(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測距対象物に向けて光束を投光する投光手段と、
前記測距対象物に投光された前記光束の反射光を、前記測距対象物までの距離に応じた位置検出素子上の受光位置で受光し、その受光位置に基づいて、受光光量が一定であれば前記距離が遠いほど大きな値である遠側信号と、受光光量が一定であれば前記距離が近いほど大きな値である近側信号とを出力する受光手段と、
前記遠側信号を入力してクランプ信号のレベルと大小比較し、前記遠側信号のレベルが前記クランプ信号のレベル以上の場合には前記遠側信号を出力し、そうでない場合には前記クランプ信号を出力するクランプ手段と、
前記近側信号と前記クランプ手段から出力された信号との比を演算して出力比信号を出力する演算手段と、
前記出力比信号を積算して積分し、その積分結果に応じた積分信号を出力する積分手段と、
前記投光手段における前記光束の投光、前記クランプ手段における前記クランプ信号のレベルおよび前記積分手段における前記出力比信号の積算期間の総和それぞれを制御するとともに、前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて測距値を検出する制御手段と、
を含み、
前記制御手段は、
（ａ）前記クランプ信号を第１のレベルに設定し、
前記積分手段における前記出力比信号の積算期間の総和を第１の数に設定して前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて第１の測距値を検出し、
（ｂ）前記第１の測距値が第１の設定距離以上の遠側の値であるときに、
前記クランプ信号を前記第１のレベルより小さい第２のレベルに設定し、
前記積分手段における前記出力比信号の積算期間の総和を第２の数に設定して前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて第２の測距値を検出し、
（ｃ）前記第２の測距値が第２の設定距離より近側の値であるときに、又は、前記第２の測距値が第２の設定距離より近側の値でなくかつ前記第２の測距値から前記第１の測距値を減じた値が第１の設定値より小さいときに、
前記クランプ信号を前記第１のレベルに設定し、
前記積分手段における前記出力比信号の積算期間の総和を第３の数に設定して前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて第３の測距値を検出し、
前記第１の測距値と前記第３の測距値の和に基づいて前記測距対象物までの距離を算出し、
（ｄ）前記第２の測距値が第２の設定距離より近側の値でなくかつ前記第２の測距値から前記第１の測距値を減じた値が第１の設定値より小さくないときに、
前記クランプ信号を前記第２のレベルに設定し、
前記積分手段における前記出力比信号の積算期間の総和を第３の数に設定して前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて第３の測距値を検出し、
前記第２の測距値と前記第３の測距値の和に基づいて前記測距対象物までの距離を算出する、測距装置。
【請求項２】
測距対象物に向けて光束を投光する投光手段と、
前記測距対象物に投光された前記光束の反射光を、前記測距対象物までの距離に応じた位置検出素子上の受光位置で受光し、その受光位置に基づいて、受光光量が一定であれば前記距離が遠いほど大きな値である遠側信号と、受光光量が一定であれば前記距離が近いほど大きな値である近側信号とを出力する受光手段と、
前記遠側信号を入力してクランプ信号のレベルと大小比較し、前記遠側信号のレベルが前記クランプ信号のレベル以上の場合には前記遠側信号を出力し、そうでない場合には前記クランプ信号を出力するクランプ手段と、
前記近側信号と前記クランプ手段から出力された信号との比を演算して出力比信号を出力する演算手段と、
前記出力比信号を積算して積分し、その積分結果に応じた積分信号を出力する積分手段と、
前記投光手段における前記光束の投光、前記クランプ手段における前記クランプ信号のレベルおよび前記積分手段における前記出力比信号の積算期間の総和それぞれを制御するとともに、前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて測距値を検出する制御手段と、
を含み、
前記制御手段は、
（ａ）前記クランプ信号を第１のレベルに設定し、
前記積分手段における前記出力比信号の積算期間の総和を第１の数に設定して前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて第１の測距値を検出し、
（ｂ）前記第１の測距値が第１の設定距離以上の遠側の値であるときに、
前記クランプ信号を前記第１のレベルより小さい第２のレベルに設定し、
前記積分手段における前記出力比信号の積算期間の総和を第２の数に設定して前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて第２の測距値を検出し、
（ｃ）前記第２の測距値から前記第１の測距値を減じた値が第１の設定値より小さいときに、又は、前記第２の測距値から前記第１の測距値を減じた値が第１の設定値より小さくなくかつ前記第２の測距値が第３の設定距離より遠側の値であるときに、
前記クランプ信号を前記第１のレベルに設定し、
前記積分手段における前記出力比信号の積算期間の総和を第３の数に設定して前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて第３の測距値を検出し、
前記第１の測距値と前記第３の測距値の和に基づいて前記測距対象物までの距離を算出し、
（ｄ）前記第２の測距値から前記第１の測距値を減じた値が第１の設定値より小さくなくかつ前記第２の測距値が第３の設定距離より遠側の値でないときに、
前記クランプ信号を前記第２のレベルに設定し、
前記積分手段における前記出力比信号の積算期間の総和を第３の数に設定して前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて第３の測距値を検出し、
前記第２の測距値と前記第３の測距値の和に基づいて前記測距対象物までの距離を算出する、測距装置。
【請求項３】
測距対象物に向けて光束を投光する投光手段と、
前記測距対象物に投光された前記光束の反射光を、前記測距対象物までの距離に応じた位置検出素子上の受光位置で受光し、その受光位置に基づいて、受光光量が一定であれば前記距離が遠いほど大きな値である遠側信号と、受光光量が一定であれば前記距離が近いほど大きな値である近側信号とを出力する受光手段と、
前記遠側信号を入力してクランプ信号のレベルと大小比較し、前記遠側信号のレベルが前記クランプ信号のレベル以上の場合には前記遠側信号を出力し、そうでない場合には前記クランプ信号を出力するクランプ手段と、
前記近側信号と前記クランプ手段から出力された信号との比を演算して出力比信号を出力する演算手段と、
前記出力比信号を積算して積分し、その積分結果に応じた積分信号を出力する積分手段と、
前記投光手段における前記光束の投光、前記クランプ手段における前記クランプ信号のレベルおよび前記積分手段における前記出力比信号の積算期間の総和それぞれを制御するとともに、前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて測距値を検出する制御手段と、
を含み、
前記制御手段は、
（ａ）前記クランプ信号を第１のレベルに設定し、
前記積分手段における前記出力比信号の積算期間の総和を第１の数に設定して前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて第１の測距値を検出し、
（ｂ）前記第１の測距値が第１の設定距離以上の遠側の値であるときに、
前記クランプ信号を前記第１のレベルより小さい第２のレベルに設定し、
前記積分手段における前記出力比信号の積算期間の総和を第２の数に設定して前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて第２の測距値を検出し、
（ｃ）前記第１の測距値と前記第１の測距値の和が第２の設定値より大きくなく又は前記第２の測距値から前記第１の測距値を減じた値が第３の設定値より大きくなく、かつ、前記第２の測距値から前記第１の測距値を減じた値が第１の設定値より小さいときに、
前記クランプ信号を前記第１のレベルに設定し、
前記積分手段における前記出力比信号の積算期間の総和を第３の数に設定して前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて第３の測距値を検出し、
前記第１の測距値と前記第３の測距値の和に基づいて前記測距対象物までの距離を算出し、
（ｄ）前記第１の測距値と前記第１の測距値の和が第２の設定値より大きくかつ前記第２の測距値から前記第１の測距値を減じた値が第３の設定値より大きいときに、又は、前記第１の測距値と前記第１の測距値の和が第２の設定値より大きくなく若しくは前記第２の測距値から前記第１の測距値を減じた値が第３の設定値より大きくなく、かつ、前記第２の測距値から前記第１の測距値を減じた値が第１の設定値より小さくないときに、
前記クランプ信号を前記第２のレベルに設定し、
前記積分手段における前記出力比信号の積算期間の総和を第３の数に設定して前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて第３の測距値を検出し、
前記第２の測距値と前記第３の測距値の和に基づいて前記測距対象物までの距離を算出する、測距装置。
【請求項４】
測距対象物に向けて光束を投光する投光手段と、
前記測距対象物に投光された前記光束の反射光を、前記測距対象物までの距離に応じた位置検出素子上の受光位置で受光し、その受光位置に基づいて、受光光量が一定であれば前記距離が遠いほど大きな値である遠側信号と、受光光量が一定であれば前記距離が近いほど大きな値である近側信号とを出力する受光手段と、
前記遠側信号を入力してクランプ信号のレベルと大小比較し、前記遠側信号のレベルが前記クランプ信号のレベル以上の場合には前記遠側信号を出力し、そうでない場合には前記クランプ信号を出力するクランプ手段と、
前記近側信号と前記クランプ手段から出力された信号との比を演算して出力比信号を出力する演算手段と、
前記出力比信号を積算して積分し、その積分結果に応じた積分信号を出力する積分手段と、
前記投光手段における前記光束の投光、前記クランプ手段における前記クランプ信号のレベルおよび前記積分手段における前記出力比信号の積算期間の総和それぞれを制御するとともに、前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて測距値を検出する制御手段と、
を含み、
前記制御手段は、
（ａ）前記クランプ信号を第１のレベルに設定し、
前記積分手段における前記出力比信号の積算期間の総和を第１の数に設定して前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて第１の測距値を検出し、
（ｂ）前記第１の測距値が第１の設定距離以上の遠側の値であるときに、
前記クランプ信号を前記第１のレベルより小さい第２のレベルに設定し、
前記積分手段における前記出力比信号の積算期間の総和を第２の数に設定して前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて第２の測距値を検出し、
（ｃ）前記第１の測距値と前記第２の測距値の和が第２の設定値より大きくなく又は前記第２の測距値から前記第１の測距値を減じた値が第３の設定値より大きくなく、かつ、前記第２の測距値から前記第１の測距値を減じた値が第１の設定値より小さいときに、
前記クランプ信号を前記第１のレベルに設定し、
前記積分手段における前記出力比信号の積算期間の総和を第３の数に設定して前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて第３の測距値を検出し、
前記第１の測距値と前記第３の測距値の和に基づいて前記測距対象物までの距離を算出し、
（ｄ）前記第１の測距値と前記第２の測距値の和が第２の設定値より大きくかつ前記第２の測距値から前記第１の測距値を減じた値が第３の設定値より大きいときに、又は、前記第１の測距値と前記第２の測距値の和が第２の設定値より大きくなく若しくは前記第２の測距値から前記第１の測距値を減じた値が第３の設定値より大きくなく、かつ、前記第２の測距値から前記第１の測距値を減じた値が第１の設定値より小さくないときに、
前記クランプ信号を前記第２のレベルに設定し、
前記積分手段における前記出力比信号の積算期間の総和を第３の数に設定して前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて第３の測距値を検出し、
前記第２の測距値と前記第３の測距値の和に基づいて前記測距対象物までの距離を算出する、測距装置。
【請求項５】
測距対象物に向けて光束を投光する投光手段と、
前記測距対象物に投光された前記光束の反射光を、前記測距対象物までの距離に応じた位置検出素子上の受光位置で受光し、その受光位置に基づいて、受光光量が一定であれば前記距離が遠いほど大きな値である遠側信号と、受光光量が一定であれば前記距離が近いほど大きな値である近側信号とを出力する受光手段と、
前記遠側信号を入力してクランプ信号のレベルと大小比較し、前記遠側信号のレベルが前記クランプ信号のレベル以上の場合には前記遠側信号を出力し、そうでない場合には前記クランプ信号を出力するクランプ手段と、
前記近側信号と前記クランプ手段から出力された信号との比を演算して出力比信号を出力する演算手段と、
前記出力比信号を積算して積分し、その積分結果に応じた積分信号を出力する積分手段と、
