(57)【要約】【課題】  カメラに搭載する測距装置に対する測距時間の短縮化及び測距精度の向上を図る。【解決手段】  本発明の測距装置の基本原理は投光手段から被写体に測定光を投光し、その反射光を複数の受光素子からなる受光手段で受光し、その反射光の重心の位置を演算して被写体距離を求める測距装置を高精度に維持するようにしたものである。この測距装置には、受光素子の反射光ＢＭの端部に欠け部ｄが生じることがあり、重心位置がずれて正確な測距を妨げられることがある。本発明は、欠け判定データＤｊを採取して欠け部の存否及び位置の判定を行い、補正データＤｃを用いて重心の位置を補正して正確な被写体距離を得る。欠け判定データの採取対象を全て反射光ビームＢＭが当たっている受光セルとし、さらに最も受光量の多い中央に位置するダブルセルからも採取するようにしてある。【選択図】      図８
2005043734.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体に測定光を投光する投光手段と、
前記測定光の前記被写体による反射光を受光する複数の受光素子からなる受光手段と、
前記複数の受光素子のうちの任意の連続した複数の受光素子の出力を加算する加算回路と、
前記加算結果が最大となる第１の複数の受光素子を判定する最大受光素子判定手段と、
前記第１の複数の受光素子の隣に位置する１つ又は複数の受光素子を加えた第２の複数の受光素子を定め、前記第２の複数の受光
素子を分割して得られる１つ又は複数の受光素子の出力から前記被写体までの距離を演算する距離演算手段と、
前記第２の複数の受光素子の中間に位置する受光素子を含む１つ又は複数の受光素子の出力と前記距離演算手段で使用した出力とに基づき反射光の欠け部の存否を判断する欠け判定手段と
を備えていることを特徴とする測距装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動焦点調節カメラに備え付けられる測距装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のカメラ用測距装置としては、受光素子として分割した受光素子列（シリコン・フォト・ダイオード、以下「ＳＰＤ」という。）を使用したもの、あるいは一次元位置検出素子（ポジション・センシティブ・ディバイス、以下「ＰＳＤ」という。）を使用したもの、あるいはその両方を併用したものなどが知られている。本出願人は、上記のＳＰＤを利用したカメラ用測距装置として、図１４に示すように、複数の受光素子からなる受光手段に被写体からの反射光のスポットを受光させ、受光素子の配列と反射光の強さとから被写体までの距離を演算するようにした測距装置を提案している（特許文献１参照）。この測距装置は、ノイズに強く高精度の測距が可能である上にスペース的に有利かつ低コストで製造可能とする特徴を有するものである。
【０００３】
また、上記の従来技術においては、例えば測定光の投光スポットが被写体の側縁部などに当たっているような場合に、この投光スポットが部分的に後方へ通過してしまい、部分的に欠けた状態で反射して受光手段に受光される結果となってしまうことがある。これは図１４（ａ）で、受光素子上に円形に受光された反射光スポットＢＭの右側に破線で示してあるように、反射光スポットＢＭの一部に欠けている部分、すなわち「欠け部」ｄが生じることに由来する。この方式における測距は反射光の重心の位置を求めて距離を算出するものであるので、上記の欠け部ｄの存在は、その分だけ重心の位置がずれて正確な測距を妨げる結果を生じている。
【０００４】
これをさらに詳しく説明すると、この欠け部が反射光スポットＢＭの右側に生じる場合、これを「右欠け」と称するが、右欠けの場合は、黒点で示す重心の位置が左方へ移動してしまうため、その分だけ測距結果を実際よりも遠くにあるように演算してしまう結果となり、正確な測距を妨げる原因となることが指摘されている。この現象は、同図（ｂ）に示すように、左欠けの場合には重心の位置が右方へ移動してしまい、実際よりも測距結果を近くにあるように演算してしまう結果となっている。この結果、上記の測距結果の基づきシャッタを切ると、いわゆる「ピンボケ」撮影となってしまうことがある。
