(57)【要約】【課題】測距誤差が生じることなく小型化を実現することができる測距装置及び同装置を用いたカメラを提供する。【解決手段】投光部１０は３つのＬＥＤ２ａ，２ｂ，２ｃで構成され、受光部２０は２つのＰＳＤ５ａ，５ｂ，５ｃで構成され、第１ＬＥＤ２ａよる反射光が第１ＰＳＤ５ａで受光され、第１ＰＳＤ５ａの出力に基づいて第１距離が算出され、第３ＬＥＤ２ｃによる反射光が第２ＰＳＤ５ｂで受光され、第２ＰＳＤ５ｂの出力に基づいて第３距離が算出され、第２ＬＥＤ２ｂによる反射光が第１ＰＳＤ５ａ及び第２ＰＳＤ５ｂにまたがって受光され、第１ＰＳＤ５ａ及び第２ＰＳＤ５ｂのうちの受光量の多いほうのＰＳＤの出力に基づいて第２距離が算出され、マイコン３０は第１距離、第２距離及び第３距離の中から最も近い距離を真の距離とする。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体に対して測距光を投光する投光手段と、
前記投光手段によって投光された測距光による被写体からの反射光を受光し、受光位置に応じた信号を出力する受光手段とを備え、
前記投光手段は複数の投光素子で構成され、前記受光手段は前記投光素子よりも少ない数の複数の受光素子で構成されることを特徴とする測距装置。
【請求項２】
前記複数の投光素子のうちの少なくとも１の投光素子の測距光は、被写体までの距離に応じて、前記複数の受光素子のうちの少なくとも２の受光素子にまたがって結像位置が移動することを特徴とする請求項１記載の測距装置。
【請求項３】
前記複数の受光素子が受光する受光量を算出する複数の受光量算出手段と、
前記複数の受光素子によって出力される信号に基づいて、各投光素子毎に対応する前記被写体までの距離を算出する複数の距離算出手段と、
前記複数の投光素子のうちの少なくとも１の投光素子を発光させ、前記被写体からの反射光を前記複数の受光素子のうちの少なくとも２の受光素子で受光し、前記受光量算出手段によって算出された受光量の多い受光素子で算出された距離を前記複数の投光素子のうちの少なくとも１の投光素子に対応する距離に決定する距離決定手段とをさらに備えることを特徴とする請求項１又は２記載の測距装置。
【請求項４】
前記距離決定手段は、前記距離算出手段によって算出された各投光素子毎に対応する距離のうちの最も被写体までの距離が近いものを真の距離として決定することを特徴とする請求項３記載の測距装置。
【請求項５】
被写体までの距離を測定する測距手段と、
被写体に対するピント合わせを行うフォーカスレンズと、
前記測距手段によって測定された被写体までの距離に基づいて前記フォーカスレンズを駆動するフォーカスレンズ駆動手段とを備えたカメラであって、
前記測距手段は、請求項１〜４のいずれかに記載の測距装置で構成されることを特徴とするカメラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被写体までの距離を測定する測距装置及び同装置を用いたカメラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、カメラ等のオートフォーカスは、カメラから被写体までの距離を測距装置によって測定し、測定結果に基づいてフォーカスレンズをピントの合う位置まで移動することによって行われている。このような測距装置の一例としては、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）からの光を被写体に投光し、その反射光を光スポットとしてＰＳＤ（Position Sensitive Device）で受光し、反射光のスポット位置に基づき三角測量の原理を用いて被写体までの距離を測定するアクティブ方式の測距装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。このようなアクティブ方式の測距装置では、通常、ＬＥＤとＰＳＤとが一対一に配置される。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−１３０６９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この測距装置をカメラ等に搭載する場合、ＬＥＤとＰＳＤとの一対の組の数が多いほど複数の測距ポイントの距離を測定することが可能となる。つまり、この組の数を多くすることによって、ＬＥＤから投光される光線の一部が主被写体に投光されずに背景等に抜けてしまう、いわゆるケラレ現象が減少することとなり、ＰＳＤ上の反射光の重心がずれてしまうという測距誤差を少なくすることができる。
【０００５】
しかしながら、確実に測距を行うために測距ポイントを増やそうとすると、上記のように、ＬＥＤとＰＳＤとは対となって増えるため、近年求められている小型化に対応することが困難となる。
【０００６】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、測距誤差が生じることなく小型化を実現することができる測距装置及び同装置を用いたカメラを提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る測距装置は、被写体に対して測距光を投光する投光手段と、前記投光手段によって投光された測距光による被写体からの反射光を受光し、受光位置に応じた信号を出力する受光手段とを備え、前記投光手段は複数の投光素子で構成され、前記受光手段は前記投光素子よりも少ない数の複数の受光素子で構成される。
【０００８】
この構成によれば、被写体に対して測距光を投光する投光手段は、複数の投光素子で構成されるため、測距ポイントが増すこととなり、測距誤差をなくすことができる。また、投光手段によって投光された測距光による被写体からの反射光を受光し、受光位置に応じた信号を出力する受光手段は、投光素子よりも少ない数の複数の受光素子で構成されるため、装置の小型化を実現することができる。
【０００９】
また、上記の測距装置において、前記複数の投光素子のうちの少なくとも１の投光素子の測距光は、被写体までの距離に応じて、前記複数の受光素子のうちの少なくとも２の受光素子にまたがって結像位置が移動することが好ましい。
【００１０】
この構成によれば、複数の投光素子のうちの少なくとも１の投光素子の測距光による結像位置は、被写体までの距離に応じて、複数の受光素子のうちの少なくとも２の受光素子にまたがって移動するので、投光素子を増やして測距ポイントを増やした場合でも、１の投光素子による測距光を２の受光素子によって共用することによって、受光素子を増やす必要がなく、従来のように投光素子と受光素子とを同数設ける必要がなくなり、装置の小型化を実現することができる。
【００１１】
また、上記の測距装置において、前記複数の受光素子が受光する受光量を算出する複数の受光量算出手段と、前記複数の受光素子によって出力される信号に基づいて、各投光素子毎に対応する前記被写体までの距離を算出する複数の距離算出手段と、前記複数の投光素子のうちの少なくとも１の投光素子を発光させ、前記被写体からの反射光を前記複数の受光素子のうちの少なくとも２の受光素子で受光し、前記受光量算出手段によって算出された受光量の多い受光素子で算出された距離を前記複数の投光素子のうちの少なくとも１の投光素子に対応する距離に決定する距離決定手段とをさらに備えることが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、複数の受光量算出手段によって、各受光素子が受光する受光量が算出され、複数の距離算出手段によって、各受光素子によって出力される信号に基づいて、各投光素子毎に対応する被写体までの距離が算出され、距離決定手段によって、複数の投光素子のうちの少なくとも１の投光素子を発光させ、被写体からの反射光を複数の受光素子のうちの少なくとも２の受光素子で受光し、受光量算出手段によって算出された受光量の多い受光素子で算出された距離が、複数の投光素子のうちの少なくとも１の投光素子に対応する距離に決定されるため、複数の投光素子のうちの各投光素子を発光させることによって測定される各投光素子毎の被写体までの正確な距離を測定することができる。