前記投光手段における前記光束の投光、前記クランプ手段における前記クランプ信号のレベルおよび前記積分手段における前記出力比信号の積算期間の総和それぞれを制御するとともに、前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて測距値を検出する制御手段と、
を含み、
前記制御手段は、
（ａ）前記クランプ信号を第１のレベルに設定し、
前記積分手段における前記出力比信号の積算期間の総和を第１の数に設定して前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて第１の測距値を検出し、
（ｂ）前記第１の測距値が第１の設定距離以上の遠側の値であるときに、
前記クランプ信号を前記第１のレベルより小さい第２のレベルに設定し、
前記積分手段における前記出力比信号の積算期間の総和を第２の数に設定して前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて第２の測距値を検出し、
（ｃ）前記第２の測距値と前記第２の測距値の和が第２の設定値より大きくなく又は前記第２の測距値から前記第１の測距値を減じた値が第３の設定値より大きくなく、かつ、前記第２の測距値から前記第１の測距値を減じた値が第１の設定値より小さいときに、
前記クランプ信号を前記第１のレベルに設定し、
前記積分手段における前記出力比信号の積算期間の総和を第３の数に設定して前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて第３の測距値を検出し、
前記第１の測距値と前記第３の測距値の和に基づいて前記測距対象物までの距離を算出し、
（ｄ）前記第２の測距値と前記第２の測距値の和が第２の設定値より大きくかつ前記第２の測距値から前記第１の測距値を減じた値が第３の設定値より大きいときに、又は、前記第２の測距値と前記第２の測距値の和が第２の設定値より大きくなく若しくは前記第２の測距値から前記第１の測距値を減じた値が第３の設定値より大きくなく、かつ、前記第２の測距値から前記第１の測距値を減じた値が第１の設定値より小さくないときに、
前記クランプ信号を前記第２のレベルに設定し、
前記積分手段における前記出力比信号の積算期間の総和を第３の数に設定して前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて第３の測距値を検出し、
前記第２の測距値と前記第３の測距値の和に基づいて前記測距対象物までの距離を算出する、測距装置。
【請求項６】
測距対象物に向けて光束を投光する投光手段と、
前記測距対象物に投光された前記光束の反射光を、前記測距対象物までの距離に応じた位置検出素子上の受光位置で受光し、その受光位置に基づいて、受光光量が一定であれば前記距離が遠いほど大きな値である遠側信号と、受光光量が一定であれば前記距離が近いほど大きな値である近側信号とを出力する受光手段と、
前記遠側信号を入力してクランプ信号のレベルと大小比較し、前記遠側信号のレベルが前記クランプ信号のレベル以上の場合には前記遠側信号を出力し、そうでない場合には前記クランプ信号を出力するクランプ手段と、
前記近側信号と前記クランプ手段から出力された信号との比を演算して出力比信号を出力する演算手段と、
前記出力比信号を積分コンデンサに積算して積分し、その積分結果に応じた積分信号を出力する積分手段と、
前記投光手段における前記光束の投光、前記クランプ手段における前記クランプ信号のレベルおよび前記積分手段における前記出力比信号の積算期間の総和それぞれを制御するとともに、前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて測距値を検出する制御手段と、
を含み、
前記制御手段は、
（ａ）前記クランプ信号を第１のレベルに設定し、
前記積分手段における前記出力比信号の積算期間の総和を第１の数に設定して前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて第１の測距値を検出し、
（ｂ）前記クランプ信号を第２のレベルに設定し、
前記積分手段における前記出力比信号の積算期間の総和を前記第１の数より小さい第２の数に設定して前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて第２の測距値を検出し、
（ｃ）前記第２の測距値に所定の値を加算して前記第２の測距値を補正し、
前記第１の測距値と前記補正された第２の測距値の和に基づいて前記測距対象物までの距離を算出する、測距装置。
【請求項７】
前記第２の測距値の検出における前記クランプ信号の前記第２のレベルは、前記第１の測距値の検出における前記クランプ信号の前記第１のレベルに対し同じ又は小さい、請求項６に記載の測距装置。
【請求項８】
測距対象物に向けて光束を投光する投光手段と、
前記測距対象物に投光された前記光束の反射光を、前記測距対象物までの距離に応じた位置検出素子上の受光位置で受光し、その受光位置に基づいて、受光光量が一定であれば前記距離が遠いほど大きな値である遠側信号と、受光光量が一定であれば前記距離が近いほど大きな値である近側信号とを出力する受光手段と、
前記遠側信号を入力してクランプ信号のレベルと大小比較し、前記遠側信号のレベルが前記クランプ信号のレベル以上の場合には前記遠側信号を出力し、そうでない場合には前記クランプ信号を出力するクランプ手段と、
前記近側信号と前記クランプ手段から出力された信号との比を演算して出力比信号を出力する演算手段と、
前記出力比信号を積分コンデンサに積算して積分し、その積分結果に応じた積分信号を出力する積分手段と、
前記投光手段における前記光束の投光、前記クランプ手段における前記クランプ信号のレベルおよび前記積分手段における前記出力比信号の積算期間の総和それぞれを制御するとともに、前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて測距値を検出する制御手段と、
を含み、
前記制御手段は、
（ａ）前記クランプ信号を第１のレベルに設定し、
前記積分手段における前記出力比信号の積算期間の総和を第１の数に設定して前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて第１の測距値を検出し、
（ｂ）前記クランプ信号を第２のレベルに設定し、
前記積分手段における前記出力比信号の積算期間の総和を前記第１の数より小さい第２の数に設定して前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて第２の測距値を検出し、
（ｃ）前記第２の測距値に所定の値を加算して前記第２の測距値を補正し、
（ｄ）前記クランプ信号を第３のレベルに設定し、
前記積分手段における前記出力比信号の積算期間の総和を前記第１の数より小さい第３の数に設定して前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて第３の測距値を検出し、
（ｅ）前記第３の測距値に所定の値を加算して前記第３の測距値を補正し、
（ｆ）前記第１の測距値と前記補正された第２の測距値の和に基づいて又は前記第２の測距値と前記補正された第３の測距値の和に基づいて前記測距対象物までの距離を算出する、測距装置。
【請求項９】
前記第２の測距値の検出における前記クランプ信号の前記第２のレベルは、前記第１の測距値の検出における前記クランプ信号の前記第１のレベルに対し同じ又は小さく、
前記第３の測距値の検出における前記クランプ信号の前記第３のレベルは、前記第１の測距値の検出における前記クランプ信号の前記第１のレベルに対し同じ又は小さい、請求項８に記載の測距装置。
【請求項１０】
前記第２の測距値の補正のために加算される前記所定の値と前記第３の測距値の補正のために加算される前記所定の値は、同じ数値である、請求項８又は９に記載の測距装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、測距対象物までの距離を測定する測距装置に関し、特に、カメラ等に好適に用いられるアクティブ型の測距装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
カメラ等に用いられるアクティブ型の測距装置は、赤外線発光ダイオード（以下、「ＩＲＥＤ」という。）から測距対象物に向けて光束を投光し、その投光された光束の反射光を位置検出素子（以下、「ＰＳＤ」という。）により受光し、このＰＳＤから出力される信号を信号処理回路および演算回路により演算処理して距離情報として出力し、ＣＰＵにより測距対象物までの距離を検出する。また、１回のみの投光による測距では誤差が生じることがあるので、投光を複数回行って複数の距離情報を求め、その複数の距離情報を積分回路により積分して平均化するのが一般的である。
【０００３】
従来、このようなアクティブ型の測距装置として、特開平８−９４９１９号公報及び特開平８−９４９２０号公報に記載されるものが知られている。図２２に、これらの公報に記載される測距装置を第１の従来技術に係る測距装置とし、その構成図を示す。
【０００４】
図２２に示す測距装置では、ＣＰＵ１１０による制御の下、ドライバ１１２は、ＩＲＥＤ１１４を駆動して赤外光を出力させ、その赤外光を投光レンズ（図示せず）を介して測距対象物に投光する。その測距対象物で反射した赤外光は受光レンズ（図示せず）を経てＰＳＤ１１６に集光され、ＰＳＤ１１６は、その赤外光の反射光を受光した位置に応じて２つの信号Ｉ1 およびＩ2 を出力する。第１信号処理回路１１８は、信号Ｉ1 に含まれるノイズとなる定常光成分を除去し、第２信号処理回路１２０は、信号Ｉ2 に含まれるノイズとなる定常光成分を除去する。
【０００５】
演算回路１３２は、定常光成分が除去された信号Ｉ1 およびＩ2 に基づいて、出力比（Ｉ1 ／（Ｉ1 ＋Ｉ2 ））を演算により求め、測距対象物までの距離に応じた出力比信号を出力する。積分回路１３４は、多数回このようにして演算回路１３２から出力される出力比信号を積分してＳ／Ｎ比を改善する。この積分回路１３４から出力される信号（以下「ＡＦ信号」という。）は、測距対象物までの距離に応じたものである。そして、ＣＰＵ１１０は、積分回路１３４から出力されるＡＦ信号に基づいて、所定の演算を行って距離信号を求め、この距離信号に基づいてレンズ駆動回路１３６を制御してレンズ１３８を合焦位置まで移動させる。
【０００６】
図２３は、この第１の従来技術の積分回路１３４から出力されるＡＦ信号と測距対象物までの距離との関係を示す図である。この図に示すグラフにおいて、横軸は、測距対象物までの距離Ｌの逆数（１／Ｌ）であり、縦軸は、出力比（Ｉ1 ／（Ｉ1 ＋Ｉ2 ））すなわちＡＦ信号である。この図に示すように、或る距離Ｌ4 以下では、距離Ｌの逆数（１／Ｌ）に対して出力比は略線形関係にあり、距離Ｌが大きく（１／Ｌが小さく）なると出力比は小さくなる。しかし、距離Ｌ4 以上では、距離Ｌが大きくなると逆にノイズ成分の影響が大きくなる。ノイズ成分をＩn （Ｉn ≧０）とすると、出力比は、（Ｉ1 ＋Ｉn ）／（Ｉ1 ＋Ｉn ＋Ｉ2＋Ｉn ）となり、距離Ｌ4 以遠では、出力比は大きくなる方向（すなわち出力比５０％方向）に変動する。しかも、Ｉn はランダムに発生する為、測距条件により不安定になる。これは、距離Ｌが大きくなると、ＰＳＤ１１６が受光する反射光の強度が小さくなってノイズ成分Ｉn が相対的に大きくなるからである。このような現象が起きると、測距対象物までの距離Ｌを出力比から一意的に決定することができない。
【０００７】
その為、図２４に示すように、第２信号処理回路１２０から出力された遠側信号Ｉ2がクランプ信号Ｉcより小さいときには該クランプ信号Ｉcを出力するクランプ回路１３０を第２信号処理回路１２０と演算回路１３２との間に設ける。しかし、その場合であっても、後述する図２７に示すように、遠距離側では、距離出力は或一定の距離に固定され、設計値に対する偏差が大きくなってしまう。
【０００８】
そこで、このような問題を解決する測距装置として、以下のようなものが知られている。図２５は、第２の従来技術に係る測距装置の構成図である。なお、この図では、受光側のみ示している。この図に示す測距装置では、ＰＳＤ１４０から出力された信号Ｉ1 およびＩ2 それぞれは、定常光除去回路１４２および１４４それぞれにより定常光成分が除去された後、演算回路１４６および１４８の双方に入力する。演算回路１４６は、定常光成分が除去された信号Ｉ1およびＩ2に基づいて、Ｉ1／（Ｉ1＋Ｉ2）なる演算を行って出力比を求め、積分回路１５０は、その出力比を積分する。一方、演算回路１４８は、Ｉ1 ＋Ｉ2 なる演算を行って光量を求め、積分回路１５２は、その光量を積分する。そして、選択部１６０は、出力比および光量の一方を選択して、これに基づいて測距対象物までの距離を求める。なお、選択部１６０は、ＣＰＵにおける処理である。
【０００９】
また、図２６は、第３の従来技術に係る測距装置の構成図である。なお、この図でも、受光側のみ示している。この図に示す測距装置では、ＰＳＤ１７０から出力された信号Ｉ1 およびＩ2 それぞれは、定常光除去回路１７２および１７４それぞれにより定常光成分が除去された後、スイッチ１７６の一端に入力する。
このスイッチ１７６は、ＣＰＵにより制御され、定常光除去回路１７２および１７４のいずれかの出力を積分回路１７８に入力させるものである。積分回路１７８は、入力した信号Ｉ1 およびＩ2 の何れか一方を積分し、演算部１８０は、その積分結果に基づいて、Ｉ1 ／（Ｉ1 ＋Ｉ2 ）なる演算を行って出力比を求め、一方、演算部１８２は、Ｉ1 ＋Ｉ2 なる演算を行って光量を求める。そして、選択部１８４は、出力比および光量の一方を選択して、これに基づいて測距対象物までの距離を求める。なお、演算部１８０，１８２および選択部１８４は、ＣＰＵにおける処理である。
【００１０】