【０００５】
本出願人は、上記の短所を克服する手段として、測距装置の制御回路に、上記の欠け部の存否を判断するための欠け判定手段と、欠け部が存在するものと判定された場合に、その欠け部の存在する位置を判断する欠け位置判定手段と、これにより判定した結果に基づいて重心の位置を補正する補正手段とを備えた測距装置を提案した（特許文献２参照）。上記の測距装置における測距動作は、図１３に示すように、第１段階として反射光スポットＢＭが当たっているＣ３，Ｃ４及びＣ５、Ｃ６から本測距データＤ，Ｄを採取する。第２段階として欠け判定データＤｊ１，Ｄｊ２を採取する。このデータのＤｊ１は本測距データＤをそのまま転用するが、Ｄｊ２の方は光が当たっている中央付近のセルＣ５をスキップして受光セルＣ６，Ｃ７から採取して欠け判定の容易化を図ってある。
【特許文献１】特開平１０−９６８５０号公報（第４頁〜第７頁参照）
【特許文献２】特開２０００−８９０９４号公報（第５頁〜第１１頁参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の通り、本測距に欠け判定手段や補正手段等の補正機能を付加することにより、反射スポットの重心のずれが補正可能となるため、いわゆるピンボケ撮影の防止が可能となった。しかしながら上記の提案にあってもさらに次の問題が生じている。上述の通り、欠け判定データの採取をセルＣ３，Ｃ４及び中央部のセルＣ５をスキップしてセルＣ６，Ｃ７から採取しているため、欠け判定の時間が長くなってしまうことである。欠け判定に必要な累積電圧を予め制御回路のＲＯＭに設定してある電圧まで上げるためには、反射光による起電力を大きくする必要があるが、このためには、欠け判定対象となるダブルセルへの反射光量が多くなっている必要がある。しかるに、受光セルＣ６への反射光の量は僅かであり、受光セルＣ７への反射光量は０となっている。この結果、このダブルセルに対して所定の電圧に達するまでの投光回数が多くなるが、これにより欠け判定データを採取すると、欠け判定の時間が長くなってしまう。このことは、それだけ被写体を決定してからレリーズするまでの時間も長くなり、したがって被写体を決定してピントを合わせてからの時間が長くなるためシャッタチャンスを逸するおそれが生じる問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために本発明に係る測距装置は、以下の手段を備えていることを特徴とする。本発明に係る測距装置は、被写体に測定光を投光する投光手段と、測定光の被写体から反射される光を受光する複数の受光素子からなる受光手段と、これらの受光素子のうちの任意の連続した複数の受光素子の出力を加算する加算回路と、この加算回路による加算結果が最大となる第１の複数の受光素子を判定する最大受光素子判定手段と、上記の第１の複数の受光素子の隣に位置する１つ又は複数の受光素子を加えた第２の複数の受光素子を定め、第２の複数の受光素子を分割して得られる１つ又は複数の受光素子の出力から被写体までの距離を演算する距離演算手段と、上記した第２の複数の受光素子の中間に位置する受光素子を含む１つ又は複数の受光素子の出力と上記の距離演算手段で使用した出力とに基づき反射光の欠け部の存否を判断する欠け判定手段とを備えている。
【０００８】
本発明は、まず、上記のように、最大受光素子判定手段により受光量が最大になっている複数の受光素子を判定し、次に、この受光素子及びこれに隣接する両側の複数の受光素子を欠け判定用受光素子として採用し、複数の受光素子の出力と距離演算手段で使用した本測距用データの出力とにより欠け部の存否を判定する。本発明は、反射光が受光されている受光素子のみを欠け判定対象とすることにより、欠け判定の迅速かつ正確な判定を可能にしたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、欠け判定データの採取を反射光ビームが当たっているセルのみを対象としているため、データの採取時間が短縮する。これととともに反射光ビームの中央部に位置する最も反射光が多く当たっているセルからも欠け判定データを採取して３つのデータを比較するようにしてあるため正確な欠け判定が可能となる。