌｐの傾きを持つことになる。
【数３】
2006153812.tif 000005
【００１８】
ここで、光学系との関係について表わすと、以下の数式４及び数式５が与えられる。
【数４】
2006153812.tif 000006
【数５】
2006153812.tif 000007
尚、前述した様に、ｘ０は無限遠に対応する受光位置を表わし、Δｘはｘ０を基準とした場合の受光位置ｘの移動量を表わし、Ｂは基線長を表わし、ｆ２は受光レンズの焦点距離を表わし、Ｌは対象物までの距離を表わしている。
【００１９】
ここで、数式４及び数式５を数式３に代入すると、以下の数式６が得られる。
【数６】
2006153812.tif 000008
数式６から明らかな様に、測距出力ＡＦＯはｘ０を設定点とし、傾きＢ・ｆ２／ｌｐで、１／Ｌに比例することとなる。尚、数式６で受光位置ｘは受光スポットの重心を示している。実際の測距では受光スポットが受光面上にあることが条件であり、この為ｘが取り得る値は受光面の両端より受光スポットの半径分だけ内側にあることになる。
【００２０】
図５は、本光学式測距装置を二分割ＳＰＤとして動作させる場合の説明に供する模式図である。ここで受光スポットＳＰＴは矩形で均一な光強度分布を有していると仮定する。そのスポット幅をＰで表わす。二分割ＳＰＤの中央境界より左側の部分のスポット幅をｐ１で表わし、右側の部分の幅をｐ２で表わす。従ってＰ＝ｐ１＋ｐ２である。受光部１に形成された二分割ＳＰＤの一方からは出力端子ＯＵＴ１を介して受光量に応じた光電流ｉ１が出力される。同様に、二分割ＳＰＤの他方からは出力端子ＯＵＴ２を介して受光量に応じた光電流ｉ２が出力される。尚、一般に受光スポットＳＰＴのプロファイルは円形であることが多いが、以下の理由により、便宜上矩形として取り扱うことにする。即ち、二分割ＳＰＤ接続時、受光位置の移動範囲をＳＰＤ分割境界の近傍の比較的狭い範囲に設定した時、円形プロファイルの出力特性の直線相当部分は、矩形プロファイルの出力特性にほぼ近似させることができるからである。この時、円形プロファイルの直径寸法は対応する矩形プロファイルの幅寸法Ｐよりも大きくなる。
さて、二分割ＳＰＤ接続時における測距出力ＡＦＯは以下の数式７によって与えられる。
【数７】
2006153812.tif 000009
数式７から明らかな様に、ＡＦＯは受光スポット位置ｘに対し１／Ｐの傾きを以て変化する。
【００２１】
図６は、図５に示した二分割ＳＰＤを測距装置の設定光学系に組み入れた時の位置関係を表わす。図中、ｘＮは、受光部１の受光面左端から測った分割境界までの距離を表わしている。その他の記号ｘ０、ｘ、Δｘ、ｉ１、ｉ２、Ｐは先に定義した通りである。この場合、ｉ１、ｉ２、ｘ及びΔｘは、以下の数式８によって表わされる。
【数８】
2006153812.tif 000010
更に数式８を数式７に代入すると、以下の数式９が得られる。
【数９】
2006153812.tif 000011
数式９から明らかな様に、二分割ＳＰＤ接続の場合、測距出力ＡＦＯはｘＮ及びｘ０を設定点とし、傾きＢ・ｆ２／Ｐで１／Ｌに比例する。
【００２２】
以上の説明から明らかなように、本発明にかかる光学式測距装置は、２分割ＳＰＤの特性を有する受光素子とＰＳＤ特性を有する受光素子を併用し、これらを電気的に切り替えて測距に利用している。本発明では更にこれら特性の異なるＳＰＤとＰＳＤを利用して、積極的に光スポット欠けの有無の判定を行っている。この目的で、予めＳＰＤの距離対出力データの特性及びＰＳＤの距離対出力データの特性を制御部に記憶させておく。具体的には、制御部を構成するマイコンのメモリに距離対出力データの特性を記憶させておく。図７は、この様な距離対出力データの特性を示すグラフである。グラフから明らかなように、ＰＳＤ特性及びＳＰＤ特性共に、距離が遠くなるほど出力データが略直線的に低下する特性となっている。グラフから明らかなように、７００ｍｍ〜５０００ｍｍまでの距離では、ＰＳＤ出力データとＳＰＤ出力データの差は約１００ないし１５０となっている。より具体的には、ＰＳＤ出力データに比べ、ＳＰＤ出力データは全距離範囲にわたって１００ないし１５０程度上にある。尚このパタンは、受光スポットに欠けがない正常な状態を表している。