これら第２および第３の従来技術に係る測距装置（図２５、図２６）は、共に、測距対象物までの距離Ｌが小さいときには、出力比（Ｉ1 ／（Ｉ1 ＋Ｉ2 ））に基づいて距離Ｌを求め、距離Ｌが大きいときには、光量（Ｉ1 ＋Ｉ2 ）に基づいて距離Ｌを求めるものであり、このようにすることにより、距離Ｌを一意的に決定することができるものである。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、第２および第３の従来技術に係る測距装置（図２５、図２６）は、共に、第１の従来技術に係る測距装置（図２２、図２４）の問題点を解決し得るものではある。しかし、第２の従来技術に係る測距装置（図２５）は、演算回路および積分回路を共に２組設ける必要があり、これを第１の従来技術に係る測距装置（図２２、図２４）と比較すると、回路規模が大きくなってコスト高になるという問題点がある。一方、第３の従来技術に係る測距装置（図２６）は、回路規模が小さくなるものの、ＰＳＤ１７０からの信号Ｉ1およびＩ2の双方を同時に検出することができないので、第２の従来技術に係る測距装置（図２５）と同程度のＳ／Ｎ比で距離Ｌを求めようとすれば２倍の時間を要する。
【００１２】
また、上記何れの従来技術に係る測距装置とも、ＩＲＥＤから出力される赤外光に対する測距対象物（被写体）の反射率が標準値であるときに好適に動作するよう設計されるが、測距対象物の反射率が小さいときには、ＰＳＤから出力される信号Ｉ1 およびＩ2 の値が小さくなり、正確な測距値が得られない場合がある。特に、測距対象物までの距離が大きいときに、この問題は大きい。これについて図２７〜図３０に示した計算結果を用いて説明する。
【００１３】
図２７は、測距対象物の反射率が標準値の３６％であるときの、第１の従来技術に係る測距装置により得られる距離信号と距離との関係を示すグラフである。図２８は、測距対象物の反射率が低い９％であるときの、第１の従来技術に係る測距装置により得られる距離信号と距離との関係を示すグラフである。図２９は、測距対象物の反射率が標準値の３６％であるときの、第２および第３の従来技術それぞれに係る測距装置により得られる距離信号と距離との関係を示すグラフである。また、図３０は、測距対象物の反射率が低い９％であるときの、第２および第３の従来技術それぞれに係る測距装置により得られる距離信号と距離との関係を示すグラフである。なお、これらの図において、互いに平行な２本の破線は、測距誤差の許容範囲を表す。
【００１４】
第１の従来技術に係る測距装置（図２４）では、図２７に示すように、測距対象物の反射率が標準値の３６％であるときには、距離信号が測距誤差の許容範囲に常に入っているものの、距離によっては辛うじて許容範囲に入っている。一方、図２８に示すように、測距対象物の反射率が低い９％であるときには、距離によっては距離信号が測距誤差の許容範囲から外れる場合がある。第２および第３の従来技術それぞれに係る測距装置では、図２９に示すように、測距対象物の反射率が標準値の３６％であるときには、距離信号が測距誤差の許容範囲に常に入っており、これは図２４に示したものと比べて改善されている。一方、図３０に示すように、測距対象物の反射率が低い９％であるときには、距離によっては距離信号が測距誤差の許容範囲から外れる場合があり、これは図２８に示したものと同様である。
【００１５】
以上のように、測距対象物の反射率が低いときには、距離によっては距離信号が測距誤差の許容範囲から外れ、測距精度が悪くなる場合がある。そこで、このような問題点を解決するために、第１の従来技術に係る測距装置（図２４）において、第２信号処理回路１２０から出力された遠側信号Ｉ2 がクランプ信号Ｉcより小さいときには該クランプ信号Ｉc を出力するクランプ回路を第２信号処理回路１２０と演算回路１３２との間に設け、このクランプ信号Ｉc のレベルを小さくすることが考えられる。
【００１６】
図３１は、クランプ信号Ｉc のレベルを小さくしたときであって、測距対象物の反射率が標準値の３６％であるときの、第１の従来技術に係る測距装置により得られる距離信号と距離との関係を示すグラフである。また、図３２は、クランプ信号Ｉc のレベルを小さくしたときであって、測距対象物の反射率が低い９％であるときの、第１の従来技術に係る測距装置により得られる距離信号と距離との関係を示すグラフである。図３１に示すように、クランプ信号Ｉc のレベルが小さく、測距対象物の反射率が標準値であるときには、距離信号が測距誤差の許容範囲に常に入っており、しかも、これは図２７に示したものと比べて改善されている。一方、図３２に示すように、クランプ信号Ｉc のレベルが小さく、測距対象物の反射率が低いときには、距離によっては辛うじて許容範囲に入っているものの、距離信号が測距誤差の許容範囲に常に入っている。
【００１７】
しかし、クランプ信号Ｉc のレベルを小さくしても、外光輝度が比較的大きい場合には更に以下のような問題点がある。図３３は、クランプ信号Ｉc のレベルを小さくしたときであって、外光輝度が大きく、測距対象物の反射率が標準値の３６％であるときの、第１の従来技術に係る測距装置により得られる距離信号と距離との関係を示すグラフである。また、図３４は、クランプ信号Ｉc のレベルを小さくしたときであって、外光輝度が大きく、測距対象物の反射率が低い９％であるときの、第１の従来技術に係る測距装置により得られる距離信号と距離との関係を示すグラフである。これらの図に示すように、外光輝度が大きい場合には測距誤差の許容範囲は広くなるが、それにも拘わらず、測距対象物の反射率が標準値である場合も低い場合も、距離によっては距離信号が測距誤差の許容範囲から外れ、測距精度が悪くなる場合がある。これは、外光輝度が大きいときには、第１信号処理回路１１８および第２信号処理回路１２０それぞれにおける定常光除去が充分に行われず、これに因る測距誤差が生じるからである。
【００１８】
以上のような問題点を解決するため、ＩＲＥＤからの投光量を増大させるか、或いは、投光レンズや受光レンズの径を大きくすることが考えられる。図３５は、ＩＲＥＤからの投光量を４倍にしたときであって、測距対象物の反射率が標準値の３６％であるときの、第１の従来技術に係る測距装置により得られる距離信号と距離との関係を示すグラフである。図３６は、ＩＲＥＤからの投光量を４倍にしたときであって、測距対象物の反射率が低い９％であるときの、第１の従来技術に係る測距装置により得られる距離信号と距離との関係を示すグラフである。これらの図に示すように、測距対象物の反射率が標準値である場合も低い場合も、距離信号は測距誤差の許容範囲に常に入る。しかし、ＩＲＥＤからの投光量を増大させるとコストが上昇し、投光レンズや受光レンズの径を大きくするとサイズが大きくなる。
【００１９】
そこで、本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、測距対象物の反射率が小さく測距対象物までの距離が大きい場合にも、その距離を精度よく求めることができ、また、コスト上昇およびサイズ大型化とならない測距装置を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
[１]  本発明に係る側距装置の一の局面は、
測距対象物に向けて光束を投光する投光手段と、
前記測距対象物に投光された前記光束の反射光を、前記測距対象物までの距離に応じた位置検出素子上の受光位置で受光し、その受光位置に基づいて、受光光量が一定であれば前記距離が遠いほど大きな値である遠側信号と、受光光量が一定であれば前記距離が近いほど大きな値である近側信号とを出力する受光手段と、
前記遠側信号を入力してクランプ信号のレベルと大小比較し、前記遠側信号のレベルが前記クランプ信号のレベル以上の場合には前記遠側信号を出力し、そうでない場合には前記クランプ信号を出力するクランプ手段と、
前記近側信号と前記クランプ手段から出力された信号との比を演算して出力比信号を出力する演算手段と、
前記出力比信号を積算して積分し、その積分結果に応じた積分信号を出力する積分手段と、
前記投光手段における前記光束の投光、前記クランプ手段における前記クランプ信号のレベルおよび前記積分手段における前記出力比信号の積算期間の総和それぞれを制御するとともに、前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて測距値を検出する制御手段と、
を含み、
前記制御手段は、
（ａ）前記クランプ信号を第１のレベルに設定し、
前記積分手段における前記出力比信号の積算期間の総和を第１の数に設定して前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて第１の測距値を検出し、
（ｂ）前記第１の測距値が第１の設定距離以上の遠側の値であるときに、
前記クランプ信号を前記第１のレベルより小さい第２のレベルに設定し、
前記積分手段における前記出力比信号の積算期間の総和を第２の数に設定して前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて第２の測距値を検出し、
（ｃ）前記第２の測距値が第２の設定距離より近側の値であるときに、又は、前記第２の測距値が第２の設定距離より近側の値でなくかつ前記第２の測距値から前記第１の測距値を減じた値が第１の設定値より小さいときに、
前記クランプ信号を前記第１のレベルに設定し、
前記積分手段における前記出力比信号の積算期間の総和を第３の数に設定して前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて第３の測距値を検出し、
前記第１の測距値と前記第３の測距値の和に基づいて前記測距対象物までの距離を算出し、
（ｄ）前記第２の測距値が第２の設定距離より近側の値でなくかつ前記第２の測距値から前記第１の測距値を減じた値が第１の設定値より小さくないときに、前記クランプ信号を前記第２のレベルに設定し、
前記積分手段における前記出力比信号の積算期間の総和を第３の数に設定して前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて第３の測距値を検出し、
前記第２の測距値と前記第３の測距値の和に基づいて前記測距対象物までの距離を算出する。
【００２１】
なお、第１の数、第２の数及び第３の数は、それぞれ同一であってもよいし異なっていてもよい。
【００２２】
この一の局面によれば、外光輝度が比較的高く測距対象物の反射率が大きい場合に、第２の測距値が近側の値として検出されても、その第２の測距値が第２の設定距離より近側の値であるときには、クランプ信号を高レベルの第１のレベルに設定して第３の測距値を検出し、第１の測距値と第３の測距値の和に基づいて測距対象物までの距離を算出する。このため、測距対象物までの距離を精度良く検出できる。
【００２３】
[２]  本発明に係る側距装置の他の局面は、
測距対象物に向けて光束を投光する投光手段と、
前記測距対象物に投光された前記光束の反射光を、前記測距対象物までの距離に応じた位置検出素子上の受光位置で受光し、その受光位置に基づいて、受光光量が一定であれば前記距離が遠いほど大きな値である遠側信号と、受光光量が一定であれば前記距離が近いほど大きな値である近側信号とを出力する受光手段と、
前記遠側信号を入力してクランプ信号のレベルと大小比較し、前記遠側信号のレベルが前記クランプ信号のレベル以上の場合には前記遠側信号を出力し、そうでない場合には前記クランプ信号を出力するクランプ手段と、
前記近側信号と前記クランプ手段から出力された信号との比を演算して出力比信号を出力する演算手段と、
前記出力比信号を積算して積分し、その積分結果に応じた積分信号を出力する積分手段と、
前記投光手段における前記光束の投光、前記クランプ手段における前記クランプ信号のレベルおよび前記積分手段における前記出力比信号の積算期間の総和それぞれを制御するとともに、前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて測距値を検出する制御手段と、
を含み、
前記制御手段は、
（ａ）前記クランプ信号を第１のレベルに設定し、
前記積分手段における前記出力比信号の積算期間の総和を第１の数に設定して前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて第１の測距値を検出し、
（ｂ）前記第１の測距値が第１の設定距離以上の遠側の値であるときに、
前記クランプ信号を前記第１のレベルより小さい第２のレベルに設定し、
前記積分手段における前記出力比信号の積算期間の総和を第２の数に設定して前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて第２の測距値を検出し、
（ｃ）前記第２の測距値から前記第１の測距値を減じた値が第１の設定値より小さいときに、又は、前記第２の測距値から前記第１の測距値を減じた値が第１の設定値より小さくなくかつ前記第２の測距値が第３の設定距離より遠側の値であるときに、
前記クランプ信号を前記第１のレベルに設定し、
前記積分手段における前記出力比信号の積算期間の総和を第３の数に設定して前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて第３の測距値を検出し、
前記第１の測距値と前記第３の測距値の和に基づいて前記測距対象物までの距離を算出し、
（ｄ）前記第２の測距値から前記第１の測距値を減じた値が第１の設定値より小さくなくかつ前記第２の測距値が第３の設定距離より遠側の値でないときに、
前記クランプ信号を前記第２のレベルに設定し、
前記積分手段における前記出力比信号の積算期間の総和を第３の数に設定して前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて第３の測距値を検出し、