この結果、この測距装置を搭載したカメラによる撮影においては、正確な被写体距離が得られるとともにシャッタチャンスを逸することのない撮影が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に本発明の実施の一形態例について説明する。まず、図１に示すブロック図を参照して、本発明に係る測距装置を搭載した自動焦点調節カメラの全体の構成について説明する。図１において、ＣＰＵ１１はカメラを統括して制御し、カメラのプログラムおよびデータを保持する不揮発性のリード・オンリー・メモリ（以下「ＲＯＭ」という。）１１ａと、演算および一時的な記憶に用いる揮発性のランダム・アクセス・メモリ（以下「ＲＡＭ」という。）１１ｂとを内蔵している。後述するがＲＯＭ１１ａには、図７のテーブルに示すようなデータや、ルーチンを含む撮影用プログラムが予め格納されている。またＲＡＭ１１ｂには後述する投光（パルス）回数Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３、オフセット電圧変化率Ｏｆｓ、後述の値Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｘ、制御信号ＣＮ、ゲイン制御信号ＧＮ、電圧Ｖｄｉ、値Ｎｄｉといった数値や量を記憶、あるいは演算する領域や、無限遠フラグＦｉ、至近フラグＦｃなどのフラグを格納する領域が所定のアドレスに割り付けられている。
【００１１】
また、ＣＰＵ１１には後述する欠け部の存否の判断を行う欠け判定手段、欠け部が存在する場合にその位置を判断する欠け位置判定手段、最大受光素子判定手段及び欠け部の存在による重心の位置ずれを補正する補正手段が備えられている。これらの各手段に用いる各種のデータはデータ保持回路１１ｄに記憶してある。データ保持回路１１ｄは欠け部が不存在のときのデータを予め記憶させるＥＥＰＲＯＭを備えている。このデータ保持回路はＣＰＵ１１に内蔵させるようにしてもよい。データ保持回路としてはＥＥＰＲＯＭではなくＲＯＭでもよい。
【００１２】
シャッタ駆動回路１２は、ＣＰＵ１１の指示でシャッタ１２ａを駆動することにより露出動作を行う。後述のズームテレ駆動スイッチ４２ｂを押すと、ＣＰＵ１１は撮影レンズ駆動回路１３を制御してズームレンズ１３ａを望遠側に駆動する。ズームワイド駆動スイッチ４２ａが押されるとズームレンズ１３ａを広角側に駆動する。どちらのスイッチも押している間だけズームレンズ１３ａを駆動し、離した時点でズームレンズ１３ａが停止する。ズームレンズ１３ａの移動に伴いズーム比が変化し、撮影レンズ鏡筒１３ｂの開放絞り値が変化するため、ＣＰＵ１１はズームレンズ１３ａの移動に連動して後述するズームエンコーダ４５ａ〜４５ｃのコードパターンを読み取り、現在のズーム比を計算し、これをＲＯＭ１１ａに記憶されているテーブルに従ってレンズの開放絞り値Ａｖに変換する。
【００１３】
合焦レンズ駆動回路１４は、露出作動に先立って後述する距離演算手段を含む測距回路１６からの信号に基づき合焦レンズ１４ａを被写体にピントが合う位置まで移動する。測光回路１５は、ＣＰＵ１１の指示により被写体の輝度を測定し、その結果をＣＰＵ１１へ出力する。ＣＰＵ１１はこの結果からＲＯＭ１１ａに記憶されている測光値のテーブルに従って測光値Ｂｖを算出する。測距回路１６は、ＣＰＵ１１の指示により被写体までの距離を測定し、その結果をＣＰＵ１１へ出力する。ＣＰＵ１１は、この結果からＲＯＭ１１ａに記憶されている測距値のテーブル（図７参照）に従って距離Ｄを算出する。液晶駆動回路１７は、ＣＰＵ１１から出力された信号に基づいて液晶パネル１７ａに表示を行う。フィルム給送駆動回路１８は、ＣＰＵ１１の指示でフィルム２１の巻上げ及び巻戻し命令を出す。デート写し込み回路１９は、ＣＰＵ１１の指示でフィルム面の対向側に設けられているＬＥＤ等の発光手段をコントロールしてフィルム面上に日付等を写し込む。
【００１４】