【００１３】
また、上記の測距装置において、前記距離決定手段は、前記距離算出手段によって算出された各投光素子毎に対応する距離のうちの最も被写体までの距離が近いものを真の距離として決定することが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、距離決定手段によって、距離算出手段によって算出された各投光素子毎に対応する距離のうちの最も被写体までの距離が近いものが真の距離として決定されるため、被写体までの正確な距離を測定することができる。
【００１５】
また、本発明に係るカメラは、被写体までの距離を測定する測距手段と、被写体に対するピント合わせを行うフォーカスレンズと、前記測距手段によって測定された被写体までの距離に基づいて前記フォーカスレンズを駆動するフォーカスレンズ駆動手段とを備えたカメラであって、前記測距手段は、請求項１〜４のいずれかに記載の測距装置で構成される。
【００１６】
この構成によれば、測距誤差が生じることなく小型化を実現することができる測距装置を実現することができるので、測距装置を備えたカメラの小型化を実現することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００１８】
図１は、本発明に係る測距装置を用いたデジタルカメラ（撮像装置）の構成を示すブロック図である。デジタルカメラ１００は、測距装置１、撮像光学系１１０、撮像部１２０、フォーカスレンズ駆動部１３０、信号処理部１４０、記憶部１５０、全体制御部１６０、表示部１７０、記録部１８０及び操作部１９０で構成される。
【００１９】
測距装置１は、デジタルカメラ１から被写体までの距離を測定し、測定された被写体までの距離を全体制御部に出力する。なお、測距装置１については、詳細に後述する。
【００２０】
撮像光学系１１０は、ズームレンズ１１１及びフォーカスレンズ１１２で構成される。ズームレンズ１１１は、光軸Ｌ方向に移動してズーミング動作を行い、被写体の被写体像を拡大又は縮小する変倍動作を行う。フォーカスレンズ１１２は、光軸Ｌ方向に移動してフォーカシング動作を行い、被写体に対するピント合わせを行う。
【００２１】
撮像部１２０は、例えばＣＣＤやＣ−ＭＯＳセンサ等の２次元固体撮像素子と、撮像素子を駆動するための駆動回路を含む。固体撮像素子は、その中心が基準位置（手振れ補正等を行わない場合の撮像光学系１１０の位置）における撮像光学系１１０の光軸Ｌと一致するように配置されている。
【００２２】
フォーカスレンズ駆動部１３０は、自動合焦モード（ＡＦモード）が選択されている場合は、全体制御部１６０から出力されるフォーカスレンズの移動量に基づいて、常時撮像部１２０の撮像素子上に被写体像を合焦させるようにフォーカスレンズ１１２の駆動を制御する。
【００２３】
信号処理部１４０は、撮像部１２０の撮像素子から出力されるアナログの電気信号をディジタル信号に変換するためのＡ／Ｄコンバータ、Ａ／Ｄ変換された画像データのホワイトバランス調節、γ補正、ＪＰＥＧ等の圧縮／伸張処理等の所定の処理を施す。また、信号処理部１４０には、撮像部１２０から画像データ等を一時的に記憶するためのＲＡＭ等で構成された記憶部１５０が接続されている。
【００２４】
全体制御部１６０はこのデジタルカメラ１００の全体の制御を行うものであり、フォーカスレンズ駆動部１３０、例えばＬＣＤ等の表示素子を含む表示部１７０、メモリカードやビデオテープ等の記録媒体に画像データを記録するための記録部１８０、このデジタルカメラ１００の筐体外部に設けられたズームスイッチ（図示せず）、シャッタレリーズスイッチ（図示せず）、モード選択スイッチ（図示せず）等で構成された操作部１９０が接続されている。全体制御部１６０は、測距装置１から出力される被写体までの距離に基づいてフォーカスレンズの移動量を算出し、算出された移動量をフォーカスレンズ駆動部１３０に出力する。
【００２５】
表示部１７０は、上記表示素子及びその駆動回路等を含み、このデジタルカメラ１の電子式ビューファインダとして使用することが可能であると共に、記録媒体に記録されている画像データを再生するためのモニタとして使用される。表示部１７０をビューファインダとして使用する場合、撮像部１２０は、所定間隔、例えば１／３０秒ごとに画像データを取り込み、表示部１７０に表示される画像を更新する。
【００２６】
記録部１８０は、目的に応じて様々な記録媒体及びその記録装置を使用することができ、本実施の形態では、静止画又は短時間の動画の記録画可能なメモリカード等を記録媒体とするカードレコーダを用いて撮像画像が記録される。また、記録媒体としては、ハードディスク装置のような固定式記録装置を用いることも可能である。
【００２７】
次に、本発明に係る測距装置１について詳細に説明する。
【００２８】
まず、本発明に係る測距装置の説明に先立って、一般的なアクティブ方式の測距装置の測距原理について説明する。
【００２９】
図２は、アクティブ方式の測距装置の測距原理について説明するための図である。図２に示す測距装置１０１において、ＬＥＤ２より発せられた光が、このＬＥＤ２と同一光軸Ｌ１を有する投光レンズ３によりビーム状に絞られ、被写体６０に投光される。被写体６０からの反射光は、投光レンズ３の光軸Ｌ１と平行な光軸Ｌ２を有する受光レンズ４を介して、この受光レンズ４の略焦点距離上で上記光軸Ｌ２とその中心Ｏが一致し、かつ、光軸Ｌ２に直交するように配置されたＰＳＤ５の受光面の適宜位置Ｐに結像することになる。このとき、ＰＳＤ５の２つの電極Ａ，Ｂを介して流れる受光電流をＩａ，Ｉｂ、反射光強度に応じて生成される電流をＩ０、ＰＳＤ５の受光面の中心点Ｏから結像位置Ｐまでの長さをｘ、ＰＳＤ５の有効抵抗長（ＰＳＤ５の長さ）をｍ、結像位置Ｐから電極Ａ，Ｂまでの抵抗値をＲａ，Ｒｂとすると、受光電流Ｉａは下記の（１）式で表され、受光電流Ｉｂは下記の（２）式で表される。
Ｉａ＝Ｒｂ／（Ｒａ＋Ｒｂ）×Ｉ０・・・・（１）
Ｉｂ＝Ｒａ／（Ｒａ＋Ｒｂ）×Ｉ０・・・・（２）
一方、周知のように、ＰＳＤは、長さｍ中における比抵抗分布が一様である。したがって、抵抗値Ｒａ，Ｒｂは、結像位置Ｐから電極Ａ，Ｂまでの距離に比例することとなり、長さｘ及びｍを用いて表すことができ、上記（１）式及び（２）式は下記の（３）式及び（４）式で表すことができる。
Ｉａ＝（ｍ／２＋ｘ）／ｍ×Ｉ０・・・・（３）
Ｉｂ＝（ｍ／２−ｘ）／ｍ×Ｉ０・・・・（４）
上記（３）式及び（４）式において、Ｉ０は、結像位置Ｐでの反射光の強さに比例する未知数であることから、上記（３）式あるいは（４）式のうちのどちらか一方だけで未知数ｘを解くことはできない。そこで、通常は、Ｉ０の影響をなくすために、Ｉ０＝Ｉａ＋Ｉｂとなる関係を利用し、下記の（５）式で表されるＩａと（Ｉａ＋Ｉｂ）の比Ｋを求めることで未知数ｘを得る。
Ｋ＝Ｉａ／（Ｉａ＋Ｉｂ）＝（１／２＋ｘ／ｍ）・・・・（５）