前記第２の測距値と前記第３の測距値の和に基づいて前記測距対象物までの距離を算出する。
【００２４】
なお、第１の数、第２の数及び第３の数は、それぞれ同一であってもよいし異なっていてもよい。
【００２５】
この他の局面によれば、第２の測距値から第１の測距値を減じた値が第１の設定値より小さくないときでも、第２の測距値が第３の設定距離より遠側の値であるときには、クランプ信号を第１のレベルに設定し第３の測距値を検出し、第１の測距値と第３の測距値の和に基づいて測距対象物までの距離を算出する。このため、測距対象物の反射率が基準反射率程度である場合に、クランプ信号が第１のレベルに設定され第３の測距値が検出されることにより、第３の測距値が設計値より近側の値として検出されることが防止される。このため、測距対象物までの距離を精度良く検出できる。
【００２６】
[３]  本発明に係る側距装置のさらに他の局面は、
測距対象物に向けて光束を投光する投光手段と、
前記測距対象物に投光された前記光束の反射光を、前記測距対象物までの距離に応じた位置検出素子上の受光位置で受光し、その受光位置に基づいて、受光光量が一定であれば前記距離が遠いほど大きな値である遠側信号と、受光光量が一定であれば前記距離が近いほど大きな値である近側信号とを出力する受光手段と、
前記遠側信号を入力してクランプ信号のレベルと大小比較し、前記遠側信号のレベルが前記クランプ信号のレベル以上の場合には前記遠側信号を出力し、そうでない場合には前記クランプ信号を出力するクランプ手段と、
前記近側信号と前記クランプ手段から出力された信号との比を演算して出力比信号を出力する演算手段と、
前記出力比信号を積算して積分し、その積分結果に応じた積分信号を出力する積分手段と、
前記投光手段における前記光束の投光、前記クランプ手段における前記クランプ信号のレベルおよび前記積分手段における前記出力比信号の積算期間の総和それぞれを制御するとともに、前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて測距値を検出する制御手段と、
を含み、
前記制御手段は、
（ａ）前記クランプ信号を第１のレベルに設定し、
前記積分手段における前記出力比信号の積算期間の総和を第１の数に設定して前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて第１の測距値を検出し、
（ｂ）前記第１の測距値が第１の設定距離以上の遠側の値であるときに、
前記クランプ信号を前記第１のレベルより小さい第２のレベルに設定し、
前記積分手段における前記出力比信号の積算期間の総和を第２の数に設定して前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて第２の測距値を検出し、
（ｃ）前記第１の測距値と前記第１の測距値の和が第２の設定値より大きくなく又は前記第２の測距値から前記第１の測距値を減じた値が第３の設定値より大きくなく、かつ、前記第２の測距値から前記第１の測距値を減じた値が第１の設定値より小さいときに、
前記クランプ信号を前記第１のレベルに設定し、
前記積分手段における前記出力比信号の積算期間の総和を第３の数に設定して前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて第３の測距値を検出し、
前記第１の測距値と前記第３の測距値の和に基づいて前記測距対象物までの距離を算出し、
（ｄ）前記第１の測距値と前記第１の測距値の和が第２の設定値より大きくかつ前記第２の測距値から前記第１の測距値を減じた値が第３の設定値より大きいときに、又は、前記第１の測距値と前記第１の測距値の和が第２の設定値より大きくなく若しくは前記第２の測距値から前記第１の測距値を減じた値が第３の設定値より大きくなく、かつ、前記第２の測距値から前記第１の測距値を減じた値が第１の設定値より小さくないときに、
前記クランプ信号を前記第２のレベルに設定し、
前記積分手段における前記出力比信号の積算期間の総和を第３の数に設定して前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて第３の測距値を検出し、
前記第２の測距値と前記第３の測距値の和に基づいて前記測距対象物までの距離を算出する。
【００２７】
なお、第１の数、第２の数及び第３の数は、それぞれ同一であってもよいし異なっていてもよい。
【００２８】
これによれば、第１の測距値と第１の測距値の和などが第２の設定値より大きく第２の測距値から第１の測距値を減じた値が第３の設定値より大きいときには、クランプ信号を第２のレベルに設定し第３の測距値を検出し、第２の測距値と第３の測距値の和に基づいて測距対象物までの距離を算出する。このため、測距対象物の反射率が小さい場合、クランプ信号が第１のレベルに設定され第３の測距値が検出されることにより、第３の測距値が設計値より遠側の値として検出されることが低減される。このため、測距対象物までの距離を精度良く検出できる。
【００２９】
[４]  本発明に係る側距装置のさらに他の局面は、
測距対象物に向けて光束を投光する投光手段と、
前記測距対象物に投光された前記光束の反射光を、前記測距対象物までの距離に応じた位置検出素子上の受光位置で受光し、その受光位置に基づいて、受光光量が一定であれば前記距離が遠いほど大きな値である遠側信号と、受光光量が一定であれば前記距離が近いほど大きな値である近側信号とを出力する受光手段と、
前記遠側信号を入力してクランプ信号のレベルと大小比較し、前記遠側信号のレベルが前記クランプ信号のレベル以上の場合には前記遠側信号を出力し、そうでない場合には前記クランプ信号を出力するクランプ手段と、
前記近側信号と前記クランプ手段から出力された信号との比を演算して出力比信号を出力する演算手段と、
前記出力比信号を積算して積分し、その積分結果に応じた積分信号を出力する積分手段と、
前記投光手段における前記光束の投光、前記クランプ手段における前記クランプ信号のレベルおよび前記積分手段における前記出力比信号の積算期間の総和それぞれを制御するとともに、前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて測距値を検出する制御手段と、
を含み、
前記制御手段は、
（ａ）前記クランプ信号を第１のレベルに設定し、
前記積分手段における前記出力比信号の積算期間の総和を第１の数に設定して前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて第１の測距値を検出し、
（ｂ）前記第１の測距値が第１の設定距離以上の遠側の値であるときに、
前記クランプ信号を前記第１のレベルより小さい第２のレベルに設定し、
前記積分手段における前記出力比信号の積算期間の総和を第２の数に設定して前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて第２の測距値を検出し、
（ｃ）前記第１の測距値と前記第２の測距値の和が第２の設定値より大きくなく又は前記第２の測距値から前記第１の測距値を減じた値が第３の設定値より大きくなく、かつ、前記第２の測距値から前記第１の測距値を減じた値が第１の設定値より小さいときに、
前記クランプ信号を前記第１のレベルに設定し、
前記積分手段における前記出力比信号の積算期間の総和を第３の数に設定して前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて第３の測距値を検出し、
前記第１の測距値と前記第３の測距値の和に基づいて前記測距対象物までの距離を算出し、
（ｄ）前記第１の測距値と前記第２の測距値の和が第２の設定値より大きくかつ前記第２の測距値から前記第１の測距値を減じた値が第３の設定値より大きいときに、又は、前記第１の測距値と前記第２の測距値の和が第２の設定値より大きくなく若しくは前記第２の測距値から前記第１の測距値を減じた値が第３の設定値より大きくなく、かつ、前記第２の測距値から前記第１の測距値を減じた値が第１の設定値より小さくないときに、
前記クランプ信号を前記第２のレベルに設定し、
前記積分手段における前記出力比信号の積算期間の総和を第３の数に設定して前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて第３の測距値を検出し、
前記第２の測距値と前記第３の測距値の和に基づいて前記測距対象物までの距離を算出する。
【００３０】
なお、第１の数、第２の数及び第３の数は、それぞれ同一であってもよいし異なっていてもよい。
【００３１】
これによれば、第１の測距値と第１の測距値の和などが第２の設定値より大きく第２の測距値から第１の測距値を減じた値が第３の設定値より大きいときには、クランプ信号を第２のレベルに設定し第３の測距値を検出し、第２の測距値と第３の測距値の和に基づいて測距対象物までの距離を算出する。このため、測距対象物の反射率が小さい場合、クランプ信号が第１のレベルに設定され第３の測距値が検出されることにより、第３の測距値が設計値より遠側の値として検出されることが低減される。このため、測距対象物までの距離を精度良く検出できる。
【００３２】
[５]  本発明に係る側距装置のさらに他の局面は、
測距対象物に向けて光束を投光する投光手段と、
前記測距対象物に投光された前記光束の反射光を、前記測距対象物までの距離に応じた位置検出素子上の受光位置で受光し、その受光位置に基づいて、受光光量が一定であれば前記距離が遠いほど大きな値である遠側信号と、受光光量が一定であれば前記距離が近いほど大きな値である近側信号とを出力する受光手段と、
前記遠側信号を入力してクランプ信号のレベルと大小比較し、前記遠側信号のレベルが前記クランプ信号のレベル以上の場合には前記遠側信号を出力し、そうでない場合には前記クランプ信号を出力するクランプ手段と、
前記近側信号と前記クランプ手段から出力された信号との比を演算して出力比信号を出力する演算手段と、
前記出力比信号を積算して積分し、その積分結果に応じた積分信号を出力する積分手段と、
前記投光手段における前記光束の投光、前記クランプ手段における前記クランプ信号のレベルおよび前記積分手段における前記出力比信号の積算期間の総和それぞれを制御するとともに、前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて測距値を検出する制御手段と、
を含み、
前記制御手段は、
（ａ）前記クランプ信号を第１のレベルに設定し、
前記積分手段における前記出力比信号の積算期間の総和を第１の数に設定して前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて第１の測距値を検出し、
（ｂ）前記第１の測距値が第１の設定距離以上の遠側の値であるときに、
前記クランプ信号を前記第１のレベルより小さい第２のレベルに設定し、
前記積分手段における前記出力比信号の積算期間の総和を第２の数に設定して前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて第２の測距値を検出し、
（ｃ）前記第２の測距値と前記第２の測距値の和が第２の設定値より大きくなく又は前記第２の測距値から前記第１の測距値を減じた値が第３の設定値より大きくなく、かつ、前記第２の測距値から前記第１の測距値を減じた値が第１の設定値より小さいときに、
前記クランプ信号を前記第１のレベルに設定し、
前記積分手段における前記出力比信号の積算期間の総和を第３の数に設定して前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて第３の測距値を検出し、
前記第１の測距値と前記第３の測距値の和に基づいて前記測距対象物までの距離を算出し、
（ｄ）前記第２の測距値と前記第２の測距値の和が第２の設定値より大きくかつ前記第２の測距値から前記第１の測距値を減じた値が第３の設定値より大きいときに、又は、前記第２の測距値と前記第２の測距値の和が第２の設定値より大きくなく若しくは前記第２の測距値から前記第１の測距値を減じた値が第３の設定値より大きくなく、かつ、前記第２の測距値から前記第１の測距値を減じた値が第１の設定値より小さくないときに、
前記クランプ信号を前記第２のレベルに設定し、
前記積分手段における前記出力比信号の積算期間の総和を第３の数に設定して前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて第３の測距値を検出し、
前記第２の測距値と前記第３の測距値の和に基づいて前記測距対象物までの距離を算出する。
【００３３】
なお、第１の数、第２の数及び第３の数は、それぞれ同一であってもよいし異なっていてもよい。
【００３４】
これによれば、第１の測距値と第１の測距値の和などが第２の設定値より大きく第２の測距値から第１の測距値を減じた値が第３の設定値より大きいときには、クランプ信号を第２のレベルに設定し第３の測距値を検出し、第２の測距値と第３の測距値の和に基づいて測距対象物までの距離を算出する。このため、測距対象物の反射率が小さい場合、クランプ信号が第１のレベルに設定され第３の測距値が検出されることにより、第３の測距値が設計値より遠側の値として検出されることが低減される。このため、測距対象物までの距離を精度良く検出できる。
【００３５】
[６]  本発明に係る側距装置のさらに他の局面は、
測距対象物に向けて光束を投光する投光手段と、
前記測距対象物に投光された前記光束の反射光を、前記測距対象物までの距離に応じた位置検出素子上の受光位置で受光し、その受光位置に基づいて、受光光量が一定であれば前記距離が遠いほど大きな値である遠側信号と、受光光量が一定であれば前記距離が近いほど大きな値である近側信号とを出力する受光手段と、
前記遠側信号を入力してクランプ信号のレベルと大小比較し、前記遠側信号のレベルが前記クランプ信号のレベル以上の場合には前記遠側信号を出力し、そうでない場合には前記クランプ信号を出力するクランプ手段と、