続いて各スイッチの説明に入る。メインスイッチ４１はカメラの動作を可能にするためのプッシュスイッチで、トグル動作を行うことによりこれを１回押すごとにカメラを作動または不作動とする。ズームワイド駆動スイッチ４２ａとズームテレ駆動スイッチ４２ｂは共にプッシュスイッチである。裏蓋スイッチ４８はカメラの裏蓋の開閉を検知するスイッチである。半押しスイッチ４３ａは、公知のレリーズスイッチの半押しすなわち途中まで押下した時点でオンし、全押しスイッチ４３ｂはレリーズスイッチの全押しすなわち十分に押下した時点でオンする。全押しスイッチ４３ｂはレリーズ信号を発生する。
【００１５】
フィルム感度読取スイッチ４４ａ〜４４ｄは、フィルムケース上に印刷されたコードパターンを読み取るためのスイッチである。ＣＰＵ１１は読み取ったコードパターンからフィルム感度Ｓｖを算出する。ズームエンコーダ４５ａ〜４５ｃは、撮影レンズ鏡筒１３ａの鏡筒に印刷されているパターンを電気信号に変えてＣＰＵ１１に出力する。これらはズーム鏡筒の位置を知るために使われる。ＣＰＵ１１は測光値Ｂｖとフィルム感度Ｓｖと開放絞り値Ａｖとから公知のアペックス演算に基づいて最適な露出値を求め、これに基づいて露出駆動を行う。モードスイッチ４６は、１回押すごとに通常撮影、マクロ撮影、セルフタイマ撮影といったカメラの複数のモードを循環的に設定する。
【００１６】
給送検出スイッチ４９は、フィルム２１の巻き上げ、巻戻しの際、移動するフィルム２１のパーフォレーション（コマ送り孔）を検出してパルス状の信号を発生するように構成されている。フィルム２１がカメラに装填された状態でカメラの裏蓋が閉じられたとき裏蓋スイッチ４８がオフする。これを検知するとＣＰＵ１１は、フィルム給送駆動回路１８を作動させることによりフィルム２１を巻き上げる。フィルム２１の給送は、給送検出スイッチ４９のパルス数が所定数だけ入力された時点でフィルム給送駆動回路１８にブレーキ条件を与えることにより終る。また、撮影処理を行った後でフィルム給送駆動回路１８に巻き上げ条件を与え、給送検出スイッチ４９のパルス数が１コマ分の所定数に達した時点でブレーキ条件を与えることにより１コマ分の巻き上げを行う。
【００１７】
また、ＣＰＵ１１、シャッタ駆動回路１２、撮影レンズ駆動回路１３、合焦レンズ駆動回路１４、測光回路１５、測距回路１６、液晶駆動回路１７、フィルム給送駆動回路１８には電池３１が接続されており、それぞれ電源が供給される。電池３１の電圧は電源回路３２によって昇圧される。この昇降圧電圧は電圧検出回路３３により常にモニタされている。電圧検出回路３３の測定結果が所定電圧Ｖｌｏｗ以下になると、ＣＰＵ１１に電圧検出信号Ｌｏを出力し、ＣＰＵ１１はカメラとして電源に負荷のかかる撮影処理やズーム駆動処理、フィルム給送処理、ストロボ充電処理等の動作を禁止する。電圧検出手段の測定結果が電圧Ｖｌｏｗよりも低い所定電圧Ｖｒｅｓ以下になると、ＣＰＵ１１にリセット信号ＲＥを出力し、ＣＰＵ１１はリセット状態となるため一切の動作を行えなくなる。これは、電源電圧の低下に起因するＣＰＵ１１の誤動作を防止する機能を果たす。
【００１８】
この結果、電源電圧が電圧Ｖｒｅｓ以上になると、メインスイッチ４１、ズームワイド駆動スイッチ４２ａ、ズームテレ駆動スイッチ４２ｂ、半押しスイッチ４３ａ、裏蓋スイッチ４８等のＣＰＵ１１の起動スイッチが操作される。これとともにＣＰＵ１１は動作を開始し、あらかじめＲＯＭ１１ａに書き込まれている初期化プログラムを実行する。
【００１９】
次に測距装置について説明する。この測距装置は、受光手段Ｃへの反射光ビームＢＭによる起電力から距離演算手段によりカメラと被写体との間の距離を演算するものである。図２は、距離演算手段を含む測距回路１６（図１参照）の構成を示す回路図である。受光手段Ｃを構成する受光素子（受光セル）Ｃ１〜Ｃ１１はＳＰＤ列であり、各々のＳＰＤの幅は０．１ｍｍ、長さは０．８ｍｍで隣り合うＳＰＤ間の隙間は０．０１ｍｍとなっている。従ってセル列Ｃ１〜Ｃ１１の全体の幅は１．２ｍｍとなる（図３参照）。遠距離側のセルＣ１がもっとも投光素子（手段）５２寄りに、反対に近距離側のセルＣ１１がもっとも投光素子５２から離れるように配置されている。
【００２０】