この結果、電極Ａ，Ｂより出力される受光電流Ｉａ，Ｉｂを測定することによって、上記ｘを求めることができる。
【００３０】
ここで、投光レンズ３から被写体６０までの距離をＤ、受光レンズ４の焦点距離をｆ（通常、ＰＳＤは受光レンズの焦点距離の近傍に配置される。）、投光レンズ３及び受光レンズ４の光軸Ｌ１，Ｌ２の間隔（基線長）をＢＬとし、かつ、ＰＳＤ５上の受光面の中心点Ｏに反射光が結像される被写体が、無限遠被写体であるとすると、三角測量法によって、下記の（６）式で表す関係式が成り立つ。
ＢＬ／Ｄ＝ｘ／ｆ・・・・（６）
そして、上記（６）式におけるＤは、下記の（７）式で表される。
Ｄ＝ＢＬ×ｆ／ｘ・・・・（７）
したがって、Ｉａと（Ｉａ＋Ｉｂ）の比Ｋ（＝Ｉａ／（Ｉａ＋Ｉｂ））を求めることにより、ＰＳＤ５の受光面の中心点Ｏから結像位置Ｐまでの長さｘを求めることができ、求めたｘを上記（７）式に代入することによって被写体６０までの距離Ｄを求めることができる。
【００３１】
特に、距離Ｄが近距離である場合、ＰＳＤの長さｍは、上記（７）式より、基線長ＢＬと焦点距離ｆとから（ＢＬ×ｆ）／Ｄ以上の長さが必要となる。また、基線長ＢＬと焦点距離ｆとの積（ＢＬ×ｆ）は、大きいほど長さｘの変化量が大きくなり、Ｉａ及びＩｂの測定精度が上がり、距離Ｄの分解能が高くなる。このことから、測距性能を高めるには、ＢＬ×ｆが大きくなる、つまり、ＰＳＤの長さｍが大きくなるようにすることが好ましい。
【００３２】
続いて、本発明に係る測距装置の実施形態について説明する。本実施の形態における測距装置では、３つの投光素子（例えばＬＥＤ）で被写体を投光し、２つの受光素子（例えばＰＳＤ）で被写体による反射光を受光する。
【００３３】
本実施の形態では、被写体による反射光の結像位置が、被写体までの距離に応じて複数の受光素子にまたがって移動する。図３は、被写体までの距離に応じて変化する結像位置について説明するための図である。図３では、最も離れた距離にある被写体６１から投光レンズ３までの距離を距離Ｄ１とし、次に離れた距離にある被写体６２から投光レンズ３までの距離を距離Ｄ２とし、近距離にある被写体６３から投光レンズ３までの距離を距離Ｄ３とする（Ｄ１＞Ｄ２＞Ｄ３）。なお、図３では、距離Ｄ１を無限遠としている。また、第１ＰＳＤ５ａと第２ＰＳＤ５ｂとは、略近接して配置されている。
【００３４】
第１ＬＥＤ２ａを用いて距離Ｄ１を測定する場合、第１ＬＥＤ２ａから発せられた光は、投光レンズ３によりビーム状に絞られ、被写体６１に投光される。被写体６１による反射光は、投光レンズ３の光軸Ｌ１と平行な光軸Ｌ２を有する受光レンズ４を介して、光軸Ｌ２に直交するように配置された第１ＰＳＤ５ａの受光面の適宜位置に結像することになる。同様に、第１ＬＥＤ２ａを用いて距離Ｄ２又は距離Ｄ３を測定する場合、第１ＬＥＤ２ａから発せられた光は、投光レンズ３によりビーム状に絞られ、被写体６２又は被写体６３に投光され、被写体６２又は被写体６３による反射光は受光レンズ４を介して第１ＰＳＤ５ａの受光面の適宜位置にそれぞれ結像することになる。つまり、第１ＬＥＤ２ａの反射光による結像位置は、距離Ｄ１〜Ｄ３にわたって第１ＰＳＤ５ａ上を移動する。
【００３５】
第３ＬＥＤ２ｃを用いて距離Ｄ１を測定する場合、第３ＬＥＤ２ｃから発せられた光は、投光レンズ３によりビーム状に絞られ、被写体６１に投光される。被写体６１による反射光は、受光レンズ４を介して、第２ＰＳＤ５ｂの受光面の適宜位置に結像することになる。同様に、第３ＬＥＤ２ｃを用いて距離Ｄ２又は距離Ｄ３を測定する場合、第３ＬＥＤ２ｃから発せられた光は、投光レンズ３によりビーム状に絞られ、被写体６２又は被写体６３に投光され、被写体６２又は被写体６３による反射光は受光レンズ４を介して第２ＰＳＤ５ｂの受光面の適宜位置にそれぞれ結像することになる。つまり、第３ＬＥＤ２ｃの反射光による結像位置は、距離Ｄ１〜Ｄ３にわたって第２ＰＳＤ５ｂ上を移動する。
【００３６】
第２ＬＥＤ２ｂを用いて距離Ｄ１を測定する場合、第２ＬＥＤ２ｂから発せられた光は、投光レンズ３によりビーム状に絞られ、被写体６１に投光される。被写体６１による反射光は、受光レンズ４を介して、第２ＰＳＤ５ｂの受光面の適宜位置に結像することになる。また、第２ＬＥＤ２ｂを用いて距離Ｄ２を測定する場合、第２ＬＥＤ２ｂから発せられた光は、投光レンズ３によりビーム状に絞られ、被写体６２に投光され、被写体６２による反射光は、受光レンズ４を介して、第２ＰＳＤ５ｂの受光面の適宜位置に結像することになる。また、第２ＬＥＤ２ｂを用いて距離Ｄ３を測定する場合、第２ＬＥＤ２ｂから発せられた光は、投光レンズ３によりビーム状に絞られ、被写体６３に投光され、被写体６３による反射光は、受光レンズ４を介して、第１ＰＳＤ５ａの受光面の適宜位置に結像することになる。つまり、第２ＬＥＤ２ｂの反射光による結像位置は、距離Ｄ１〜Ｄ２にわたって第２ＰＳＤ５ｂ上を移動し、距離Ｄ２〜Ｄ３にわたって第１ＰＳＤ５ａ上を移動する。
【００３７】
図４は、ＬＥＤとＰＳＤが一対一に対応する場合の被写体までの距離とＰＳＤの出力との関係を示す図であり、縦軸がＰＳＤの受光電流Ｉａ，Ｉｂに基づく出力Ｉａ／（Ｉａ＋Ｉｂ）を表し、横軸が被写体までの距離１／Ｄを表す。図３に示すように、ＬＥＤとＰＳＤが一対一に対応する場合、被写体までの距離とＰＳＤの受光電流Ｉａ，Ｉｂに基づく出力との関係は比例し、距離Ｄ１〜Ｄ３にわたって一定の出力が得られる。この関係は、第１ＬＥＤ２ａを発光させた場合及び第３ＬＥＤ２ｂを発光させた場合についても当てはまり、第１ＬＥＤ２ａを発光させた場合、第１ＰＳＤ５ａの受光電流Ｉａ1，Ｉｂ1に基づく出力Ｉａ1／（Ｉａ1＋Ｉｂ1）と、被写体との距離１／Ｄとは、図４に示すような比例関係となり、距離Ｄ１〜Ｄ３にわたって一定の出力が得られる。同様に、第３ＬＥＤ２ｃを発光させた場合、第２ＰＳＤ５ｂの受光電流Ｉａ2，Ｉｂ2に基づく出力Ｉａ2／（Ｉａ2＋Ｉｂ2）と、被写体との距離１／Ｄとは、図４に示すような比例関係となり、距離Ｄ１〜Ｄ３にわたって一定の出力が得られる。
【００３８】
図５は、ＬＥＤによる反射光が２つのＰＳＤにまたがって結像される場合の被写体までの距離とＰＳＤの出力との関係を示す図であり、縦軸がＰＳＤの受光電流Ｉａ，Ｉｂに基づく出力Ｉａ／（Ｉａ＋Ｉｂ）を表し、横軸が被写体までの距離１／Ｄを表す。図５に示すように、第２ＬＥＤ２ｂを発光させた場合、被写体による反射光の結像位置は、第１ＰＳＤ５ａから第２ＰＳＤ５ｂにまたがって移動するため、距離Ｄ２を境界に２つのＰＳＤによる出力が得られ、各々距離Ｄ２を境界にして１／Ｄに比例した関係で得られる。つまり、距離Ｄ１から距離Ｄ２までは、第２ＰＳＤ５ｂの受光電流Ｉａ2，Ｉｂ2に基づく出力が得られ、距離Ｄ２から距離Ｄ３までは、第１ＰＳＤ５ａの受光電流Ｉａ1，Ｉｂ1に基づく出力が得られる。
【００３９】
このように、発光させるＬＥＤに応じて、受光するＰＳＤが変化し、特に、第２ＬＥＤ２ｂを発光させた場合、被写体までの距離に応じて第１ＰＳＤ５ａ又は第２ＰＳＤ５ｂのいずれかのＰＳＤで受光され、第１ＰＳＤ５ａ及び第２ＰＳＤ５ｂの２つのＰＳＤにまたがって受光されることとなる。
【００４０】
図６は、本実施の形態における測距装置の構成の一例を示す図である。図６に示す測距装置１は、第１ＬＥＤ２ａ、第２ＬＥＤ２ｂ、第３ＬＥＤ２ｃ、投光レンズ３、受光レンズ４、第１ＰＳＤ５ａ、第２ＰＳＤ５ｂ、第１演算回路２１、第１受光量算出回路２２、第２演算回路２３、第２受光量算出回路２４、発光制御回路１１及びマイコン３０で構成される。なお、投光部１０は、第１ＬＥＤ２ａ、第２ＬＥＤ２ｂ及び第３ＬＥＤ２ｃで構成され、受光部２０は、第１ＰＳＤ５ａ及び第２ＰＳＤ５ｂで構成される。