前記近側信号と前記クランプ手段から出力された信号との比を演算して出力比信号を出力する演算手段と、
前記出力比信号を積分コンデンサに積算して積分し、その積分結果に応じた積分信号を出力する積分手段と、
前記投光手段における前記光束の投光、前記クランプ手段における前記クランプ信号のレベルおよび前記積分手段における前記出力比信号の積算期間の総和それぞれを制御するとともに、前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて測距値を検出する制御手段と、
を含み、
前記制御手段は、
（ａ）前記クランプ信号を第１のレベルに設定し、
前記積分手段における前記出力比信号の積算期間の総和を第１の数に設定して前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて第１の測距値を検出し、
（ｂ）前記クランプ信号を第２のレベルに設定し、
前記積分手段における前記出力比信号の積算期間の総和を前記第１の数より小さい第２の数に設定して前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて第２の測距値を検出し、
（ｃ）前記第２の測距値に所定の値を加算して前記第２の測距値を補正し、
前記第１の測距値と前記補正された第２の測距値の和に基づいて前記測距対象物までの距離を算出する。
【００３６】
このさらに他の局面は、前記第２の測距値の検出における前記クランプ信号の前記第２のレベルは、前記第１の測距値の検出における前記クランプ信号の前記第１のレベルに対し同じ又は小さい、が好ましい。
【００３７】
[７]  本発明に係る側距装置のさらに他の局面は、
測距対象物に向けて光束を投光する投光手段と、
前記測距対象物に投光された前記光束の反射光を、前記測距対象物までの距離に応じた位置検出素子上の受光位置で受光し、その受光位置に基づいて、受光光量が一定であれば前記距離が遠いほど大きな値である遠側信号と、受光光量が一定であれば前記距離が近いほど大きな値である近側信号とを出力する受光手段と、
前記遠側信号を入力してクランプ信号のレベルと大小比較し、前記遠側信号のレベルが前記クランプ信号のレベル以上の場合には前記遠側信号を出力し、そうでない場合には前記クランプ信号を出力するクランプ手段と、
前記近側信号と前記クランプ手段から出力された信号との比を演算して出力比信号を出力する演算手段と、
前記出力比信号を積分コンデンサに積算して積分し、その積分結果に応じた積分信号を出力する積分手段と、
前記投光手段における前記光束の投光、前記クランプ手段における前記クランプ信号のレベルおよび前記積分手段における前記出力比信号の積算期間の総和それぞれを制御するとともに、前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて測距値を検出する制御手段と、
を含み、
前記制御手段は、
（ａ）前記クランプ信号を第１のレベルに設定し、
前記積分手段における前記出力比信号の積算期間の総和を第１の数に設定して前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて第１の測距値を検出し、
（ｂ）前記クランプ信号を第２のレベルに設定し、
前記積分手段における前記出力比信号の積算期間の総和を前記第１の数より小さい第２の数に設定して前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて第２の測距値を検出し、
（ｃ）前記第２の測距値に所定の値を加算して前記第２の測距値を補正し、
（ｄ）前記クランプ信号を第３のレベルに設定し、
前記積分手段における前記出力比信号の積算期間の総和を前記第１の数より小さい第３の数に設定して前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて第３の測距値を検出し、
（ｅ）前記第３の測距値に所定の値を加算して前記第３の測距値を補正し、
（ｆ）前記第１の測距値と前記補正された第２の測距値の和に基づいて又は前記第２の測距値と前記補正された第３の測距値の和に基づいて前記測距対象物までの距離を算出する。
【００３８】
この場合、第２の数と第３の数は同一であることが望ましい。
【００３９】
このさらに他の局面は、
前記第２の測距値の検出における前記クランプ信号の前記第２のレベルは、前記第１の測距値の検出における前記クランプ信号の前記第１のレベルに対し同じ又は小さく、
前記第３の測距値の検出における前記クランプ信号の前記第３のレベルは、前記第１の測距値の検出における前記クランプ信号の前記第１のレベルに対し同じ又は小さい、が好ましい。
【００４０】
このさらに他の局面は、前記第２の測距値の補正のために加算される前記所定の値と前記第３の測距値の補正のために加算される前記所定の値は、同じ数値である、が好ましい。
【００４１】
これらによれば、連続して測距を行い複数の測距値に基づいて測距対象物までの距離を検出する場合、第１の測距値検出の積分処理と第２の測距値検出の積分処理において積分コンデンサの特性に変化が生ずるが、第１の測距値検出と第２の測距値検出における積分期間の総和を異なるものとし、第２の測距値に所定の値を加算して補正することにより、積分コンデンサの特性変化による第２の測距値の変動を補正することができる。このため、測距対象物までの距離を精度良く検出できる。
【００４２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、以下では、本実施形態に係るアクティブ型の測距装置が自動焦点式カメラの測距装置として適用される場合について説明する。
【００４３】
（第一実施形態）
先ず、本実施形態に係る測距装置の全体の構成について説明する。図１は、本実施形態に係る測距装置の構成図である。
【００４４】
ＣＰＵ１は、この測距装置を備えるカメラ全体を制御するものであり、ＥＥＰＲＯＭ２に予め記憶されているプログラムおよびパラメータに基づいて、この測距装置を含むカメラ全体を制御する。この図に示す測距装置においては、ＣＰＵ１は、ドライバ３を制御してＩＲＥＤ（赤外線発光ダイオード）４からの赤外光の出射を制御する。また、ＣＰＵ１は、自動焦点用ＩＣ（以下「ＡＦＩＣ」という。）１０の動作を制御するとともに、ＡＦＩＣ１０から出力されるＡＦ信号を入力する。さらに、ＣＰＵ１は、測光センサ７１により測定された外光輝度の値を入力する。
【００４５】
特に、本実施形態に係るＣＰＵ１は、制御部１Ａを備えることを特徴としている。この制御部１Ａは、クランプ回路１３におけるクランプ信号のレベルおよび積分回路１５における出力比信号の積算期間の総和それぞれを制御するとともに、積分回路１５から出力された積分信号に基づいて測距値を検出する。そして、制御部１Ａは、この測距値に基づいて種々の比較・演算・制御等を行って、正確な測距値を求める。
【００４６】
ＩＲＥＤ４から出射された赤外光は、ＩＲＥＤ４の前面に配された投光レンズ（図示せず）を介して測距対象物に投光され、その一部が反射され、そして、その反射光は、ＰＳＤ（位置検出素子）５の前面に配された受光レンズ（図示せず）を介してＰＳＤ５の受光面上の何れかの位置で受光される。この受光位置は、測距対象物までの距離に応じたものである。そして、ＰＳＤ５は、その受光位置に応じた２つの信号Ｉ1 およびＩ2 を出力する。信号Ｉ1 は、受光光量が一定であれば距離が近いほど大きな値である近側信号であり、信号Ｉ2 は、受光光量が一定であれば距離が遠いほど大きな値である遠側信号である。信号Ｉ1 およびＩ2 の和は、ＰＳＤ５が受光した反射光の光量を表し、出力比（Ｉ1 ／（Ｉ1 ＋Ｉ2 ））は、ＰＳＤ５の受光面上の受光位置すなわち測距対象物までの距離を表す。そして、近側信号Ｉ1 は、ＡＦＩＣ１０のＰＳＤＮ端子に入力し、遠側信号Ｉ2 は、ＡＦＩＣ１０のＰＳＤＦ端子に入力する。ただし、実際には、外界条件により近側信号Ｉ1 および遠側信号Ｉ2 それぞれに定常光成分Ｉ0 が付加された信号がＡＦＩＣ１０に入力される場合がある。
【００４７】
ＡＦＩＣ１０は、集積回路（ＩＣ）であって、第１信号処理回路１１、第２信号処理回路１２、クランプ回路１３、演算回路１４および積分回路１５から構成される。第１信号処理回路１１は、ＰＳＤ５から出力された信号Ｉ1 ＋Ｉ0 を入力し、その信号に含まれる定常光成分Ｉ0 を除去して、近側信号Ｉ1 を出力するものであり、また、第２信号処理回路１２は、ＰＳＤ５から出力された信号Ｉ2 ＋Ｉ0 を入力し、その信号に含まれる定常光成分Ｉ0 を除去して、遠側信号Ｉ2 を出力するものである。
【００４８】
クランプ回路１３は、第２信号処理回路１２から出力された遠側信号Ｉ2 を入力し、或る一定レベルのクランプ信号Ｉc および遠側信号Ｉ2 それぞれのレベルを大小比較し、前者が大きいときにはクランプ信号Ｉc を出力し、そうでないときには遠側信号Ｉ2 をそのまま出力する。以下では、このクランプ回路１３から出力される信号をＩ2cで表す。
【００４９】
演算回路１４は、第１信号処理回路１１から出力された近側信号Ｉ1 と、クランプ回路１３から出力された信号Ｉ2c（遠側信号Ｉ2 およびクランプ信号Ｉc のうち値が大きい信号）とを入力し、出力比（Ｉ1 ／（Ｉ1 ＋Ｉ2c））を演算し、その結果を表す出力比信号を出力する。積分回路１５は、その出力比信号を入力し、ＡＦＩＣ１０のＣINT 端子に接続された積分コンデンサ６とともに、その出力比を多数回積算し、これによりＳ／Ｎ比の改善を図る。特に、測距対象物までの距離が大きいときの積算数を、距離が小さいときの積算数より大きくして、Ｓ／Ｎ比の改善を図ることが重要である。そして、その積算された出力比は、ＡＦ信号としてＡＦＩＣ１０のＳOUT 端子から出力される。ＣＰＵ１は、ＡＦＩＣ１０から出力されたＡＦ信号を入力し、所定の演算を行ってＡＦ信号を距離信号に変換し、その距離信号をレンズ駆動回路７に送出する。レンズ駆動回路７は、その距離信号に基づいて撮影レンズ８を合焦動作させる。
【００５０】
次に、ＡＦＩＣ１０の第１信号処理回路１１、クランプ回路１３および積分回路１５について、より具体的な回路構成について説明する。図２は、本実施形態に係る測距装置における第１信号処理回路１１および積分回路１５の回路図である。また、図３は、本実施形態に係る測距装置におけるクランプ回路１３の回路図である。なお、第２信号処理回路１２も、第１信号処理回路１１と同様の回路構成である。
【００５１】
第１信号処理回路１１は、その回路図が図２に示されており、ＰＳＤ５から出力された定常光成分Ｉ0 を含む近側信号Ｉ1 を入力し、これに含まれる定常光成分Ｉ0 を除去して、近側信号Ｉ1 を出力するものである。ＰＳＤ５の近距離側端子から出力される電流（Ｉ1 ＋Ｉ0 ）は、ＡＦＩＣ１０のＰＳＤＮ端子を経て、第１信号処理回路１１のオペアンプ２０の−入力端子に入力される。オペアンプ２０の出力端子はトランジスタ２１のベース端子に接続されており、トランジスタ２１のコレクタ端子は、トランジスタ２２のベース端子に接続されている。トランジスタ２２のコレクタ端子は、オペアンプ２３の−入力端子が接続され、また、演算回路１４に接続されている。さらに、トランジスタ２２のコレクタ端子には圧縮ダイオード２４のカソード端子が、また、オペアンプ２３の＋入力端子には圧縮ダイオード２５のカソード端子がそれぞれ接続されており、これら圧縮ダイオード２４および２５それぞれのアノード端子には第１基準電源２６が接続されている。
【００５２】
また、ＡＦＩＣ１０のＣＨＦ端子には定常光除去コンデンサ２７が外付けされており、この定常光除去コンデンサ２７は、第１信号処理回路１１内の定常光除去用トランジスタ２８のベース端子に接続されている。定常光除去コンデンサ２７とオペアンプ２３とはスイッチ２９を介して接続されており、このスイッチ２９のオン／オフはＣＰＵ１により制御される。定常光除去用トランジスタ２８のコレクタ端子はオペアンプ２０の−入力端子に接続されており、トランジスタ２８のエミッタ端子は抵抗器３０を介して接地されている。
【００５３】
クランプ回路１３は、その回路図が図３に示されている。クランプ回路１３の判定用コンパレータ３７の＋入力端子は、第２信号処理回路１２のトランジスタ２２のコレクタ端子に接続されるとともに、スイッチ３８を介して演算回路１４の入力端子に接続されている。一方、判定用コンパレータ３７の−入力端子は、＋入力端子に接続されているトランジスタ２２および圧縮ダイオード２４と同様に、トランジスタ５１のコレクタ端子と圧縮ダイオード５２のカソード端子とに接続されるとともに、スイッチ３９を介して演算回路１４の入力端子に接続されている。
【００５４】
また、トランジスタ５１のベース端子には、クランプ電流源４１が接続されている。このクランプ電流源４１は、定電流源とスイッチとが直列接続されたものを１組として複数組が並列接続されたものであり、各スイッチそれぞれがＣＰＵ１により制御されて開閉する。そして、クランプ電流源４１は、その閉じられたスイッチに対応する定電流源それぞれからの電流の総和であるクランプ電流をトランジスタ５１のベース端子に入力する。このクランプ電流はトランジスタ５１のベース電流となり、その大きさに応じたコレクタ電位が判定用コンパレータ３７の−入力端子に入力される。
【００５５】
また、スイッチ３９には判定用コンパレータ３７の出力端子が接続されており、判定用コンパレータ３７の出力信号が入力される。また、スイッチ３８にはインバータ４０を介して判定用コンパレータ３７の出力端子が接続されており、判定用コンパレータ３７の出力信号が反転されてから入力される。したがって、スイッチ３８および３９は、判定用コンパレータ３７からの出力信号により、一方がオン状態になると他方がオフ状態となる関係にある。
【００５６】