電流電圧変換回路５３のＩＶ１〜ＩＶ１１は、それぞれセルＣ１〜Ｃ１１の出力電流を電圧に変換して加算器５４に出力する。ＣＰＵ１１は、４ビットの制御信号ＣＮによって加算器５４の出力を制御する。より具体的には、制御信号ＣＮは、受光セルＣ１〜Ｃ１１のうち、受光されているダブルセル（後述）の番号を指している。すなわち、受光しているセルがセルＣ１，Ｃ２及びＣ３，Ｃ４のときには制御信号ＣＮが０及び２となり、スイッチＣＳ１とＣＳ２がオンし、電流電圧変換回路ＩＶ１とＩＶ２の出力の和が出力される。同様にして、制御信号ＣＮが１のときスイッチＣＳ２とＣＳ３とがオンし、電流電圧変換回路ＩＶ２とＩＶ３の出力の和、…、制御信号ＣＮが９のときスイッチＣＳ１０とＣＳ１１とがオンし、電流電圧変換回路ＩＶ１０とＩＶ１１の出力の和というように、加算器５４は制御信号ＣＮの値に基づいて１０通りの出力のうちからいずれか１つを出力する。
【００２１】
カップリングコンデンサ５５は、加算器５４の出力の交流成分のみを増幅回路５６に向けて通過させる。増幅回路５６は、加算器５４の出力を所定のゲインで増幅する。スイッチＧＳ１〜ＧＳ７は、増幅回路５６のゲインを決定するスイッチである。ＣＰＵ１１は３ビットのゲイン制御信号ＧＮによってオペアンプＡｇの帰還抵抗値を変化させ、増幅回路５６のゲインを制御する。より具体的には、ゲイン制御信号ＧＮが０のときスイッチＧＳ１〜ＧＳ７のすべてをオフする。このときのゲインは最大の５１２倍である。ゲイン制御信号ＧＮが１のときスイッチＧＳ１がオンし、このときのゲインは半分の２５６倍である。以下、ゲイン制御信号ＧＮが２のときにはスイッチＧＳ２がオンし、ゲインは１２８倍、…、制御信号ＧＮが７のときにはスイッチＧＳ７がオンし、ゲインは最小の４倍となる。ここでは説明の便宜上、増幅回路５６を構成するアンプＡｇは１つだけ図示してあるが、実際には２つのアンプからなり、そのため入出力の信号の極性は同一である。
【００２２】
スイッチ５７は、増幅回路５６の出力を制御信号ＩＮに基づいて積分回路５８への出力をオンまたはオフする。オペアンプＡｉは積分コンデンサＣｉとともに積分回路５８を構成し、ＣＰＵ１１からの制御信号ＤＣによってスイッチＤＳｗがオンになり、積分コンデンサＣｉの電荷が放電される。電圧ホロワＶＦｉはオペアンプＡｉの出力電圧をインピーダンス変換してアナログ／デジタル（以下「Ａ／Ｄ」という。）コンバータ１１ｃに出力する。Ａ／Ｄコンバータ１１ｃは、８ビットのＡ／Ｄコンバータであり、電圧ホロワＶＦｉの出力電圧をデジタル値に変換してＣＰＵ１１に出力する。Ａ／Ｄコンバータ１１ｃの入力電圧は４．２Ｖであり、これを２５６等分するため、１ディジットあたりの電圧は１６．４ｍＶとなる。
【００２３】
次に、図２の回路の動作を図３および図４に基づいて説明する。なお、以下の説明で、「セル」は１１個ある受光素子のうちの１つを指し、「ダブルセル」とは、上述したようにＣ１，Ｃ２やＣ３，Ｃ４というように隣り合う２つのセルを１まとめにした呼称であり、「対」という語は隣り合う２つのダブルセルの組み合わせを指す。
【００２４】
測距動作は、ゲイン及び使用セル決定、本測距及びオフセット電圧変化率の測定の３段階からなる。最初に、オペアンプＡｉのゲインの決定を以下の手順で行う。なお、この手順の中で、本測距において使用される測距ダブルセル対も決定される。まず、ＣＰＵ１１は制御信号ＣＮに１を出力し、信号光の投光に先立ってセルＣ２とＣ３のダブルセルを選択し、これらの和電圧が加算器５４の出力となるように制御する。次にスイッチＧＳ１〜ＧＳ７をすべてオフにする。このとき、オペアンプＡｇの帰還抵抗値は最大であり、したがってオペアンプＡｇのゲインも最大になっている（図４のＴａ）。
【００２５】
ここでＣＰＵ１１は、投光信号ＥＭを発生し、これにより投光回路５１は所定回数Ｎｇｓ（例えば１０回）の駆動パルスを発し、それを受けて投光手段５２が被写体に向けてパルス光を投光する。最初は受光セルＣ２，Ｃ３の出力が電流から電圧に変換され、増幅回路５６で増幅したものを積分回路５８で積分する。さらに、その出力電圧Ｖｉｎｔを電圧ホロワＶＦｉでインピーダンス変換した後、Ａ／Ｄコンバータ１１ｃに出力する。ここでＣＰＵ１１は、投光開始に伴う各アンプの立ち上り時間の確保と電源変動の影響とを軽減するため、投光を開始してから時間Ｔ１（例えば１０μｓ）を経過するまでスイッチ５７をオフしておき、時間Ｔ１を経過した時点で制御信号ＩＮを発生してスイッチ５７を時間Ｔ２（例えば１０μｓ）だけオンする。それが終わると投光および積分を停止して、時間Ｔ３（例えば２００μｓ）だけ待機する。この動作を所定回数にわたって繰り返す。ＣＰＵ１１はこの電圧Ｖｉｎｔを予め設定している電圧Ｖｇｓと比較し、電圧Ｖｇｓよりも大きければスイッチＧＳ１、ＧＳ２、…、ＧＳ７の順にスイッチをオンしてゲインを下げ、再び信号光の投光を繰り返す。ここで電圧Ｖｇｓは１６ディジット、すなわち約２６０ミリボルトに設定されている。