【００２３】
一方、受光スポットに欠けがある場合、ＰＳＤデータとＳＰＤデータの関係は、図７の正規パタンとはならず、例えば図８に示したような異常パタンになる。図８のグラフは、距離１ｍの場合で、光スポット欠けの態様により、ＰＳＤデータとＳＰＤデータがどのような大小関係になるかを表している。この様な異常パタンは各距離において予め測定されており、制御部を構成するマイコンのメモリに格納されている。格納された異常パタンは実際に得られたＰＳＤ出力データ及びＳＰＤ出力データにより参照され、光スポット欠けの有無、その態様ひいては被写体距離まで推定できる様になっている。即ち、ＰＳＤデータ及びＳＰＤデータに基づき光スポット欠けの有無を判定できると共に、更に進んでスポット欠けを考慮した補正距離データを得る事もできる。
【００２４】
図８のグラフは、スポット欠けの態様に応じ、ＰＳＤデータとＳＰＤデータの大小関係がどのように変化するかを表したものである。例えば、距離１ｍに位置する対象物から戻ってきた光スポットの左１／４に欠けがあると、ＰＳＤデータとＳＰＤデータは略同レベルの値になる。また左１／２に欠けがあると、中央の「真ん中」で示した正規の状態に比べＳＰＤデータとＳＰＤデータの大小関係が反転している。また左３／４に欠けがあると、正規の値に比べ、ＰＳＤデータ及びＳＰＤデータが共に上方シフトしている。また右３／４に欠けがある場合及び右１／２に欠けがある場合は、正規のデータと略同じである。更に右１／４に欠けが生じるとＰＳＤデータ及びＳＰＤデータ共に正規のレベルから下方にシフトする。
【００２５】
図９は、制御部で実行される実際の測距アルゴリズムを示すフローチャートである。このアルゴリズムは、ＰＳＤ及びＳＰＤを併用して測距を行うと共に、スポット欠けの判定も行っている。
【００２６】
アルゴリズムがスタートすると、まずステップＳ１でＰＳＤ測距を行う。続いてステップＳ２で、ＰＳＤ測距データをレジスタＤに格納する。続いてステップＳ３で、ＰＳＤ測距データから推定されるＳＰＤ測距データの許容範囲（ＭＡＸ，ＭＩＮ）を求める。この許容範囲は予め各距離ごとに設定されており、制御部を構成するマイコンのメモリに格納されている。推定されたＳＰＤデータの最大許容値ＭＡＸはレジスタＢに格納され、最小許容値ＭＩＮは同じくレジスタＢ´に格納される。
【００２７】
次に受光部をＰＳＤ側からＳＰＤ側に接続を切り替え、ステップＳ４でＳＰＤ測距を行う。続いてステップＳ５でＳＰＤ測距データをレジスタＡに格納する。この時同時に反射光量小データをレジスタＦに格納する。この反射光量小データは、受光素子の光電流が設定値以下の時に出力されるデータである。換言すると受光スポットの輝度レベルが異常に低い場合、この反射光量小データが０より大きい所定の数値となり、レジスタＦに格納される。
【００２８】
受光部の接続を切り替えてＰＳＤ測距及びＳＰＤ測距を行った後、ステップＳ６で最初の判断処理を行う。即ち、レジスタＡに格納された実際のＳＰＤ測距データが、レジスタＢ´に格納されたＳＰＤ測距データの推定許容最小値（ＭＩＮ）よりも小さいかどうかを判定する。ここで判定結果がＹＥＳの場合、ステップＳ７に進んで測距不能と判定する。実際のＳＰＤ測距データがその最低許容範囲ＭＩＮを下回る事は通常考えられず、アクティブ方式の測距は不能と判断せざるを得ない。この場合には、カメラに内蔵されたＣＣＤなどを用いたコントラスト判別による測距を実行する。但しアクティブ測距に比べＣＣＤによるコントラスト判別によるオートフォーカスは時間がかかるので、あくまで例外的な処理である。
【００２９】
ステップＳ６で実際のＳＰＤ測距データが最低許容範囲を上回っていると判断された場合、ステップＳ８に進んで第２の判定処理が行われる。具体的には、レジスタＡに格納された実際のＳＰＤ測距データが、推定最大許容範囲（ＭＡＸ）を超えるか否かが判断される。実際のＳＰＤ測距データが最大許容範囲ＭＡＸを超えた場合、スポット欠けの可能性が高いのでステップＳ９に進む。ここで、レジスタＤに格納されたＰＳＤ測距データ及びレジスタＡに格納されたＳＰＤ測距データに基づき、マイコンに格納されたパタンを参照して、スポット欠けの量及び態様を推定する。前述したように、各距離ごとに図８で示したパタンデータが格納されており、これを参照する事でスポット欠けの量や態様を推定する事ができる。さらにステップＳ１０に進み、推定されたスポット欠け量や態様などにより、補正距離データを算出する。スポット欠けがある場合、レジスタＤやＡに格納された測距データから直接に被写体距離を求める事はできない。これに代えて、マイコンに格納されたパタンデータを利用し補正測距データを求めるようにしている。