積分回路１５は、その回路構成が図２に示されている。ＡＦＩＣ１０のＣINT端子に外付けされた積分コンデンサ６は、スイッチ６０を介して演算回路１４の出力端子に接続され、スイッチ６２を介して定電流源６３に接続され、スイッチ６５を介してオペアンプ６４の出力端子に接続され、また、直接にオペアンプ６４の−入力端子に接続され、さらに、その電位がＡＦＩＣ１０のＳOUT 端子から出力される。これらスイッチ６０，６２および６５は、ＣＰＵ１からの制御信号により制御される。また、オペアンプ６４の＋入力端子には、第２基準電源６６が接続されている。
【００５７】
以上のように構成されるＡＦＩＣ１０の作用の概略について、図２および図３を参照しながら説明する。ＣＰＵ１は、ＩＲＥＤ４を発光させていないときには、第１信号処理回路１１のスイッチ２９をオン状態にする。このときにＰＳＤ５から出力される定常光成分Ｉ0 は、第１信号処理回路１１に入力して、オペアンプ２０ならびにトランジスタ２１および２２から構成される電流増幅器により電流増幅され、圧縮ダイオード２４により対数圧縮されて電圧信号に変換され、この電圧信号がオペアンプ２３の−入力端子に入力する。オペアンプ２０に入力する信号が大きいと、圧縮ダイオード２４のカソード電位が大きくなるので、オペアンプ２３から出力される信号が大きく、したがって、コンデンサ２７が充電される。すると、トランジスタ２８にベース電流が供給されることになるので、トランジスタ２８にコレクタ電流が流れ、第１信号処理回路１１に入力した信号Ｉ0 のうちオペアンプ２０に入力する信号は小さくなる。そして、この閉ループの動作が安定した状態では、第１信号処理回路１１に入力した信号Ｉ0 の全てがトランジスタ２８に流れ、コンデンサ２７には、そのときのベース電流に対応した電荷が蓄えられる。
【００５８】
ＣＰＵ１がＩＲＥＤ４を発光させるとともにスイッチ２９をオフ状態にすると、このときにＰＳＤ５から出力される信号Ｉ1 ＋Ｉ0 のうち定常光成分Ｉ0 は、コンデンサ２７に蓄えられた電荷によりベース電位が印加されているトランジスタ２８にコレクタ電流として流れ、近側信号Ｉ1 は、オペアンプ２０ならびにトランジスタ２１および２２から構成される電流増幅器により電流増幅され、圧縮ダイオード２４により対数圧縮され電圧信号に変換されて出力される。すなわち、第１信号処理回路１１からは、定常光成分Ｉ0 が除去されて近側信号Ｉ1 のみが出力され、その近側信号Ｉ1 は、演算回路１４に入力する。一方、第２信号処理回路１２も、第１信号処理回路１１と同様に、定常光成分Ｉ0 が除去されて遠側信号Ｉ2 のみが出力され、その遠側信号Ｉ2 は、クランプ回路１３に入力する。
【００５９】
クランプ回路１３に入力した遠側信号Ｉ2 は、クランプ回路１３の判定用コンパレータ３７の＋入力端子に入力する。クランプ電流源４１から出力されたクランプ電流は、トランジスタ５１のベース電流として流れ、これに伴い生じるトランジスタ５１のコレクタ端子の電位（クランプ信号Ｉc ）が判定用コンパレータ３７の−入力端子に入力する。遠側信号Ｉ2 とクランプ信号Ｉc とは、判定用コンパレータ３７により大小比較され、その結果に応じて、スイッチ３８および３９のうち一方がオンされ、他方がオフされる。すなわち、遠側信号Ｉ2 がクランプ信号Ｉc より大きいときには、スイッチ３８がオン状態となり、スイッチ３９がオフ状態となり、クランプ回路１３の出力信号Ｉ2cとして遠側信号Ｉ2 が出力される。大小関係が逆の場合には、スイッチ３８がオフ状態となり、スイッチ３９がオン状態となり、クランプ回路１３の出力信号Ｉ2cとしてクランプ信号Ｉc が出力される。
【００６０】
クランプ回路１３から出力された信号Ｉ2cおよび第１信号処理回路１１から出力された近側信号Ｉ1 は、演算回路１４に入力され、演算回路１４により出力比（Ｉ1 ／（Ｉ1 ＋Ｉ2c））が演算されて出力され、その出力比は、積分回路１５に入力される。ＩＲＥＤ４が所定回数だけパルス発光している期間、積分回路１５のスイッチ６０はオン状態とされ、スイッチ６２および６５はオフ状態とされて、積分コンデンサ６は、所定回数の演算毎の出力比に相当する電流分だけ放電され、その電位はＶREF2から低下する（第１積分）。そして、所定回数のパルス発光が終了すると、スイッチ６０はオフ状態とされ、スイッチ６２はオン状態とされて、第１積分によって低下した積分コンデンサ６の電位は、定電流源６３から供給される一定電流によって上昇していく（第２積分）。ＣＰＵ１は、積分コンデンサ６の電位をモニタして、元の電位に復帰するのに要する時間を測定し、その時間に基づいてＡＦ信号を求め、更に、測距対象物までの距離を求める。
【００６１】
このようにして得られたＡＦ信号と測距対象物までの距離Ｌとの関係を図４に示す。図４は、本実施形態に係る測距装置の積分回路から出力されるＡＦ信号と測距対象物までの距離との関係を示す図である。この図に示すグラフにおいて、横軸は、測距対象物までの距離Ｌの逆数（１／Ｌ）であり、縦軸は、出力比（Ｉ1 ／（Ｉ1 ＋Ｉ2 ））すなわちＡＦ信号である。この図に示すように、測距対象物までの距離Ｌが或る距離Ｌ4 以下（Ｌ≦Ｌ4 ）では、クランプ回路１３から出力される信号はＩ2 であり、出力比はＩ1 ／（Ｉ1 ＋Ｉ2 ）であり、距離Ｌの逆数（１／Ｌ）に対して出力比は略線形関係にあり、距離Ｌが大きく（１／Ｌが小さく）なると出力比は小さくなる。また、距離Ｌが距離Ｌ4 以上（Ｌ≧Ｌ4 ）では、クランプ回路１３から出力される信号はＩc であり、出力比はＩ1 ／（Ｉ1 ＋Ｉc ）であり、この場合も、距離Ｌが大きくなると出力比は小さくなる。このように、クランプ回路１３を用いれば、測距対象物までの距離Ｌは、出力比（ＡＦ信号）から一意的かつ安定に決定することができる。
【００６２】
ＣＰＵ１は、このようにして得られたＡＦ信号に基づいて、撮影レンズ８の繰り出し量を表す距離信号を演算により求め、その距離信号をレンズ駆動回路７に送出して撮影レンズ８を合焦動作させる。図５は、本実施形態に係る測距装置におけるＡＦ信号から距離信号への変換の説明図である。この図に示すグラフでは、横軸は、測距対象物までの距離Ｌの逆数（１／Ｌ）であり、左縦軸はＡＦ信号であり、右縦軸は距離信号である。また、このグラフでは、距離ＬとＡＦ信号との関係および距離Ｌと距離信号との関係をそれぞれ示しており、特に、距離Ｌ2 ，Ｌ3 ，Ｌ4 およびＬ5 （ただし、Ｌ2 ＜Ｌ3 ＜Ｌ4 ＜Ｌ5 ）それぞれに対して、ＡＦ信号はｙ2 ，ｙ3 ，ｙ4 およびｙ5 であり、距離信号はｘ2 ，ｘ3 ，ｘ4 およびｘ5 であることを示している。
【００６３】
ここで、距離Ｌ≦Ｌ4 の範囲および距離Ｌ＞Ｌ4 の範囲それぞれにおいて、ＡＦ信号は距離Ｌの逆数（１／Ｌ）に対して略線形関係であり、また、距離Ｌの全範囲において、距離信号は距離Ｌの逆数（１／Ｌ）に対して略線形関係である。距離Ｌ＜Ｌ4 の範囲および距離Ｌ≧Ｌ4 の範囲それぞれにおいて、ＡＦ信号と距離信号との間の関係も略線形関係である。
【００６４】
したがって、１次式で表される変換式を用いてＡＦ信号ｙから距離信号ｘへ変換することができる。すなわち、ＡＦ信号ｙがクランプ効果有無判断基準レベル超である範囲（距離ＬがＬ4 未満である範囲）では、次の式（１）による変換式で求める。
ｘ＝Ａ2・ｙ＋Ｂ2 ‥‥（１）
ここで、パラメータＡ2、Ｂ2は、次の式（２）、（３）にて表される。
Ａ2＝（ｘ3−ｘ2）／（ｙ3−ｙ2）‥‥（２）
Ｂ2＝ｘ2−ｙ2・Ａ2 ‥‥（３）
【００６５】
一方、ＡＦ信号ｙがクランプ効果有無判断基準レベル以下である範囲（距離ＬがＬ4 以上の範囲）では、次の式（４）による変換式で求める。
ｘ＝Ａ3・ｙ＋Ｂ3 ‥‥（４）
ここで、パラメータＡ3、Ｂ3は、次の式（５）、（６）にて表される。
Ａ3＝（ｘ5−ｘ4）／（ｙ5−ｙ4）‥‥（５）
Ｂ3＝ｘ4−ｙ4・Ａ3 ‥‥（６）
【００６６】
ここで、式（１）および式（４）式は互いに異なる変換式である。さらに、ＡＦ信号ｙが撮影レンズ８の最遠設定値に対応する最遠ＡＦ信号値INFDATA 以下である場合には、距離信号ｘを撮影レンズ８の最遠設定値に対応する最遠距離信号値AFINF とすることで、さらに安定した撮影レンズの合焦制御を行うことができる。
【００６７】
なお、パラメータＡ2 ，Ｂ2 ，Ａ3 およびＢ3 、最遠ＡＦ信号値INFDATA ならびに最遠距離信号値AFINF は、この測距装置が組み込まれるカメラ毎に、製造時に求められＥＥＰＲＯＭ２等に予め記憶されている。そして、これらのパラメータは測距時にＣＰＵ１により読み出されて、式（１）または式（４）の演算が行われて、ＡＦ信号ｙから距離信号ｘへ変換される。
【００６８】
しかし、測距対象物の反射率が小さく、測距対象物までの距離が大きい場合には、ＰＳＤ５から出力される信号Ｉ1 およびＩ2 の値が小さくなり、無限遠と判断され易くなる。図６Ａ及び図６Ｂは、測距対象物までの距離と距離信号との関係を説明する図である。図６Ａは測距対象物の反射率が標準値の３６％の場合であり、図６Ｂは測距対象物の反射率が低反射率の９％の場合を示している。図６Ａに示すように、測距対象物の反射率が標準値の３６％の場合には、距離信号は、測距対象物までの距離Ｌの逆数（１／Ｌ）に略比例する値が得られる。しかし、図６Ｂに示すように、測距対象物の反射率が低反射率の９％の場合には、距離信号は、測距対象物までの距離Ｌが小さいときには、逆数（１／Ｌ）に略比例する値が得られるが、距離Ｌが大きいとき（例えば図中の距離Ｌs ）では、逆数（１／Ｌ）に比例せず、測距誤差の許容範囲からも外れる。
【００６９】
一方、このように測距対象物の反射率が低反射率である場合であっても、クランプ回路１３におけるクランプ信号Ｉc の値を小さくすることにより、測距対象物までの距離Ｌの逆数（１／Ｌ）に略比例する値の距離信号、あるいは、測距誤差の許容範囲内に入る値の距離信号を得ることができる。本実施形態に係る測距装置は、以上のことを利用して、測距対象物の反射率が小さく測距対象物までの距離が大きい場合であっても、測距対象物までの距離を精度よく求めるものである。
【００７０】
次に、本実施形態に係る測距装置の動作について説明する。
【００７１】
図７、８は、本実施形態に係る測距装置におけるＡＦ測距処理のフローチャートである。図９は、本実施形態に係る測距装置のＡＦ測距処理における積分コンデンサの充電電圧を示す図である。なお、以下に述べる動作はＣＰＵ１による制御の下に行われるものである。
【００７２】
本実施形態に係る測距装置のＡＦ測距処理は、カメラのレリーズボタン（図示なし）が半押しされることにより開始され、まず、図７のＳ１０に示すように、第一急速充電が行われる。第一急速充電は、ＣＰＵ１から出力される制御信号に従い積分回路１５を通じて積分コンデンサ６に電源電圧Ｖｃｃを印加することにより行われる（図９のｔ１〜ｔ２）。
【００７３】
そして、Ｓ１２に移行し、第一クランプ電流が設定される。第一クランプ電流の設定は、ＣＰＵ１から制御信号を出力しクランプ回路１３から出力されるクランプ電流を選択することにより行われる。この第一クランプ電流は、例えば、１ｎＡに設定される。
【００７４】
そして、Ｓ１４に移行し、第二急速充電が行われる。第二急速充電は、ＣＰＵ１から出力される制御信号に従い積分回路１５を通じて積分コンデンサ６に電圧ＶREF2を印加することにより行われる（図９のｔ２〜ｔ３）。
【００７５】
そして、Ｓ１６に移行し、第一測距動作が行われる。第一測距動作は、ＩＲＥＤ４を所定の回数発光させ、測距対象物にて反射される反射光をＰＳＤ５で受け、測距対象物までの距離に応じた電圧を放電させる第１積分（図９のｔ３〜ｔ４）を行った後、第二積分（図９のｔ４〜ｔ５）を行い、第二積分の積分時間の総和に応じて第一測距値Ｄ１を算出する処理である。この第一測距動作では、例えば、１６６回の発光、積分が行われる。なお、第一測距値Ｄ１、後述する第二測距値Ｄ２及び第三測距値Ｄ３は、測距対象物より遠いほど小さくなる値である。
【００７６】
そして、Ｓ１８に移行し、輝度判定が行われる。輝度判定は、測光センサ７１により測定された外光輝度の値を入力し、その測定された外光輝度値が所定の設定値より小さいか否かを判定する処理である。Ｓ１８にて、外光輝度値が所定の設定値より小さくないと判定されたときには、Ｓ２０に移行する。
【００７７】
Ｓ２０では、第三急速充電が行われる。第三急速充電は、第一急速充電と同様に、ＣＰＵ１から出力される制御信号に従い積分回路１５を通じて積分コンデンサ６に電源電圧Ｖｃｃを印加することにより行われる（図９のｔ５〜ｔ６）。
【００７８】
そして、Ｓ２２に移行し、第一クランプ電流が設定される。第一クランプ電流の設定は、Ｓ１２と同様に行われる。そして、Ｓ２４に移行し、第四急速充電が行われる。第四急速充電は、第二急速充電と同様にして、ＣＰＵ１から出力される制御信号に従い積分回路１５を通じて積分コンデンサ６に電圧ＶREF2を印加することにより行われる（図９のｔ６〜ｔ７）。
【００７９】
そして、Ｓ２６に移行し、第二測距動作が行われる。第二測距動作は、ＩＲＥＤ４を所定の回数発光させ、測距対象物にて反射される反射光をＰＳＤ５で受け、測距対象物までの距離に応じた電圧を放電させる第１積分（図９のｔ７〜ｔ８）を行った後、第二積分（図９のｔ８〜ｔ９）を行い、第二積分の積分時間の総和に応じて第二測距値Ｄ２を算出する処理である。第二測距動作では、第一測距動作に対し少ない回数にて、ＩＲＥＤ４の発光、積分コンデンサ６の積分が行われる。例えば、第二測距動作では、１６４回の発光、積分が行われる。
【００８０】
そして、Ｓ２８に移行し、第二測距値Ｄ２の補正処理が行われる。この補正処理は、Ｓ２６にて算出された第二測距値Ｄ２に所定値を加算して、第二測距値Ｄ２とすることにより行われる。ここで、所定値とは、例えば、第二測距値Ｄ２が距離３．５ｍに相当する１０００カウント、第二測距値Ｄ２が距離０．８ｍに相当する１９００カウントであるとき、それぞれ−１５〜＋４０カウントの範囲で設定される。
【００８１】