【００２６】
なお、図４の「ＧＳ」は、オンしているスイッチの番号である。すでに述べたように、スイッチの番号が「０」のときはスイッチＧＳ１〜ＧＳ７がすべてオフしていることを示し、「１」ならばスイッチＧＳ１がオンし、「７」ならばスイッチＧＳ７がオンしていることを示す。また、「ＣＮ」は、制御信号ＣＮの値で現在選択しているダブルセルを表している。すでに述べたように、制御信号ＣＮが０のときはセルＣ１とＣ２からなるダブルセルを、制御信号ＣＮが１のときはセルＣ２とＣ３からなるダブルセルを、以下同様にして、制御信号ＣＮが０から９まで合計１０通りのダブルセルを選択する。
【００２７】
投光回路５１が所定回数Ｎｇｓだけ投光した結果、電圧Ｖｉｎｔが電圧Ｖｇｓよりも小さくなったときは、このときの制御信号ＣＮ、ゲイン制御信号ＧＮ、電圧Ｖｉｎｔ、パルス数の値Ｎｅをそれぞれ図５に示すテーブルのように記憶する。そして次のダブルセルであるセルＣ３とＣ４とを選択し直して信号光の投光から繰り返す。また、回数Ｎｇｓだけ投光する以前に電圧Ｖｉｎｔが電圧Ｖｇｓを超えてしまった場合、ゲイン制御信号ＧＮが７未満であればゲインが大きすぎるのでゲイン制御信号ＧＮに１を加えてゲインを下げる。ゲイン制御信号ＧＮがすでに７になっている場合は、これ以下のゲインに設定することは不可能であり、やはりこのときの制御信号ＣＮ、ゲイン制御信号ＧＮ、電圧Ｖｉｎｔ、値Ｎｅをそれぞれ図５に示すテーブルのように記憶する。
【００２８】
図３では、反射光ビームＢＭがセルＣ３〜Ｃ６にかかっており、そのためセルＣ４とＣ５からなるダブルセルの出力が最大になっている。測距対象の受光素子を決定する最大受光素子判定手段は、図３からも明らかなように、セルＣ３およびＣ４のダブルセル（ＣＮ＝２）と、セルＣ５及びＣ６のダブルセル（ＣＮ＝４）とを測距ダブルセル対として決定する。このように、測距ダブルセル対のそれぞれの制御信号ＣＮは必ず２だけ異なる。反射光ビームＢＭの直径はここでは０．３５ｍｍとなっているが、被写体距離によってその値は異なり、およそ０．３５〜０．４０ｍｍ程度になるように光学系が調整されている。したがって測距に使用するセルの数は４個で十分である。
【００２９】
このようにして制御信号ＣＮが１〜８、すなわちセルＣ２とＣ３のダブルセルからセルＣ１０とＣ１１のダブルセルまでのゲイン決定情報がＲＡＭ１１ｂ内のテーブル（図５参照）に記憶されると、最後に次のように測距ダブルセル対を決定する。まず、ゲイン制御信号ＧＮが７に達しているダブルセルがある場合は、値Ｎｅが最も小さいダブルセルを中央に含むダブルセル対を測距ダブルセル対とする。ゲイン制御信号ＧＮが７に達しているダブルセルが複数あり、しかもパルス数の値Ｎｅがすべて回数Ｎｇｓであれば、電圧Ｖｉｎｔが最も大きいダブルセルを中央に含むダブルセル対を測距ダブルセル対とする。また、ゲイン制御信号ＧＮが７に達しているセルがない場合には、このゲイン制御信号ＧＮの大きいダブルセル、すなわち最も低いゲインで投光動作を終えたダブルセルの中で、電圧Ｖｉｎｔが最も大きいダブルセルを中間に含むダブルセル対を測距ダブルセル対と決定する。
【００３０】
図５の場合は制御信号ＣＮが３〜８まで、すなわちセルＣ４とＣ５のダブルセルからセルＣ９とＣ１０のダブルセルまでがゲイン制御信号ＧＮは７であり、最大ゲインで投光動作を行っている。この中で、パルス数の値Ｎｅは８、１０の２通りがあり、制御信号ＣＮが３のときの値Ｎｅが最も小さい。制御信号ＣＮが３のときのダブルセルはセルＣ４とＣ５の組み合わせたものであるから、これらを中間に含むダブルセル対といえばセルＣ３とＣ４、それにセルＣ５とＣ６のダブルセル対であり、このダブルセル対を測距ダブルセル対として次の本測距動作に使用する。また、本測距動作に使用するゲインは、ＲＡＭ１１ｂのゲイン決定情報の中で最も低いゲインを使用する。
【００３１】