【００４１】
第１ＬＥＤ２ａは、後述する発光制御回路１１による制御信号に基づいて測距光を投光レンズ３に放射する。第２ＬＥＤ２ｂは、後述する発光制御回路１１による制御信号に基づいて測距光を投光レンズ３に放射する。第３ＬＥＤ２ｃは、後述する発光制御回路１１による制御信号に基づいて測距光を投光レンズ３に放射する。
【００４２】
投光レンズ３は、第１ＬＥＤ２ａ、第２ＬＥＤ２ｂ及び第３ＬＥＤ２ｃから発せられた測距光をビーム状に絞り、被写体に投光する。受光レンズ４は、被写体による反射光を第１ＰＳＤ５ａ又は第２ＰＳＤ５ｂの受光面上に結像させる。
【００４３】
第１ＰＳＤ５ａは、第１ＬＥＤ２ａ、第２ＬＥＤ２ｂ及び第３ＬＥＤ２ｃの基線長方向に配置され、結像位置に応じた受光電流Ｉａ1及びＩｂ1を両端に設けられた電極より、後述する第１演算回路２１及び第１受光量算出回路２２に出力する。第２ＰＳＤ５ｂは、第１ＬＥＤ２ａ、第２ＬＥＤ２ｂ及び第３ＬＥＤ２ｃの基線長方向に配置され、結像位置に応じた受光電流Ｉａ2及びＩｂ2を両端に設けられた電極より、後述する第２演算回路２３及び第２受光量算出回路２４に出力する。
【００４４】
第１演算回路２１は、第１ＰＳＤ５ａの両端に設けられた電極から出力される受光電流Ｉａ1，Ｉｂ1が入力され、入力された受光電流Ｉａ1，Ｉｂ1に基づいて、Ｉａ1と（Ｉａ1＋Ｉｂ1）との比であるＩａ1／（Ｉａ1＋Ｉｂ1）を算出し、算出された値Ｉａ1／（Ｉａ1＋Ｉｂ1）をマイコン３０に出力する。
【００４５】
第１受光量算出回路２２は、第１ＰＳＤ５ａの両端に設けられた電極から出力される受光電流Ｉａ1，Ｉｂ1が入力され、入力された受光電流Ｉａ1，Ｉｂ1に基づいて、第１ＰＳＤ５ａにおける総受光量Ｉａ1＋Ｉｂ1を算出し、算出された総受光量Ｉａ1＋Ｉｂ1をマイコン３０に出力する。
【００４６】
第２演算回路２３は、第２ＰＳＤ５ｂの両端に設けられた電極から出力される受光電流Ｉａ2，Ｉｂ2が入力され、入力された受光電流Ｉａ2，Ｉｂ2に基づいて、Ｉａ2と（Ｉａ2＋Ｉｂ2）との比であるＩａ2／（Ｉａ2＋Ｉｂ2）を算出し、算出された値Ｉａ2／（Ｉａ2＋Ｉｂ2）をマイコン３０に出力する。
【００４７】
第２受光量算出回路２４は、第２ＰＳＤ５ｂの両端に設けられた電極から出力される受光電流Ｉａ2，Ｉｂ2が入力され、入力された受光電流Ｉａ2，Ｉｂ2に基づいて、第２ＰＳＤ５ｂにおける総受光量Ｉａ2＋Ｉｂ2を算出し、算出された総受光量Ｉａ2＋Ｉｂ2をマイコン３０に出力する。
【００４８】
発光制御回路１１は、第１ＬＥＤ２ａ、第２ＬＥＤ２ｂ及び第３ＬＥＤ２ｃの発光を制御するものであり、マイコン３０から出力される制御信号に基づいて第１ＬＥＤ２ａ、第２ＬＥＤ２ｂ及び第３ＬＥＤ２ｃの発光を制御する。
【００４９】
マイコン３０は、第１ＬＥＤ２ａの発光を制御し、第１演算回路２１によって得られる値Ｉａ1／（Ｉａ1＋Ｉｂ1）に基づいて、被写体までの第１距離Ｄａを算出する。また、マイコン３０は、第２ＬＥＤ２ｂの発光を制御し、第１演算回路２１又は第２演算回路２３によって得られる値Ｉａ1／（Ｉａ1＋Ｉｂ1）又は値Ｉａ2／（Ｉａ2＋Ｉｂ2）に基づいて、被写体までの第２距離Ｄｂを算出する。さらに、マイコン３０は、第３ＬＥＤ２ｃの発光を制御し、第２演算回路２３によって得られる値Ｉａ2／（Ｉａ2＋Ｉｂ2）に基づいて、被写体までの第３距離Ｄｃを算出する。マイコン３０は、算出された第１距離Ｄａ、第２距離Ｄｂ及び第３距離Ｄｃのうちの最適な距離を被写体までの真の距離として決定する。
【００５０】
次に、本実施の形態における測距装置１の動作について説明する。図７は、本実施の形態における測距装置１の動作の一例について説明するためのフローチャートである。
【００５１】
ステップＳ１において、発光制御回路１１は、第１ＬＥＤ２ａを発光するように制御し、第１ＬＥＤ２ａは被写体に向けて投光する。第１ＬＥＤ２ａより発せられた光は、投光レンズ３によりビーム状に絞られ、被写体に投光される。被写体からの反射光は、投光レンズ３の光軸Ｌ１と平行な光軸Ｌ２を有する受光レンズ４を介して、第１ＰＳＤ５ａの受光面の適宜位置に結像することになる。
【００５２】
ステップＳ２において、第１演算回路２１は、第１ＰＳＤ５ａから出力される受光電流Ｉａ1及びＩｂ1に基づいてＩａ1／（Ｉａ1＋Ｉｂ1）の値を算出し、マイコン３０に出力する。マイコン３０は、入力された値Ｉａ1／（Ｉａ1＋Ｉｂ1）に基づいて被写体までの第１距離Ｄａを算出し、算出した第１距離Ｄａを一時的に記憶する。
【００５３】
ステップＳ３において、発光制御回路１１は、第３ＬＥＤ２ｃを発光するように制御し、第３ＬＥＤ２ｃは被写体に向けて投光する。第３ＬＥＤ２ｃより発せられた光は、投光レンズ３によりビーム状に絞られ、被写体に投光される。被写体からの反射光は、受光レンズ４を介して、第２ＰＳＤ５ｂの受光面の適宜位置に結像することになる。
【００５４】
ステップＳ４において、第２演算回路２３は、第２ＰＳＤ５ｂから出力される受光電流Ｉａ2及びＩｂ2に基づいてＩａ2／（Ｉａ2＋Ｉｂ2）の値を算出し、マイコン３０に出力する。マイコン３０は、入力された値Ｉａ2／（Ｉａ2＋Ｉｂ2）に基づいて被写体までの第３距離Ｄｃを算出し、算出した第３距離Ｄｃを一時的に記憶する。
【００５５】
ステップＳ５において、発光制御回路１１は、第２ＬＥＤ２ｂを発光するように制御し、第２ＬＥＤ２ｂは被写体に向けて投光する。第２ＬＥＤ２ｂより発せられた光は、投光レンズ３によりビーム状に絞られ、被写体に投光される。被写体からの反射光は、受光レンズ４を介して、被写体までの距離に応じて第１ＰＳＤ５ａ又は第２ＰＳＤ５ｂの受光面の適宜位置に結像することになる。
【００５６】
ステップＳ６において、第１演算回路２１は、第１ＰＳＤ５ａから出力される受光電流Ｉａ1及びＩｂ1に基づいてＩａ1／（Ｉａ1＋Ｉｂ1）の値を算出し、マイコン３０に出力する。マイコン３０は、入力された値Ｉａ1／（Ｉａ1＋Ｉｂ1）に基づいて被写体までの距離Ｄｂ1を算出し、算出した距離Ｄｂ1を一時的に記憶する。
【００５７】
ステップＳ７において、第１受光量算出回路２２は、第１ＰＳＤ５ａから出力される受光電流Ｉａ1及びＩｂ1に基づいてＩａ1＋Ｉｂ1を算出し、算出した値Ｉａ1＋Ｉｂ1をマイコン３０に出力する。マイコン３０は、入力された値Ｉａ1＋Ｉｂ1に基づいて受光量Ｑｂ1を算出し、算出した受光量Ｑｂ1を一時的に記憶する。
【００５８】
ステップＳ８において、発光制御回路１１は、第２ＬＥＤ２ｂを再び発光するように制御し、第２ＬＥＤ２ｂは被写体に向けて投光する。
【００５９】
ステップＳ９において、第２演算回路２３は、第２ＰＳＤ５ｂから出力される受光電流Ｉａ2及びＩｂ2に基づいてＩａ2／（Ｉａ2＋Ｉｂ2）の値を算出し、マイコン３０に出力する。マイコン３０は、入力された値Ｉａ2／（Ｉａ2＋Ｉｂ2）に基づいて被写体までの距離Ｄｂ2を算出し、算出した距離Ｄｂ2を一時的に記憶する。
【００６０】
ステップＳ１０において、第２受光量算出回路２４は、第２ＰＳＤ５ｂから出力される受光電流Ｉａ2及びＩｂ2に基づいてＩａ2＋Ｉｂ2を算出し、算出した値Ｉａ2＋Ｉｂ2をマイコン３０に出力する。マイコン３０は、入力された値Ｉａ2＋Ｉｂ2に基づいて受光量Ｑｂ2を算出し、算出した受光量Ｑｂ2を一時的に記憶する。
【００６１】