そして、Ｓ３０に移行し、第一測距値Ｄ１及び第二測距値Ｄ２に基づいて距離信号が演算される。すなわち、第一測距値Ｄ１と第二測距値Ｄ２を加算したものをＡＦ信号ｙとし、上述した式（１）又は式（４）により、距離信号ｘが算出される。そして、距離信号の演算後、ＡＦ測距処理を終了する。
【００８２】
ところで、Ｓ１８にて、外光輝度値が所定の設定値より小さいと判定されたときには、Ｓ３２に移行し、第一測距動作にて算出された第一測距値Ｄ１が予め設定される設定値Ａ１以下であるか否かが判定される。Ｓ３２にて、第一測距値Ｄ１が設定値Ａ１以下でないと判定されたときには、Ｓ３４に移行し、第一測距値Ｄ１が予め設定される設定値Ａ２より大きいか否かが判定される。
【００８３】
Ｓ３４にて、第一測距値Ｄ１が設定値Ａ２より大きいと判定されたときには、Ｓ３６に移行し、第一測距値Ｄ１に基づいて距離信号が演算される。すなわち、第一測距値Ｄ１を２倍したものをＡＦ信号ｙとし、上述した式（１）又は式（４）により、距離信号ｘが算出される。そして、距離信号の演算後、ＡＦ測距処理を終了する。
【００８４】
一方、Ｓ３４にて、第一測距値Ｄ１が設定値Ａ２より大きくないと判定されたときには、Ｓ３８に移行し、第三急速充電が行われる。第三急速充電は、第一急速充電と同様に、ＣＰＵ１から出力される制御信号に従い積分回路１５を通じて積分コンデンサ６に電源電圧Ｖｃｃを印加することにより行われる（図９のｔ５〜ｔ６）。
【００８５】
そして、Ｓ４０に移行し、第一クランプ電流が設定される。第一クランプ電流の設定は、Ｓ１２と同様に行われる。そして、Ｓ４２に移行し、第四急速充電が行われる。第四急速充電は、第二急速充電と同様にして、ＣＰＵ１から出力される制御信号に従い積分回路１５を通じて積分コンデンサ６に電圧ＶREF2を印加することにより行われる（図９のｔ６〜ｔ７）。
【００８６】
そして、Ｓ４４に移行し、第二測距動作が行われる。第二測距動作は、Ｓ２６と同様な処理であり、ＩＲＥＤ４を所定の回数発光させ、測距対象物にて反射される反射光をＰＳＤ５で受け、測距対象物までの距離に応じた電圧を放電させる第１積分（図９のｔ７〜ｔ８）を行った後、第二積分（図９のｔ８〜ｔ９）を行い、第二積分の積分時間の総和に応じて第二測距値Ｄ２が算出される。
【００８７】
そして、Ｓ４６に移行し、第二測距値Ｄ２の補正処理が行われる。この補正処理は、Ｓ４４にて算出された第二測距値Ｄ２に所定値を加算して、第二測距値Ｄ２とすることにより行われる。ここで、所定値とは、例えば、第二測距値Ｄ２が距離３．５ｍに相当する１０００カウント、第二測距値Ｄ２が距離０．８ｍに相当する１９００カウントであるとき、それぞれ−１５〜＋４０カウントの範囲で設定される。
【００８８】
そして、Ｓ４８に移行し、第一測距値Ｄ１及び第二測距値Ｄ２に基づいて距離信号が演算される。すなわち、第一測距値Ｄ１と第二測距値Ｄ２を加算したものをＡＦ信号ｙとし、上述した式（１）又は式（４）により、距離信号ｘが算出される。そして、距離信号の演算後、ＡＦ測距処理を終了する。
【００８９】
ところで、Ｓ３２にて、第一測距値Ｄ１が設定値Ａ１以下であると判定されたときには、測距対象物までの距離が遠いと判断し、Ｓ５０に移行する。Ｓ５０では、第三急速充電が行われる。第三急速充電は、第一急速充電と同様に、ＣＰＵ１から出力される制御信号に従い積分回路１５を通じて積分コンデンサ６に電源電圧Ｖｃｃを印加することにより行われる（図９のｔ５〜ｔ６）。
【００９０】
そして、Ｓ５２に移行し、第二クランプ電流が設定される。第二クランプ電流の設定は、ＣＰＵ１から制御信号を出力しクランプ回路１３から出力されるクランプ電流を選択することにより行われる。この第二クランプ電流は、第一クランプ電流より小さい電流が設定され、例えば、０．５ｎＡが設定される。
【００９１】
そして、Ｓ５４に移行し、第四急速充電が行われる。第四急速充電は、第二急速充電と同様にして、ＣＰＵ１から出力される制御信号に従い積分回路１５を通じて積分コンデンサ６に電圧ＶREF2を印加することにより行われる（図９のｔ６〜ｔ７）。
【００９２】
そして、Ｓ５６に移行し、第二測距動作が行われる。第二測距動作は、Ｓ２６と同様な処理であり、ＩＲＥＤ４を所定の回数発光させ、測距対象物にて反射される反射光をＰＳＤ５で受け、測距対象物までの距離に応じた電圧を放電させる第１積分（図９のｔ７〜ｔ８）を行った後、第二積分（図９のｔ８〜ｔ９）を行い、第二積分の積分時間の総和に応じて第二測距値Ｄ２が算出される。
【００９３】
そして、Ｓ５８に移行し、第二測距値Ｄ２の補正処理が行われる。この補正処理は、Ｓ５６にて算出された第二測距値Ｄ２に所定値を加算して、第二測距値Ｄ２とすることにより行われる。ここで、所定値とは、例えば、第二測距値Ｄ２が距離３．５ｍに相当する１０００カウント、第二測距値Ｄ２が距離０．８ｍに相当する１９００カウントであるとき、それぞれ−１５〜＋４０カウントの範囲で設定される。
【００９４】
そして、Ｓ６０に移行し、第二測距値Ｄ２が予め設定される設定値Ｂより大きいか否かが判定される。第二測距値Ｄ２が設定値Ｂより大きいと判定されたときには、Ｓ６２に移行し、第五急速充電が行われる。第五急速充電は、第三急速充電と同様に、ＣＰＵ１から出力される制御信号に従い積分回路１５を通じて積分コンデンサ６に電源電圧Ｖｃｃを印加することにより行われる（図９のｔ９〜ｔ１０）。
【００９５】
そして、Ｓ６４に移行し、第一クランプ電流が設定される。第一クランプ電流の設定は、Ｓ１２と同様に行われる。そして、Ｓ６６に移行し、第六急速充電が行われる。第六急速充電は、第四急速充電と同様にして、ＣＰＵ１から出力される制御信号に従い積分回路１５を通じて積分コンデンサ６に電圧ＶREF2を印加することにより行われる（図９のｔ１０〜ｔ１１）。
【００９６】
そして、Ｓ６８に移行し、第三測距動作が行われる。第三測距動作は、Ｓ５６の第二測距動作と同様に行われ、ＩＲＥＤ４を所定の回数発光させ、測距対象物にて反射される反射光をＰＳＤ５で受け、測距対象物までの距離に応じた電圧を放電させる第１積分（図９のｔ１１〜ｔ１２）を行った後、第二積分（図９のｔ１２〜ｔ１３）を行い、第二積分の積分時間の総和に応じて第三測距値Ｄ３が算出される。この第三測距動作では、第一測距動作に対し少ない回数にて、ＩＲＥＤ４の発光、積分コンデンサ６の積分が行われる。例えば、第三測距動作では、１６４回の発光、積分が行われる。
【００９７】
そして、Ｓ７０に移行し、第三測距値Ｄ３の補正処理が行われる。この補正処理は、Ｓ６８にて算出された第三測距値Ｄ３に所定値を加算して、第三測距値Ｄ３とすることにより行われる。ここで、所定値とは、例えば、第三測距値Ｄ３が距離３．５ｍに相当する１０００カウント、第三測距値Ｄ３が距離０．８ｍに相当する１９００カウントであるとき、それぞれ−１５〜＋４０カウントの範囲で設定される。
【００９８】
そして、Ｓ７２に移行し、第一測距値Ｄ１及び第三測距値Ｄ３に基づいて距離信号が演算される。すなわち、第一測距値Ｄ１と第三測距値Ｄ３を加算したものをＡＦ信号ｙとし、上述した式（１）又は式（４）により、距離信号ｘが算出される。そして、距離信号の演算後、ＡＦ測距処理を終了する。
【００９９】
ところで、Ｓ６０にて、第二測距値Ｄ２が設定値Ｂより大きくないと判定されたときには、Ｓ７４に移行する。Ｓ７４では、第一測距値Ｄ１と第一測距値Ｄ１を加算した値（Ｄ１＋Ｄ１）が予め設定される設定値Ｃより大きく、かつ、第二測距値Ｄ２から第一測距値Ｄ１を減じた値（Ｄ２−Ｄ１）が予め設定される設定値Ｅ１より大きいか否かが判定される。
【０１００】
このＳ７４にて、第一測距値Ｄ１と第一測距値Ｄ１を加算した値（Ｄ１＋Ｄ１）が設定値Ｃより大きく、かつ、第二測距値Ｄ２から第一測距値Ｄ１を減じた値（Ｄ２−Ｄ１）が設定値Ｅ１より大きいと判定されたときには、Ｓ８０に移行する。
【０１０１】
一方、第一測距値Ｄ１と第一測距値Ｄ１を加算した値（Ｄ１＋Ｄ１）が設定値Ｃより大きくなく又は第二測距値Ｄ２から第一測距値Ｄ１を減じた値（Ｄ２−Ｄ１）が設定値Ｅ１より大きくないと判定されたときには、Ｓ７６に移行する。Ｓ７６では、第二測距値Ｄ２から第一測距値Ｄ１を減じた値（Ｄ２−Ｄ１）が予め設定される設定値Ｅ２より小さいか否かが判定される。ここで、設定値Ｅ２は、設定値Ｅ１より大きい数値が設定される。
【０１０２】
このＳ７６にて、第二測距値Ｄ２から第一測距値Ｄ１を減じた値（Ｄ２−Ｄ１）が設定値Ｅ２より小さいと判定されたときには、Ｓ６２に移行する。一方、Ｓ７６にて、第二測距値Ｄ２から第一測距値Ｄ１を減じた値（Ｄ２−Ｄ１）が設定値Ｅ２より小さくないと判定されたときには、Ｓ７８に移行する。
【０１０３】
Ｓ７８では、第二測距値Ｄ２が予め設定される設定値Ｆより小さいか否かが判定される。ここで、設定値Ｆは、設定値Ｂより小さい数値が設定される。Ｓ７８にて、第二測距値Ｄ２が予め設定値Ｆより小さいと判定されたときには、Ｓ６２に移行する。一方、Ｓ７８にて、第二測距値Ｄ２が予め設定値Ｆより小さくないと判定されたときには、Ｓ８０に移行する。
【０１０４】
Ｓ８０では、第五急速充電が行われる。第五急速充電は、第三急速充電と同様に、ＣＰＵ１から出力される制御信号に従い積分回路１５を通じて積分コンデンサ６に電源電圧Ｖｃｃを印加することにより行われる（図９のｔ９〜ｔ１０）。
【０１０５】
そして、Ｓ８２に移行し、第二クランプ電流が設定される。第二クランプ電流の設定は、Ｓ５２と同様に行われる。そして、Ｓ８４に移行し、第六急速充電が行われる。第六急速充電は、第四急速充電と同様にして、ＣＰＵ１から出力される制御信号に従い積分回路１５を通じて積分コンデンサ６に電圧ＶREF2を印加することにより行われる（図９のｔ１０〜ｔ１１）。
【０１０６】
そして、Ｓ８６に移行し、第三測距動作が行われる。第三測距動作は、Ｓ５６の第二測距動作と同様に行われ、ＩＲＥＤ４を所定の回数発光させ、測距対象物にて反射される反射光をＰＳＤ５で受け、測距対象物までの距離に応じた電圧を放電させる第１積分（図９のｔ１１〜ｔ１２）を行った後、第二積分（図９のｔ１２〜ｔ１３）を行い、第二積分の積分時間の総和に応じて第三測距値Ｄ３が算出される。この第三測距動作では、第一測距動作に対し少ない回数にて、ＩＲＥＤ４の発光、積分コンデンサ６の積分が行われる。例えば、第三測距動作では、１６４回の発光、積分が行われる。
【０１０７】
そして、Ｓ８８に移行し、第三測距値Ｄ３の補正処理が行われる。この補正処理は、Ｓ８６にて算出された第三測距値Ｄ３に所定値を加算して、第三測距値Ｄ３とすることにより行われる。ここで、所定値とは、例えば、第三測距値Ｄ３が距離３．５ｍに相当する１０００カウント、第三測距値Ｄ３が距離０．８ｍに相当する１９００カウントであるとき、それぞれ−１５〜＋４０カウントの範囲で設定される。
【０１０８】
そして、Ｓ９０に移行し、第二測距値Ｄ２及び第三測距値Ｄ３に基づいて距離信号が演算される。すなわち、第二測距値Ｄ２と第三測距値Ｄ３を加算したものをＡＦ信号ｙとし、上述した式（１）又は式（４）により、距離信号ｘが算出される。そして、距離信号の演算後、ＡＦ測距処理を終了する。
【０１０９】
その後、レリーズボタンが全押しされると、ＣＰＵ１は、求められた距離に基づいてレンズ駆動回路７を制御して、撮影レンズ８に適切な合焦動作を行わせ、さらに、シャッタ（図示せず）を開いて露光を行う。
【０１１０】
図１０、１１に本実施形態に係る測距装置における測距結果を示す。
【０１１１】
図１０は、高輝度（図７のＳ１８の設定値より低い輝度範囲における高輝度）であって反射率９０％の測距対象物に対し測距した場合のデータである。図１０において、「ＡＦＤ９０有」とは、図８のＳ６０における判定処理を行って測距した場合を意味する。また、「ＡＦＤ９０無」とは、図８のＳ６０における判定処理を行わずに測距した場合を意味する。図１０を考察すると、Ｓ６０の判定処理を行うことにより、遠距離側において距離信号に設定値に近い測距結果が得られることが分かる。
【０１１２】
図１１は、反射率３６％の測距対象物に対し測距した場合のデータである。図１１において、「ＳＡＨＤＡＴＡ有」とは、図８のＳ７８における判定処理を行って測距した場合を意味する。また、「ＳＡＨＤＡＴＡ無」とは、図８のＳ７８における判定処理を行わず測距した場合を意味する。図１１を考察すると、Ｓ７８の判定処理を行うことにより、０．０８〜０．１０の距離逆数値の範囲において距離信号に設定値に近い測距結果が得られることが分かる。
【０１１３】
図１２は、距離逆数とＡＦ信号との関係を示した図である。
【０１１４】
図１２では、同じ測距対象物を連続測距した場合のデータである。しかしながら、図１２に示すように、連続測距する場合、初めの測距における第一測距値とそれ以降の第二測距値では、積分コンデンサの特性変化を生ずるため、必ずしも両者が同様な値とならない。
【０１１５】
そこで、本実施形態に係る測距装置では、第二測距動作の積分回数を第一測距動作の積分回数より少なくしている。これにより、図１２において、第二測距動作の特性の傾きを第一測距動作の特性の傾きに合わせることができる。また、本実施形態に係る測距装置では、第二測距動作により得られた第二測距値に所定値を加算して補正している。これにより、第二測距値を増加させることができ、第一測距値と同等な値とすることができる。
【０１１６】
図１３〜１５は、測距対象物が反射率３６％、９％、９０％である場合において、クランプ電流を大きく設定（クランプ信号のレベルを高く設定）したときとクランプ電流を小さく設定（クランプ信号のレベルを低く設定）したときの測距結果を示したものである。
【０１１７】
以上説明したように本実施形態に係る測距装置によれば、外光輝度が比較的高く測距対象物の反射率が大きい場合に、第２の測距値Ｄ２が近側の値として検出されても、その第２の測距値Ｄ２が第２の設定距離より近側の値であるときには、クランプ信号を高レベルの第１のレベルに設定して第３の測距値Ｄ３を検出し、第１の測距値Ｄ１と第３の測距値Ｄ３の和に基づいて測距対象物までの距離を算出する。このため、測距対象物までの距離を精度良く検出できる。