このようにして測距ダブルセル対が決定されたら次に本測距を行う。ＣＰＵ１１はまず、測距ダブルセルの一方（この例ではセルＣ３およびＣ４）の出力の和電圧が加算器５４の出力となるように制御し、制御信号ＤＣを出力してスイッチＤＳｗをオンにし、積分コンデンサＣｉに残っている電荷をすべて放電する。その後、投光信号ＥＭを出力し、投光回路５１から被写体に向けてゲイン決定の場合と同様のパルス光を投光する（図４のＴｃ）。このときの加算器５４の出力をオペアンプＡｇで増幅し、さらに積分回路のオペアンプＡｉで積分したうえで、電圧ホロワＶＦｉでＡ／Ｄコンバータ１１ｃに出力する。ＣＰＵ１１はＡ／Ｄコンバータ１１ｃの出力電圧Ｖｉｎｔを予め設定してある電圧Ｖｔｈと比較し、電圧Ｖｉｎｔが電圧Ｖｔｈ以上となった場合にパルス光の投光を終了し、ここまでの投光回数をＫ１としてＲＡＭ１１ｂの適切なアドレスに保存する（図４のＴｄ）。ここで電圧Ｖｔｈは５６ディジット、すなわち約９２０ｍＶに設定されている。これを測距ダブルセルの他方（この例ではセルＣ５およびＣ６のダブルセル）に対しても同様な動作を繰り返し（図４のＴｅ）、これを回数Ｋ２としてＲＡＭ１１ｂの適切なアドレスに保存する（図４のＴｆ）。
【００３２】
ここで、二次光が受光素子に入射した場合を考える。通常、二次光は反射光ビームＢＭよりもずっと弱い光で受光ビームとは離れた位置に入射する。従って、ＰＳＤなどのように連続的に出力が得られる受光素子、あるいはすべてのＳＰＤを測距に使用すると、二次光の影響による信号電流を分離することは不可能である。しかし、本形態例の測距装置においては、測距時に測距ダブルセル対以外のセルの出力は使用しないようにしてあるため、測距結果に二次光の影響が現れることはほとんどない。
【００３３】
最後にオフセット電圧の影響を除去するため、オフセット電圧変化率Ｏｆｓの測定を行う。まずスイッチＤＳｗをオンして積分コンデンサＣｉに残っている電荷をすべて放電した後、スイッチ５７をオンし、投光回路５１によって投射することなく、外来光のみを所定時間Ｔｏｆｓにわたって積分動作を行わせる（図４のＴｇ）。このときオペアンプＡｇとオペアンプＡｉのドリフト電流の影響で積分コンデンサＣｉの端子間に電位差が現れ、積分コンデンサＣｉの端子間電圧Ｖｉｎｔは正または負に変化する。時間Ｔｏｆｓを経過後、スイッチ５７をオフし、電圧Ｖｉｎｔを時間Ｔｏｆｓで除算して単位時間当たりのオフセット電圧変化率Ｏｆｓを算出する（図４のＴｈ）。
【００３４】
続いてＲＡＭ１１ｂに保存されている投光回数Ｋ１から、次の式（１）に従って値Ｎ１を、投光回数Ｋ２から式（２）に従って値Ｎ２をそれぞれ算出する。
Ｎ１＝（Ｖｔｈ×Ｋ１）／（Ｖｔｈ−Ｏｆｓ×Ｋ１×Ｔ２）          （１）
Ｎ２＝（Ｖｔｈ×Ｋ２）／（Ｖｔｈ−Ｏｆｓ×Ｋ２×Ｔ２）          （２）
以上のようにして値Ｎ１、Ｎ２及びオフセット電圧変化率Ｏｆｓが求まると、ＣＰＵ１１は、ＲＡＭ１１ｂからこれらの値を読み出し、次式（３）に基づいて本測距データの値Ｘを求める。
Ｘ＝Ｎ１／（Ｎ１＋Ｎ２）                                        （３）
投光回数Ｋ１，Ｋ２から値Ｎ１，Ｎ２を求める原理を図６に示してある。例えば回数Ｋ１だけ投光して電圧Ｖｔｈに到達した場合、そこには増幅回路５６や積分回路５８のドリフト電流の影響によるオフセット電圧が不可避的に含まれている。これがＯｆｓ・Ｋ１・Ｔ２で示される電圧分である。従って、オフセット電圧がなければ、値Ｎ１だけ投光しないと電圧Ｖｔｈには達しないはずである。この値Ｎ１は三角形の相似の原理により、式（１）のようにして求められる。値Ｎ２も回数Ｋ２から同様にして求められる。オフセット電圧分は正の場合も負の場合もあり得るが、上に述べた原理によりいずれも同じ式で求められる。上記の値Ｘが求まると、ＣＰＵ１１は図７に示すＲＯＭ１１ａ内の測距ダブルセル対に対応したテーブル（図７参照）を参照して被写体までの距離（Ｄ）を求める。
【００３５】