ステップＳ１１において、マイコン３０は、ステップＳ７で算出された第１ＰＳＤ５ａにおける受光量Ｑｂ1が、ステップＳ１０で算出された第２ＰＳＤ５ｂにおける受光量Ｑｂ2よりも大きいか否かを判断する。ここで、受光量Ｑｂ1が受光量Ｑｂ2よりも大きいと判断された場合（ステップＳ１１でＹＥＳ）、ステップＳ１２に移行し、受光量Ｑｂ1が受光量Ｑｂ2以下であると判断された場合（ステップＳ１１でＮＯ）、ステップＳ１３に移行する。
【００６２】
ステップＳ１２において、マイコン３０は、第１ＰＳＤ５ａを用いて算出された距離Ｄｂ1を、第２ＬＥＤ２ｂを発光することによって得られる第２距離Ｄｂとし、第２距離Ｄｂを一時的に記憶する。
【００６３】
ステップＳ１３において、マイコン３０は、第２ＰＳＤ５ｂを用いて算出された距離Ｄｂ2を、第２ＬＥＤ２ｂを発光することによって得られる第２距離Ｄｂとし、第２距離Ｄｂを一時的に記憶する。
【００６４】
ステップＳ１４において、マイコン３０は、算出された第１距離Ｄａ、第２距離Ｄｂ及び第３距離Ｄｃのうちの最も近い距離を被写体までの真の距離としてセットする。マイコン３０においてセットされた距離は、図１に示す全体制御部１６０に出力され、全体制御部１６０は、マイコン３０から出力される距離に基づいてフォーカスレンズの駆動量を算出する。
【００６５】
このように、被写体に対して測距光を投光する投光部１０は、複数の投光素子である３つの第１ＬＥＤ２ａ、第２ＬＥＤ２ｂ及び第３ＬＥＤ２ｃで構成されるため、測距ポイントが増すこととなり、測距誤差をなくすことができる。また、投光部１０によって投光された測距光による被写体からの反射光を受光し、受光位置に応じた信号を出力する受光部２０は、３つの第１ＬＥＤ２ａ、第２ＬＥＤ２ｂ及び第３ＬＥＤ２ｃよりも少ない数の複数の受光素子である２つの第１ＰＳＤ５ａ及び第２ＰＳＤ５ｂで構成されるため、装置の小型化を実現することができる。
【００６６】
また、３つの第１ＬＥＤ２ａ、第２ＬＥＤ２ｂ及び第３ＬＥＤ２ｃのうちの少なくとも１の第２ＬＥＤ２ｂの測距光による結像位置は、被写体までの距離に応じて、第１ＰＳＤ５ａ及び第２ＰＳＤ５ｂにまたがって移動するので、投光素子であるＬＥＤを増やして測距ポイントを増やした場合でも、１のＬＥＤによる測距光を２のＰＳＤによって共用することによって、ＰＳＤを増やす必要がなく、従来のようにＬＥＤとＰＳＤとを同数設ける必要がなくなり、装置の小型化を実現することができる。
【００６７】
また、第１受光量算出回路２２及び第２受光量算出回路２４によって、第１ＰＳＤ５ａ及び第２ＰＳＤ５ｂが受光する受光量が算出され、第１演算回路２１及び第２演算回路２３によって、各ＰＳＤ５ａ，５ｂによって出力される信号に基づいて第２ＬＥＤ２ｂに対応する被写体までの距離が算出され、マイコン３０によって、各受光量算出回路２２，２４によって算出された受光量の多い受光素子で算出された距離が、第２ＬＥＤ２ｂに対応する距離に決定される。そのため、被写体からの反射光が２つの第１ＰＳＤ５ａ及び第２ＰＳＤ５ｂにまたがって結像される場合に、第１ＰＳＤ５ａが受光する受光量と第２ＰＳＤ５ｂが受光する受光量とが比較され、受光量の多いＰＳＤで算出された距離に決定されるので、第１ＬＥＤ２ａ、第２ＬＥＤ２ｂ及び第３ＬＥＤ２ｃのうちの各ＬＥＤを発光させることによって測定される各ＬＥＤ毎の被写体までの正確な距離を測定することができる。
【００６８】
さらに、マイコン３０によって算出された各ＬＥＤ毎に対応する第１距離Ｄａ、第２距離Ｄｂ及び第３距離Ｄｃのうちの最も被写体までの距離が近いものが真の距離として決定されるため、被写体までの正確な距離を測定することができる。
【００６９】
さらにまた、測距誤差が生じることなく小型化を実現することができる測距装置１を実現することができるので、上記のような測距装置１を備えたデジタルカメラ１００の小型化を実現することができる。
【００７０】
次に、本発明に係る測距装置の変形例について説明する。本実施の形態の変形例における測距装置では、５つの投光素子（ＬＥＤ）で被写体を投光し、３つの受光素子（ＰＳＤ）で被写体による反射光を受光する。
【００７１】
図８は、本実施の形態の変形例における測距装置の構成の一例を示す図である。図８に示す測距装置１’は、第１ＬＥＤ２ａ、第２ＬＥＤ２ｂ、第３ＬＥＤ２ｃ、第４ＬＥＤ２ｄ、第５ＬＥＤ２ｅ、投光レンズ３、受光レンズ４、第１ＰＳＤ５ａ、第２ＰＳＤ５ｂ、第３ＰＳＤ５ｃ、第１演算回路２１、第１受光量算出回路２２、第２演算回路２３、第２受光量算出回路２４、発光制御回路１１及びマイコン３０で構成される。なお、投光部１０’は、第１ＬＥＤ２ａ、第２ＬＥＤ２ｂ、第３ＬＥＤ２ｃ、第４ＬＥＤ２ｄ及び第５ＬＥＤ２ｅで構成され、受光部２０’は、第１ＰＳＤ５ａ、第２ＰＳＤ５ｂ及び第３ＰＳＤ５ｃで構成される。
【００７２】
第１ＬＥＤ２ａは、後述する発光制御回路１１による制御信号に基づいて測距光を投光レンズ３に放射する。第２ＬＥＤ２ｂは、後述する発光制御回路１１による制御信号に基づいて測距光を投光レンズ３に放射する。第３ＬＥＤ２ｃは、後述する発光制御回路１１による制御信号に基づいて測距光を投光レンズ３に放射する。第４ＬＥＤ２ｄは、後述する発光制御回路１１による制御信号に基づいて測距光を投光レンズ３に放射する。第５ＬＥＤ２ｅは、後述する発光制御回路１１による制御信号に基づいて測距光を投光レンズ３に放射する。
【００７３】
投光レンズ３は、第１ＬＥＤ２ａ、第２ＬＥＤ２ｂ、第３ＬＥＤ２ｃ、第４ＬＥＤ２ｄ及び第５ＬＥＤ２ｅから発せられた測距光をビーム状に絞り、被写体に投光する。受光レンズ４は、被写体による反射光を第１ＰＳＤ５ａ、第２ＰＳＤ５ｂ及び第３ＰＳＤ５ｃの受光面上に結像させる。
【００７４】
第１ＰＳＤ５ａは、第１ＬＥＤ２ａ、第２ＬＥＤ２ｂ、第３ＬＥＤ２ｃ、第４ＬＥＤ２ｄ及び第５ＬＥＤ２ｅの基線長方向に配置され、結像位置に応じた受光電流Ｉａ1及びＩｂ1を両端に設けられた電極より後述する第１演算回路２１及び第１受光量算出回路２２に出力する。第２ＰＳＤ５ｂは、第１ＬＥＤ２ａ、第２ＬＥＤ２ｂ、第３ＬＥＤ２ｃ、第４ＬＥＤ２ｄ及び第５ＬＥＤ２ｅの基線長方向に配置され、結像位置に応じた受光電流Ｉａ2及びＩｂ2を両端に設けられた電極より後述する第２演算回路２３及び第２受光量算出回路２４に出力する。第３ＰＳＤ５ｃは、第１ＬＥＤ２ａ、第２ＬＥＤ２ｂ、第３ＬＥＤ２ｃ、第４ＬＥＤ２ｄ及び第５ＬＥＤ２ｅの基線長方向に配置され、結像位置に応じた受光電流Ｉａ3及びＩｂ3を両端に設けられた電極より後述する第１演算回路２１及び第１受光量算出回路２２に出力する。
【００７５】
第１演算回路２１は、第１ＰＳＤ５ａの両端に設けられた電極から出力される受光電流Ｉａ1，Ｉｂ1が入力され、入力された受光電流Ｉａ1，Ｉｂ1に基づいて、Ｉａ1とＩｂ1との比であるＩａ1／（Ｉａ1＋Ｉｂ1）を算出し、算出された値Ｉａ1／（Ｉａ1＋Ｉｂ1）をマイコン３０に出力する。また、第１演算回路２１は、第３ＰＳＤ５ｃの両端に設けられた電極から出力される受光電流Ｉａ3，Ｉｂ3が入力され、入力された受光電流Ｉａ3，Ｉｂ3に基づいて、Ｉａ3と（Ｉａ3＋Ｉｂ3）との比であるＩａ3／（Ｉａ3＋Ｉｂ3）を算出し、算出された値Ｉａ3／（Ｉａ3＋Ｉｂ3）をマイコン３０に出力する。
【００７６】
第１受光量算出回路２２は、第１ＰＳＤ５ａの両端に設けられた電極から出力される受光電流Ｉａ1，Ｉｂ1が入力され、入力された受光電流Ｉａ1，Ｉｂ1に基づいて、第１ＰＳＤ５ａにおける総受光量Ｉａ1＋Ｉｂ1を算出し、算出された総受光量Ｉａ1＋Ｉｂ1をマイコン３０に出力する。また、第１受光量算出回路２２は、第３ＰＳＤ５ｃの両端に設けられた電極から出力される受光電流Ｉａ3，Ｉｂ3が入力され、入力された受光電流Ｉａ3，Ｉｂ3に基づいて、第１ＰＳＤ５ａにおける総受光量Ｉａ3＋Ｉｂ3を算出し、算出された総受光量Ｉａ3＋Ｉｂ3をマイコン３０に出力する。