【０１１８】
また、第２の測距値Ｄ２から第１の測距値Ｄ１を減じた値が設定値Ｅ２より小さくないときでも、第２の測距値Ｄ２が設定値Ｆより小さく所定の設定距離より遠側の値であるときには、クランプ信号を第１のレベルに設定し第３の測距値Ｄ３を検出し、第１の測距値Ｄ１と第３の測距値Ｄ３の和に基づいて測距対象物までの距離を算出する。このため、測距対象物の反射率が基準反射率程度である場合に、クランプ信号が第１のレベルに設定され第３の測距値Ｄ３が検出されることにより、第３の測距値Ｄ３が設計値より近側の値として検出されることが防止される。このため、測距対象物までの距離を精度良く検出できる。
【０１１９】
また、第１の測距値Ｄ１と第１の測距値Ｄ１の和が設定値Ｃより大きく第２の測距値Ｄ２から第１の測距値Ｄ１を減じた値が設定値Ｅ１より大きいときには、クランプ信号を第２のレベルに設定し第３の測距値Ｄ３を検出し、第２の測距値Ｄ２と第３の測距値Ｄ３の和に基づいて測距対象物までの距離を算出する。このため、測距対象物の反射率が小さい場合、クランプ信号が第２のレベルに設定され第３の測距値Ｄ３が検出されることにより、第３の測距値Ｄ３が設計値より遠側の値として検出されることが低減される。このため、測距対象物までの距離を精度良く検出できる。
【０１２０】
また、連続して測距を行い複数の測距値に基づいて測距対象物までの距離を検出する場合、第１の測距値検出の積分処理と第２の測距値検出の積分処理において積分コンデンサ６の特性に変化が生ずるが、第１の測距値検出と第２の測距値検出における積分期間の総和を異なるものとし、第２の測距値に所定の値を加算して補正することにより、積分コンデンサ６の特性変化による第２の測距値の変動を補正することができる。このため、測距対象物までの距離を精度良く検出できる。
【０１２１】
なお、本実施形態に係る測距装置では、ＡＦ測距処理の測距動作において積分コンデンサ６の電圧を演算回路１４から出力される出力比に応じて多数回放電することにより積分動作を行っているが、本発明に係る測距装置はそのようなものに限られるものではなく、積分動作として出力比に応じて積分コンデンサ６に充電するものであってもよい。
【０１２２】
また、本実施形態に係る測距装置では、ＡＦ測距処理の測距動作において積分コンデンサ６の放電による第一積分、充電による第二積分を行い第二積分に要した時間から距離を検出するものであるが、本発明に係る測距装置はそのようなものに限られるものではなく、出力比に応じて積分コンデンサ６に対し放電又は充電（第一積分）を行い、放電により減じられた電圧値又は充電により増した電圧値をＡ／Ｄ変換し、この結果に基づいて距離を検出するものであってもよい。
【０１２３】
（第二実施形態）
次に第二実施形態に係る測距装置について説明する。
【０１２４】
第一実施形態に係る測距装置では、ＡＦ測距処理のＳ７４にて第一測距値Ｄ１と第一測距値Ｄ１を加算した値（Ｄ１＋Ｄ１）が設定値Ｃより大きいか否かを判定条件の一つとしているが、本実施形態に係る測距装置では、第一測距値Ｄ１と第二測距値Ｄ２を加算した値（Ｄ１＋Ｄ２）が設定値Ｃより大きいか否か又は第二測距値Ｄ２と第二測距値Ｄ２を加算した値（Ｄ２＋Ｄ２）が設定値Ｃより大きいか否かをＳ７４の判定条件の一つとしたものである。なお、本実施形態に係る測距装置は、その他の装置構成部分又は処理内容については、第一実施形態に係る測距装置と同様である。
【０１２５】
図１６、１７にＳ７４の判定条件を異ならせたときの距離とＡＦ信号（ＡＦＤＡＴＡ）の関係を示す。
【０１２６】
図１６は、基準反射率である反射率３６％の測距対象物に対し測距した場合のデータである。図１６を考察すると、判定条件をＤ１＋Ｄ１のとき（Ｄ１＋Ｄ１＞Ｃのとき）に対し、Ｄ１＋Ｄ２のとき（Ｄ１＋Ｄ２＞Ｃのとき）は、距離８．５ｍにて特性変化率が小さい。また、Ｄ２＋Ｄ２のとき（Ｄ２＋Ｄ２＞Ｃのとき）は更に、特性変化が小さい。
【０１２７】
図１７は、反射率９％の測距対象物に対し測距した場合のデータである。図１７を考察すると、判定条件をＤ１＋Ｄ１のとき（Ｄ１＋Ｄ１＞Ｃのとき）に対し、Ｄ１＋Ｄ２のとき（Ｄ１＋Ｄ２＞Ｃのとき）は、距離４．２５ｍにおける特性変化率が小さい。また、Ｄ２＋Ｄ２のとき（Ｄ２＋Ｄ２＞Ｃのとき）は更に、特性変化が小さい。
【０１２８】
図１８、１９は、図７、８のＡＦ測距処理においてＳ７４の判定処理を行わないで測距したときの測距結果（比較例）である。
【０１２９】
図１８を考察すると、反射率９％の測距対象物に対して測距した場合には十分な直線性が得られている。しかしながら、反射率３６％の測距対象物に対して測距した場合には８．５ｍ以遠の遠側では距離信号が大き目に算出されている。なお、図１８の測距では、設定値Ｅ２を小さい値（３０）を設定している。
【０１３０】
図１９を考察すると、反射率３６％の測距対象物に対して測距した場合には十分な直線性が得られている。しかしながら、反射率９％の測距対象物に対して測距した場合には４．２５〜６ｍの距離範囲で距離信号が小さ目に算出されている。
【０１３１】
図２０、２１は、本実施形態に係る測距装置及び第一実施形態に係る測距装置の測距結果であり、ＡＦ測距処理においてＳ７４の判定処理を行って測距したときの測距結果である。
【０１３２】
図２０は、反射率３６％の測距対象物に対する測距した結果のデータである。図２０を考察すると、判定条件Ｄ１＋Ｄ１、Ｄ１＋Ｄ２、Ｄ２＋Ｄ２のいずれも設計値と同様な測距結果が得られ十分な直線性が得られている。
【０１３３】
図２１は、反射率９％の測距対象物に対する測距した結果のデータである。図２１を考察すると、判定条件Ｄ１＋Ｄ１では、４．５〜６ｍの距離範囲で距離信号が小さ目に算出されている。これを図１９の反射率９％（破線）の特性と比較すると、距離信号が小さ目に算出される距離範囲が減少しており、測距精度が向上していることが分かる。
【０１３４】
判定条件Ｄ１＋Ｄ２では、４．７５〜６ｍの距離範囲で距離信号が小さ目に算出されている。これを図１９の反射率９％（破線）の特性と比較すると、やはり距離信号が小さ目に算出される距離範囲が減少しており、測距精度が向上していることが分かる。判定条件Ｄ２＋Ｄ２では、設計値と同様な測距結果が得られ、十分な直線性が得られている。
【０１３５】
以上説明したように本実施形態に係る測距装置によれば、ＡＦ測距処理におけるＳ７４の判定条件をＤ１＋Ｄ１からＤ１＋Ｄ２又はＤ２＋Ｄ２にすることにより、より設計値に近い測距結果が得られ、測距精度の向上が図れる。
【０１３６】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したとおり本発明によれば、外光輝度が比較的高く測距対象物の反射率が大きい場合に、第２の測距値が近側の値として検出されても、その第２の測距値が第２の設定距離より近側の値であるときには、クランプ信号を高レベルの第１のレベルに設定して第３の測距値を検出し、第１の測距値と第３の測距値の和に基づいて測距対象物までの距離を算出する。このため、測距対象物までの距離を精度良く検出できる。
【０１３７】
また、第２の測距値から第１の測距値を減じた値が設定値より小さくないときでも、第２の測距値が設定値より小さく所定の設定距離より遠側の値であるときには、クランプ信号を第１のレベルに設定し第３の測距値を検出し、第１の測距値と第３の測距値の和に基づいて測距対象物までの距離を算出する。このため、測距対象物の反射率が基準反射率程度である場合に、クランプ信号が第１のレベルに設定され第３の測距値が検出されることにより、第３の測距値が設計値より近側の値として検出されることが防止される。このため、測距対象物までの距離を精度良く検出できる。
【０１３８】
また、第１の測距値と第１の測距値の和が設定値より大きく第２の測距値から第１の測距値を減じた値が設定値より大きいときには、クランプ信号を第２のレベルに設定し第３の測距値を検出し、第２の測距値と第３の測距値の和に基づいて測距対象物までの距離を算出する。このため、測距対象物の反射率が小さい場合、クランプ信号が第２のレベルに設定され第３の測距値が検出されることにより、第３の測距値が設計値より遠側の値として検出されることが低減される。このため、測距対象物までの距離を精度良く検出できる。
【０１３９】
また、連続して測距を行い複数の測距値に基づいて測距対象物までの距離を検出する場合、第１の測距値検出の積分処理と第２の測距値検出の積分処理において積分コンデンサの特性に変化が生ずるが、第１の測距値検出と第２の測距値検出における積分期間の総和を異なるものとし、第２の測距値に所定の値を加算して補正することにより、積分コンデンサの特性変化による第２の測距値の変動を補正することができる。このため、測距対象物までの距離を精度良く検出できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一実施形態に係る測距装置の構成図である。
【図２】第一実施形態に係る測距装置における第１信号処理回路および積分回路の回路図である。
【図３】第一実施形態に係る測距装置におけるクランプ回路の回路図である。
【図４】第一実施形態に係る測距装置の積分回路から出力されるＡＦ信号と測距対象物までの距離との関係を示す図である。
【図５】第一実施形態に係る測距装置におけるＡＦ信号から距離信号への変換の説明図である。
【図６】測距対象物までの距離と距離信号との関係を説明する図である。
【図７】第一実施形態に係る測距装置の動作を示すフローチャートである。
【図８】第一実施形態に係る測距装置の動作を示すフローチャートである。
【図９】第一実施形態に係る測距装置の動作におけるタイミングチャートである。
【図１０】第一実施形態に係る測距装置の測距結果を示す図である。
【図１１】第一実施形態に係る測距装置の測距結果を示す図である。
【図１２】連続測距における距離逆数とＡＦ信号との関係を示した図である。
【図１３】測距対象物が反射率３６％である場合における測距データを示す図である。
【図１４】測距対象物が反射率９％である場合における測距データを示す図である。
【図１５】測距対象物が反射率９０％である場合における測距データを示す図である。
【図１６】ＡＦ測距処理においてＳ７４の判定条件を異ならせたときの距離とＡＦ信号（ＡＦＤＡＴＡ）の関係を示す図である。
【図１７】ＡＦ測距処理においてＳ７４の判定条件を異ならせたときの距離とＡＦ信号（ＡＦＤＡＴＡ）の関係を示す図である。
【図１８】ＡＦ測距処理においてＳ７４の判定処理を行わないで測距したときの測距結果（比較例）を示す図である。
【図１９】ＡＦ測距処理においてＳ７４の判定処理を行わないで測距したときの測距結果（比較例）を示す図である。
【図２０】第二実施形態に係る測距装置における測距結果を示す図である。
【図２１】第二実施形態に係る測距装置における測距結果を示す図である。
【図２２】第１の従来技術に係る測距装置の構成図である。
【図２３】第１の従来技術の積分回路から出力されるＡＦ信号と測距対象物までの距離との関係を示す図である。
【図２４】第１の従来技術に係る測距装置の変形例の構成図である。
【図２５】第２の従来技術に係る測距装置の構成図である。
【図２６】第３の従来技術に係る測距装置の構成図である。
【図２７】測距対象物の反射率が３６％であるときの、第１の従来技術に係る測距装置により得られる距離信号と距離との関係を示すグラフである。
【図２８】測距対象物の反射率が９％であるときの、第１の従来技術に係る測距装置により得られる距離信号と距離との関係を示すグラフである。
【図２９】測距対象物の反射率が３６％であるときの、第２および第３の従来技術それぞれに係る測距装置により得られる距離信号と距離との関係を示すグラフである。
【図３０】測距対象物の反射率が９％であるときの、第２および第３の従来技術それぞれに係る測距装置により得られる距離信号と距離との関係を示すグラフである。
【図３１】クランプ信号Ｉc のレベルを小さくしたときであって、測距対象物の反射率が３６％であるときの、第１の従来技術に係る測距装置により得られる距離信号と距離との関係を示すグラフである。
【図３２】クランプ信号Ｉc のレベルを小さくしたときであって、測距対象物の反射率が９％であるときの、第１の従来技術に係る測距装置により得られる距離信号と距離との関係を示すグラフである。
【図３３】クランプ信号Ｉc のレベルを小さくしたときであって、外光輝度が大きく、測距対象物の反射率が３６％であるときの、第１の従来技術に係る測距装置により得られる距離信号と距離との関係を示すグラフである。
【図３４】クランプ信号Ｉc のレベルを小さくしたときであって、外光輝度が大きく、測距対象物の反射率が９％であるときの、第１の従来技術に係る測距装置により得られる距離信号と距離との関係を示すグラフである。
【図３５】ＩＲＥＤからの投光量を４倍にしたときであって、測距対象物の反射率が３６％であるときの、第１の従来技術に係る測距装置により得られる距離信号と距離との関係を示すグラフである。
【図３６】ＩＲＥＤからの投光量を４倍にしたときであって、測距対象物の反射率が９％であるときの、第１の従来技術に係る測距装置により得られる距離信号と距離との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１・・・ＣＰＵ、２・・・ＥＥＰＲＯＭ、３・・・ドライバ、４・・・ＩＲＥＤ（発光ダイオード）、５・・・ＰＳＤ（位置検出素子）、６・・・積分コンデンサ、７・・・レンズ駆動回路、８・・・撮影レンズ、１０・・・ＡＦＩＣ（自動焦点用ＩＣ）、１１・・・第１信号処理回路、１２・・・第２信号処理回路、１３・・・クランプ回路、１４・・・演算回路、１５・・・積分回路、７１・・・測光センサ
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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