【００３０】
ステップＳ６及びＳ８の２段階判定により、実際のＳＰＤ測距データが許容範囲内であると確認された時、アルゴリズムは正規のステップＳ１１に進む。ここで、ＰＳＤで測距した場合距離３ｍに対応するデータ（ＰＳＤ３ｍデータ）をレジスタＣに格納する。この後ステップＳ１２に進み第３の判断処理を行う。即ちレジスタＤに格納された実際のＰＳＤ測距データがレジスタＣに格納されたＰＳＤ３ｍデータよりも大きいか否かが判断される。ここでステップＳ１２の判断が否定的（Ｎ）であった場合、対象物は距離３ｍよりも小さい近距離に位置する可能性が高い。そこでステップＳ１３に進み、近距離測距に適したＳＰＤデータから最終的に対象物までの距離を算出する。
【００３１】
一方ステップＳ１２の判定結果が肯定的（Ｙ）である場合、対象物は距離３ｍよりも遠い比較的遠距離に位置する可能性が高い。そこでステップＳ１４に進み、第４の判断処理を行う。即ち、レジスタＦに格納された反射光量小データが有効か否かを判定する。反射光量小データが正の値を取っていない場合判断結果は否定的（Ｎ）となり、反射光量は通常のレベルであることが確認される。この後ステップＳ１５に進み、遠距離測距に適したＰＳＤデータにしたがって対象物までの距離を算出する。遠距離であっても測距の可能な反射光量が得られていることは、既にステップＳ１４で確認されている。
【００３２】
一方ステップＳ１４で反射光量が小さいと判定された場合、スポット欠けの可能性がある。そこでステップＳ１６に分岐し、レジスタＤに格納されたＰＳＤ測距データ及びレジスタＡに格納されたＳＰＤ測距データに基づき、スポットの欠け量及び態様を検出する。具体的には、マイコンのメモリに格納されたパタンデータを、ＰＳＤ測距データ及びＳＰＤ測距データで参照して、スポット欠け量や態様を特定する。さらにステップＳ１７に進み、特定されたスポット欠け量や態様に基づき補正距離データを算出する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明にかかる光学式測距装置の基本構成及び基本動作を示す模式図である。
【図２】本光学式測距装置の具体的な構成例を示す回路図である。
【図３】本光学式測距装置の全体構成を示す光学図である。
【図４】ＰＳＤ動作を説明する為の等価回路図である。
【図５】ＳＰＤ動作を説明する為の模式図である。
【図６】ＳＰＤ動作を説明する為の模式図である。
【図７】距離対ＰＳＤ出力データ及び距離対ＳＰＤ出力データの関係を示すグラフである。
【図８】スポット欠けとＰＳＤ出力データ及びＳＰＤ出力データとの関係を示すグラフである。
【図９】本発明にかかる光学式測距装置の動作説明に供するフローチャートである。
【図１０】光学式測距装置におけるスポット欠けの現象を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３４】
１・・・受光部、１Ａ・・・受光面、１Ｋ・・・スイッチ回路、１Ｐ・・・パッド、２・・・制御部、２Ｓ・・・セレクタ、３・・・投光部
【図１】
2006153812.tif 000012
【図２】
2006153812.tif 000013
【図３】
2006153812.tif 000014
【図４】
2006153812.tif 000015
【図５】
2006153812.tif 000016
【図６】
2006153812.tif 000017
【図７】
2006153812.tif 000018
【図８】
2006153812.tif 000019
【図９】
2006153812.tif 000020
【図１０】
2006153812.tif 000021