【００７７】
第２演算回路２３は、第２ＰＳＤ５ｂの両端に設けられた電極から出力される受光電流Ｉａ2，Ｉｂ2が入力され、入力された受光電流Ｉａ2，Ｉｂ2に基づいて、Ｉａ2と（Ｉａ2＋Ｉｂ2）との比であるＩａ2／（Ｉａ2＋Ｉｂ2）を算出し、算出された値Ｉａ2／（Ｉａ2＋Ｉｂ2）をマイコン３０に出力する。
【００７８】
第２受光量算出回路２４は、第２ＰＳＤ５ｂの両端に設けられた電極から出力される受光電流Ｉａ2，Ｉｂ2が入力され、入力された受光電流Ｉａ2，Ｉｂ2に基づいて、第２ＰＳＤ５ｂにおける総受光量Ｉａ2＋Ｉｂ2を算出し、算出された総受光量Ｉａ2＋Ｉｂ2をマイコン３０に出力する。
【００７９】
発光制御回路１１は、第１ＬＥＤ２ａ、第２ＬＥＤ２ｂ、第３ＬＥＤ２ｃ、第４ＬＥＤ２ｄ及び第５ＬＥＤ２ｅの発光を制御するものであり、マイコン３０から出力される制御信号に基づいて第１ＬＥＤ２ａ、第２ＬＥＤ２ｂ、第３ＬＥＤ２ｃ、第４ＬＥＤ２ｄ及び第５ＬＥＤ２ｅの発光を制御する。
【００８０】
マイコン３０は、第１ＬＥＤ２ａの発光を制御し、第１演算回路２１によって得られる値Ｉａ1／（Ｉａ1＋Ｉｂ1）に基づいて、被写体までの第１距離Ｄａを算出する。また、マイコン３０は、第２ＬＥＤ２ｂの発光を制御し、第１演算回路２１又は第２演算回路２３によって得られる値Ｉａ1／（Ｉａ1＋Ｉｂ1）又は値Ｉａ2／（Ｉａ2＋Ｉｂ2）に基づいて、被写体までの第２距離Ｄｂを算出する。また、マイコン３０は、第３ＬＥＤ２ｃの発光を制御し、第２演算回路２３によって得られる値Ｉａ2／（Ｉａ2＋Ｉｂ2）に基づいて、被写体までの第３距離Ｄｃを算出する。また、マイコン３０は、第４ＬＥＤ２ｄの発光を制御し、第１演算回路２１又は第２演算回路２３によって得られる値Ｉａ3／（Ｉａ3＋Ｉｂ3）又は値Ｉａ2／（Ｉａ2＋Ｉｂ2）に基づいて、被写体までの第４距離Ｄｄを算出する。さらに、マイコン３０は、第５ＬＥＤ２ｅの発光を制御し、第１演算回路２１によって得られる値Ｉａ3／（Ｉａ3＋Ｉｂ3）に基づいて、被写体までの第５距離Ｄｅを算出する。マイコン３０は、算出された第１距離Ｄａ、第２距離Ｄｂ、第３距離Ｄｃ、第４距離Ｄｄ及び第５距離Ｄｅのうちの最適な距離を被写体までの真の距離として決定する。
【００８１】
図９は、被写体上でのＬＥＤとＰＳＤとのにらみ範囲を表す図である。本実施の形態では、第１ＬＥＤ２ａと第１ＰＳＤ５ａ、第２ＬＥＤ２ｂと第１ＰＳＤ５ａ及び第２ＰＳＤ５ｂ、第３ＬＥＤ２ｃと第２ＰＳＤ５ｂ、第４ＬＥＤ２ｄと第２ＰＳＤ５ｂ及び第３ＰＳＤ５ｃ、第５ＬＥＤ２ｅと第３ＰＳＤ５ｃの組み合わせで、３つのＰＳＤによって測距ポイントを５つ確保している。また、第１ＰＳＤ５ａ及び第３ＰＳＤ５ｃの演算回路を共通化することで、演算回路の規模を縮小している。なお、第１ＰＳＤ５ａ及び第２ＰＳＤ５ｂの演算回路を共通化することはできない。なぜならば、第２ＬＥＤ２ｂを発光させた場合、第１ＰＳＤ５ａの出力と第２ＰＳＤ５ｂの出力とを演算回路に独立して導くことができないためである。しかしながら、第１ＰＳＤ５ａ及び第３ＰＳＤ５ｃの演算回路は、第１ＬＥＤ２ａ〜第５ＬＥＤ２ｅを個別に発光させることで、演算回路が独立しているのと同等の効果が得られる。
【００８２】
次に、本実施の形態の変形例における測距装置１’の動作について説明する。図１０及び図１１は、本実施の形態の変形例における測距装置１’の動作の一例について説明するためのフローチャートである。
【００８３】
なお、図１０に示すステップＳ１０１〜Ｓ１０４までの処理は、図７に示すステップＳ１〜Ｓ４までの処理と同じであるため、説明を省略し、ステップＳ１０５以降の処理について説明する。
【００８４】
ステップＳ１０５において、発光制御回路１１は、第５ＬＥＤ２ｅを発光するように制御し、第５ＬＥＤ２ｅは被写体に向けて投光する。第５ＬＥＤ２ｅより発せられた光は、投光レンズ３によりビーム状に絞られ、被写体に投光される。被写体からの反射光は、投光レンズ３の光軸Ｌ１と平行な光軸Ｌ２を有する受光レンズ４を介して、第３ＰＳＤ５ｃの受光面の適宜位置に結像することになる。
【００８５】
ステップＳ１０６において、第１演算回路２１は、第３ＰＳＤ５ｃから出力される受光電流Ｉａ3及びＩｂ3に基づいてＩａ3／（Ｉａ3＋Ｉｂ3）の値を算出し、マイコン３０に出力する。マイコン３０は、入力された値Ｉａ3／（Ｉａ3＋Ｉｂ3）に基づいて被写体までの第５距離Ｄｅを算出し、算出した第５距離Ｄｅを一時的に記憶する。
【００８６】
なお、図１０に示すステップＳ１０７〜Ｓ１１５までの処理は、図７に示すステップＳ５〜Ｓ１３までの処理と同じであるため、説明を省略し、ステップＳ１１６以降の処理について図１１を用いて説明する。
【００８７】
ステップＳ１１６において、発光制御回路１１は、第４ＬＥＤ２ｄを発光するように制御し、第４ＬＥＤ２ｄは被写体に向けて投光する。第４ＬＥＤ２ｄより発せられた光は、投光レンズ３によりビーム状に絞られ、被写体に投光される。被写体からの反射光は、受光レンズ４を介して、被写体までの距離に応じて第２ＰＳＤ５ｂ又は第３ＰＳＤ５ｃの受光面の適宜位置に結像することになる。
【００８８】
ステップＳ１１７において、第１演算回路２１は、第３ＰＳＤ５ｃから出力される受光電流Ｉａ3及びＩｂ3に基づいてＩａ3／（Ｉａ3＋Ｉｂ3）の値を算出し、マイコン３０に出力する。マイコン３０は、入力された値Ｉａ3／（Ｉａ3＋Ｉｂ3）に基づいて被写体までの距離Ｄｄ1を算出し、算出した距離Ｄｄ1を一時的に記憶する。
【００８９】
ステップＳ１１８において、第１受光量算出回路２２は、第３ＰＳＤ５ｃから出力される受光電流Ｉａ3及びＩｂ3に基づいてＩａ3＋Ｉｂ3を算出し、算出した値Ｉａ3＋Ｉｂ3をマイコン３０に出力する。マイコン３０は、入力された値Ｉａ3＋Ｉｂ3に基づいて受光量Ｑｄ1を算出し、算出した受光量Ｑｄ1を一時的に記憶する。
【００９０】
ステップＳ１１９において、発光制御回路１１は、第４ＬＥＤ２ｄを再び発光するように制御し、第４ＬＥＤ２ｄは被写体に向けて投光する。
【００９１】
ステップＳ１２０において、第２演算回路２３は、第２ＰＳＤ５ｂから出力される受光電流Ｉａ2及びＩｂ2に基づいてＩａ2／（Ｉａ2＋Ｉｂ2）の値を算出し、マイコン３０に出力する。マイコン３０は、入力された値Ｉａ2／（Ｉａ2＋Ｉｂ2）に基づいて被写体までの距離Ｄｄ2を算出し、算出した距離Ｄｄ2を一時的に記憶する。
【００９２】
ステップＳ１２１において、第２受光量算出回路２４は、第２ＰＳＤ５ｂから出力される受光電流Ｉａ2及びＩｂ2に基づいてＩａ2＋Ｉｂ2を算出し、算出した値Ｉａ2＋Ｉｂ2をマイコン３０に出力する。マイコン３０は、入力された値Ｉａ2＋Ｉｂ2に基づいて受光量Ｑｄ2を算出し、算出した受光量Ｑｄ2を一時的に記憶する。
【００９３】
ステップＳ１２２において、マイコン３０は、ステップＳ１１８で算出された第３ＰＳＤ５ｃにおける受光量Ｑｄ1が、ステップＳ１２１で算出された第２ＰＳＤ５ｂにおける受光量Ｑｄ2よりも大きいか否かを判断する。ここで、受光量Ｑｄ1が受光量Ｑｄ2よりも大きいと判断された場合（ステップＳ１２２でＹＥＳ）、ステップＳ１２３に移行し、受光量Ｑｄ1が受光量Ｑｄ2以下であると判断された場合（ステップＳ１２２でＮＯ）、ステップＳ１２４に移行する。
【００９４】
ステップＳ１２３において、マイコン３０は、第３ＰＳＤ５ｃを用いて算出された距離Ｄｄ1を、第４ＬＥＤ２ｄを発光することによって得られる第４距離Ｄｄとし、第４距離Ｄｄを一時的に記憶する。
【００９５】
ステップＳ１２４において、マイコン３０は、第２ＰＳＤ５ｂを用いて算出された距離Ｄｄ2を、第４ＬＥＤ２ｄを発光することによって得られる第４距離Ｄｄとし、第４距離Ｄｄを一時的に記憶する。
【００９６】
ステップＳ１２５において、マイコン３０は、算出された第１距離Ｄａ、第２距離Ｄｂ、第３距離Ｄｃ、第４距離Ｄｄ及び第５距離Ｄｅのうちの最も近い距離を被写体までの真の距離としてセットする。マイコン３０においてセットされた距離は、図１に示す全体制御部１６０に出力され、全体制御部１６０は、マイコン３０から出力される距離に基づいてフォーカスレンズの駆動量を算出する。
【００９７】
このように、被写体に対して測距光を投光する投光部１０’は、複数の投光素子である５つの第１ＬＥＤ２ａ、第２ＬＥＤ２ｂ、第３ＬＥＤ２ｃ、第４ＬＥＤ２ｄ及び第５ＬＥＤ２ｅで構成されるため、測距ポイントが増すこととなり、測距誤差をなくすことができる。また、投光部１０’によって投光された測距光による被写体からの反射光を受光し、受光位置に応じた信号を出力する受光部２０’は、５つの第１ＬＥＤ２ａ、第２ＬＥＤ２ｂ、第３ＬＥＤ２ｃ、第４ＬＥＤ２ｄ及び第５ＬＥＤ２ｅよりも少ない数の複数の受光素子である３つの第１ＰＳＤ５ａ、第２ＰＳＤ５ｂ及び第３ＰＳＤ５ｃで構成されるため、装置の小型化を実現することができる。
【００９８】
また、５つの第１ＬＥＤ２ａ、第２ＬＥＤ２ｂ、第３ＬＥＤ２ｃ、第４ＬＥＤ２ｄ及び第５ＬＥＤ２ｅのうちの第２ＬＥＤ２ｂの測距光による結像位置は、被写体までの距離に応じて、第１ＰＳＤ５ａ及び第２ＰＳＤ５ｂにまたがって移動し、第４ＬＥＤ２ｄの測距光による結像位置は、被写体までの距離に応じて、第２ＰＳＤ５ｂ及び第３ＰＳＤ５ｃにまたがって移動するので、投光素子であるＬＥＤを増やして測距ポイントを増やした場合でも、１のＬＥＤによる測距光を２のＰＳＤによって共用することによって、ＰＳＤを増やす必要がなく、従来のようにＬＥＤとＰＳＤとを同数設ける必要がなくなり、装置の小型化を実現することができる。
【００９９】
また、第１受光量算出回路２２及び第２受光量算出回路２４によって、第１ＰＳＤ５ａ、第２ＰＳＤ５ｂ及び第３ＰＳＤ５ｃが受光する受光量が算出され、第１演算回路２１及び第２演算回路２３によって、各ＰＳＤ５ａ，５ｂ，５ｃによって出力される信号に基づいて第２ＬＥＤ２ｂに対応する被写体までの距離が算出され、マイコン３０によって、各受光量算出回路２２，２４によって算出された受光量の多い受光素子で算出された距離が、第２ＬＥＤ２ｂ又は第４ＬＥＤ２ｄに対応する距離に決定される。そのため、被写体からの反射光が２つの第１ＰＳＤ５ａ及び第２ＰＳＤ５ｂにまたがって結像される場合や、被写体からの反射光が２つの第２ＰＳＤ５ｂ及び第３ＰＳＤ５ｃにまたがって結像される場合に、第１ＰＳＤ５ａが受光する受光量と第２ＰＳＤ５ｂが受光する受光量とが比較され、受光量の多いＰＳＤで算出された距離に決定され、第２ＰＳＤ５ｂが受光する受光量と第３ＰＳＤ５ｃが受光する受光量とが比較され、受光量の多いＰＳＤで算出された距離に決定されるので、第１ＬＥＤ２ａ、第２ＬＥＤ２ｂ、第３ＬＥＤ２ｃ、第４ＬＥＤ２ｄ及び第５ＬＥＤ２ｅのうちの各ＬＥＤを発光させることによって測定される各ＬＥＤ毎の被写体までの正確な距離を測定することができる。
【０１００】
さらに、マイコン３０によって算出された各ＬＥＤ毎に対応する第１距離Ｄａ、第２距離Ｄｂ、第３距離Ｄｃ、第４距離Ｄｄ及び第５距離Ｄｅのうちの最も被写体までの距離が近いものが真の距離として決定されるため、被写体までの正確な距離を測定することができる。
【０１０１】
さらにまた、測距誤差が生じることなく小型化を実現することができる測距装置１’を実現することができるので、上記のような測距装置１’を備えたデジタルカメラ１００の小型化を実現することができる。
【０１０２】
なお、本実施の形態では、第２ＬＥＤ２ｂを発光し、第１ＰＳＤ５ａによる出力で距離Ｄｂ1と受光量Ｑｂ1とを算出した後、再び、第２ＬＥＤ２ｂを発光し、第２ＰＳＤ５ｂによる出力で距離Ｄｂ2と受光量Ｑｂ2とを算出し、受光量Ｑｂ1と受光量Ｑｂ2とを比較し、受光量Ｑｂ1及び受光量Ｑｂ2のうちの受光量の多いほうのＰＳＤで算出された距離を第２ＬＥＤ２ｂを発光することによって得られる第２距離Ｄｂとした。しかしながら、本発明は特にこれに限定されず、第２ＬＥＤ２ｂを発光し、第２ＰＳＤ５ｂによる出力で受光量Ｑｂ2を算出し、あらかじめ設定されている所定値と受光量Ｑｂ2とを比較し、受光量Ｑｂ2が所定値以上ならば、第２ＰＳＤ５ｂによる出力で第２距離Ｄｂを算出し、受光量Ｑｂ2が所定値より小さいならば、再び、第２ＬＥＤ２ｂを発光し、第１ＰＳＤ５ａによる出力で第２距離Ｄｂを算出してもよい。この場合、第１受光量算出回路２２が不要となり回路構成を簡略化することができる。なお、第２ＬＥＤ２ｂを発光し、第１ＰＳＤ５ａによる出力で受光量Ｑｂ1を算出し、あらかじめ設定されている所定値と受光量Ｑｂ1とを比較してもよい。
【０１０３】
同様に、本実施の形態の変形例において、第４ＬＥＤ２ｄを発光し、第２ＰＳＤ５ｂによる出力で受光量Ｑｄ2を算出し、あらかじめ設定されている所定値と受光量Ｑｄ2とを比較し、受光量Ｑｄ2が所定値以上ならば、第２ＰＳＤ５ｂによる出力で第４距離Ｄｄを算出し、受光量Ｑｄ2が所定値より小さいならば、再び、第４ＬＥＤ２ｄを発光し、第１ＰＳＤ５ａによる出力で第４距離Ｄｄを算出してもよい。この場合、第１受光量算出回路２２が不要となり回路構成を簡略化することができる。なお、第４ＬＥＤ２ｄを発光し、第１ＰＳＤ５ａによる出力で受光量Ｑｄ1を算出し、あらかじめ設定されている所定値と受光量Ｑｄ1とを比較してもよい。
【０１０４】
また、本実施の形態では、第１受光量算出回路２２は、第１ＰＳＤ５ａの両端電極より出力される受光電流Ｉａ1，Ｉｂ1の和Ｉａ1＋Ｉｂ1を受光量として算出しているが、本発明は特にこれに限定されず、例えば、第１受光量算出回路２２は、第１ＰＳＤ５ａの両端電極より出力される受光電流Ｉａ1及びＩｂ1のうちのいずれか一方を受光量として算出してもよい。また、第１受光量算出回路２２は、第１ＰＳＤ５ａの両端電極より出力される受光電流Ｉａ1及びＩｂ1のｍａｘ（Ｉａ1，Ｉｂ1）を受光量として算出してもよい。この場合、上記と同様の効果を奏することができる。なお、第２ＰＳＤ５ｂ及び第３ＰＳＤ５ｃの両端電極より出力される受光電流Ｉａ2，Ｉｂ2，Ｉａ3，Ｉｂ3についても同様である。
【０１０５】
また、本実施の形態では、デジタルカメラに用いられる測距装置として説明したが、本発明は特にこれに限定されず、例えば、一眼レフカメラやコンパクトカメラ等の他のカメラや他の撮像装置に上記の測距装置を用いてもよい。
【０１０６】
なお、上述した具体的実施形態には以下の構成を有する発明が主に含まれている。
（１）被写体に対して測距光を投光する投光手段と、前記投光手段によって投光された測距光による被写体からの反射光を受光し、受光位置に応じた信号を出力する受光手段とを備え、前記投光手段は複数の投光素子で構成され、前記受光手段は前記投光素子よりも少ない数の複数の受光素子で構成されることを特徴とする測距装置。
（２）前記複数の投光素子のうちの少なくとも１の投光素子の測距光は、被写体までの距離に応じて、前記複数の受光素子のうちの少なくとも２の受光素子にまたがって結像位置が移動することを特徴とする上記（１）記載の測距装置。
（３）前記複数の受光素子が受光する受光量を算出する複数の受光量算出手段と、前記複数の受光素子によって出力される信号に基づいて、各投光素子毎に対応する前記被写体までの距離を算出する複数の距離算出手段と、前記複数の投光素子のうちの少なくとも１の投光素子を発光させ、前記被写体からの反射光を前記複数の受光素子のうちの少なくとも２の受光素子で受光し、前記受光量算出手段によって算出された受光量の多い受光素子で算出された距離を前記複数の投光素子のうちの少なくとも１の投光素子に対応する距離に決定する距離決定手段とをさらに備えることを特徴とする上記（１）又は（２）記載の測距装置。
（４）前記距離決定手段は、前記距離算出手段によって算出された各投光素子毎に対応する距離のうちの最も被写体までの距離が近いものを真の距離として決定することを特徴とする上記（３）記載の測距装置。
（５）前記投光手段は、基線長方向に配置された第１の投光素子、第２の投光素子及び第３の投光素子を含み、前記受光手段は、基線長方向に配置された第１の受光素子及び第２の受光素子を含み、前記距離算出手段は、第２の投光素子を発光させ、前記被写体からの反射光を第１の受光素子及び第２の受光素子で受光し、受光量の多いほうの受光素子で距離を測定することを特徴とする上記（１）記載の測距装置。
（６）前記投光手段は、基線長方向に配置された第１の投光素子、第２の投光素子及び第３の投光素子を含み、前記受光手段は、基線長方向に配置された第１の受光素子及び第２の受光素子を含み、前記距離算出手段は、第１の投光素子を発光させ、前記被写体からの反射光を第１の受光素子で受光して第１の距離を算出する第１の距離算出手段と、第３の投光素子を発光させ、前記被写体からの反射光を第２の受光素子で受光して第２の距離を算出する第２の距離算出手段と、第２の投光素子を発光させ、前記被写体からの反射光を第１の受光素子及び第２の受光素子で受光し、第１の受光素子及び第２の受光素子のうちの総受光量の多いほうの受光素子で第３の距離を算出する第３の距離算出手段とを含み、前記距離決定手段は、前記第１の距離、前記第２の距離及び前記第３の距離のうちの最も近距離である距離を前記被写体との真の距離として決定することを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれかに記載の測距装置。
（７）被写体までの距離を測定する測距手段と、被写体に対するピント合わせを行うフォーカスレンズと、前記測距手段によって測定された被写体までの距離に基づいて前記フォーカスレンズを駆動するフォーカスレンズ駆動手段とを備えたカメラであって、前記測距手段は、上記（１）〜（６）のいずれかに記載の測距装置で構成されることを特徴とするカメラ。
【０１０７】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、被写体に対して測距光を投光する投光手段は、複数の投光素子で構成されるため、測距ポイントが増すこととなり、測距誤差をなくすことができる。また、投光手段によって投光された測距光による被写体からの反射光を受光し、受光位置に応じた信号を出力する受光手段は、投光素子よりも少ない数の複数の受光素子で構成されるため、装置の小型化を実現することができる。
【０１０８】
請求項２に記載の発明によれば、複数の投光素子のうちの少なくとも１の投光素子の測距光による結像位置は、被写体までの距離に応じて、複数の受光素子のうちの少なくとも２の受光素子にまたがって移動するので、投光素子を増やして測距ポイントを増やした場合でも、１の投光素子による測距光を２の受光素子によって共用することによって、受光素子を増やす必要がなく、従来のように投光素子と受光素子とを同数設ける必要がなくなり、装置の小型化を実現することができる。
【０１０９】
請求項３に記載の発明によれば、複数の受光量算出手段によって、各受光素子が受光する受光量が算出され、複数の距離算出手段によって、各受光素子によって出力される信号に基づいて、各投光素子毎に対応する被写体までの距離が算出され、距離決定手段によって、複数の投光素子のうちの少なくとも１の投光素子を発光させ、被写体からの反射光を複数の受光素子のうちの少なくとも２の受光素子で受光し、受光量算出手段によって算出された受光量の多い受光素子で算出された距離が、複数の投光素子のうちの少なくとも１の投光素子に対応する距離に決定されるため、複数の投光素子のうちの各投光素子を発光させることによって測定される各投光素子毎の被写体までの正確な距離を測定することができる。
【０１１０】
請求項４に記載の発明によれば、距離決定手段によって、距離算出手段によって算出された各投光素子毎に対応する距離のうちの最も被写体までの距離が近いものが真の距離として決定されるため、被写体までの正確な距離を測定することができる。
【０１１１】
請求項５に記載の発明によれば、測距誤差が生じることなく小型化を実現することができる測距装置を実現することができるので、測距装置を備えたカメラの小型化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る測距装置を用いたデジタルカメラ（撮像装置）の構成を示すブロック図である。
【図２】アクティブ方式の測距装置の測距原理について説明するための図である。
【図３】被写体までの距離に応じて変化する結像位置について説明するための図である。
【図４】ＬＥＤとＰＳＤが一対一に対応する場合の被写体までの距離とＰＳＤの出力との関係を示す図である。
【図５】ＬＥＤによる反射光が２つのＰＳＤにまたがって結像される場合の被写体までの距離とＰＳＤの出力との関係を示す図である。
【図６】本実施の形態における測距装置の構成の一例を示す図である。
【図７】本実施の形態における測距装置の動作の一例について説明するためのフローチャートである。
【図８】本実施の形態の変形例における測距装置の構成の一例を示す図である。
【図９】被写体上でのＬＥＤとＰＳＤとのにらみ範囲を表す図である。
【図１０】本実施の形態の変形例における測距装置の動作の一例について説明するためのフローチャートである。
【図１１】本実施の形態の変形例における測距装置の動作の一例について説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１  測距装置
２ａ  第１ＬＥＤ（投光素子）
２ｂ  第２ＬＥＤ（投光素子）
２ｃ  第３ＬＥＤ（投光素子）
２ｄ  第４ＬＥＤ（投光素子）
２ｅ  第５ＬＥＤ（投光素子）
３  投光レンズ
４  受光レンズ
５ａ  第１ＰＳＤ（受光素子）
５ｂ  第２ＰＳＤ（受光素子）
５ｃ  第３ＰＳＤ（受光素子）
１０  投光部（投光手段）
１１  発光制御回路
２０  受光部（受光手段）
２１  第１演算回路（距離算出手段）
２２  第１受光量算出回路（受光量算出手段）
２３  第２演算回路（距離算出手段）
２４  第２受光量算出回路（受光量算出手段）
３０  マイコン（距離算出手段）（距離決定手段）
１００  デジタルカメラ（カメラ）
１１０  撮像光学系
１１２  フォーカスレンズ
１３０  フォーカスレンズ駆動部（フォーカスレンズ駆動手段）
１６０  全体制御部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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