次に測距用の反射光について欠け部の存否の判定及び欠け部が存在する場合の測距の補正について説明する。既述してあるように、本発明に係る測距は、被写体からの反射光が並設された受光素子（受光セル）に受光されたときの反射光ビームの重心の位置から算出されるものである（図３参照）。ここでもしも、反射光ビームＢＭの右側に欠け部ｄが存在する場合（右欠け）には、重心の位置は左方に移動し、左側に欠け部がある場合（左欠け）には重心の位置は右方に移動していることになる（図１４参照）。このような重心の位置のずれは、既述したように測距精度を低下させ、これを使用したカメラによる撮影においては「ピンボケ」の原因となる。ここで欠け部の存否の判定をした結果、欠け部が存在する場合には、これらの欠け部の存在位置を判定し、さらにこれにより生じた重心位置のずれを補正する必要がある。
【００３６】
図８は、欠け部の存否の判定、さらには本測距で求めた被写体距離を補正する場合のデータの作り方を示している。同図は（ａ）、（ｂ）ともに受光セルＣ１〜Ｃ１１を並列してなる受光手段Ｃに反射光ビームＢＭが受光されている状態を示すもので、いずれも図３と対応するものである。受光手段Ｃの下方の破線と直交するように描かれている長方形は、それぞれ各ダブルセルに対するデータ採取の状態を示している。各ダブルセルの番号ＣＮは左から順に０，１，…９となっているが、各データ値はこのＣＮの番号に対応して記録される。
【００３７】
同図（ａ），（ｂ）には、それぞれ３種類のデータが３段に示されているが、上段のデータは本測距のときの測距ダブルセル対のデータＤ，Ｄを示しており、既述したようにここではダブルセルＣ３，Ｃ４（ＣＮ＝２）とダブルセルＣ５，Ｃ６（ＣＮ＝４）でデータを取っている。これらのデータはＲＡＭ１１ｂに記憶されている（図１，２参照）。中段に示されているデータは、欠け判定を行うときの欠け判定データＤｊ（Ｄｊ１，Ｄｊ２，Ｄｊ３）であり、欠け判定データＤｊ１，Ｄｊ２は測距ダブルセル対のデータＤ，Ｄを使用し、欠け判定データＤｊ３は本測距で使用した複数のセルの中間に位置するセル（Ｃ４又はＣ５）を含むダブルセルＣ４，Ｃ５（ＣＮ＝３）のデータを使用するようにしてある。これらのデータ値もＲＡＭ１１ｂに記憶される。欠け判定データＤｊ３は、上述した本測距時と同様な方法でデータを得るため、詳しい説明は省略する。欠け判定データＤｊ３を得るときは、本測距で使用した複数のセルの中間に位置するセルを含むため、ゲインは本測距で採用したゲインをそのまま採用しても問題はなく、本測距のゲインを使用する。このため、欠け判定データＤｊ３を得るときはゲイン決定のための投光は必要ない。そして、欠け判定データＤｊ３は、本測距で使用した複数のセルの中間に位置するセルを含むため、最も光量が多い位置のセルのデータを取ることになり、電圧Ｖｉｎｔが電圧Ｖｔｈ以上となるのは本測距で得たデータＤよりも少ない投光回数Ｋ３で済む。光量が多いため、測定精度が上がり、また、本測距データを使用するため、データＤｊ１，Ｄｊ２得るための投光やゲイン決定のための投光も必要なく、また、電圧Ｖｔｈ以上となるまでの投光回数も少ないため、欠け判定データＤｊ３の取得は、短時間で済ますことができ、測距時間の短縮と正確な測距を行うことができる。
【００３８】
そして、本測距時と同様にＣＰＵ１１は、ＲＡＭ１１ｂに保存されている投光回数Ｋ３から、式（４）に従って値Ｎ３を算出する。
Ｎ３＝（Ｖｔｈ×Ｋ３）／（Ｖｔｈ−Ｏｆｓ×Ｋ３×Ｔ２）          （４）
下段に示されている１対のデータは補正データＤｃ（Ｄｃ１〜Ｄｃ４）であり、反射光ビームＢＭに欠け部ｄが存在すると判定された場合に、欠け部の存在による反射光の重心位置を補正するためのデータである。補正データＤｃは本測距データ及び欠け判定データより作られるものであるが、右欠けの場合には重心を右側に寄せるため、同図（ａ）に示すように、左寄りのセルであるＣ３，Ｃ４セル及びＣ４，Ｃ５セル上に作られる。これは、本願発明の測距の方法は２つのダブルセルを取り上げ、ダブルセルの距離データの比をとって求めていることから、Ｄｃ１がＣ３，Ｃ４に、Ｄｃ２がＣ４，Ｃ５というように左寄りの距離データをとるようにしたものである。これによりＣ４，Ｃ５の受光量が多くなるため、見かけ上この補正データは右寄りに重心が来ているデータとなる。このため、この補正データを使用すると右欠けのために左寄りにずれた重心を右寄りに補正することが可能になる。
【００３９】
同様に左欠けの場合には、補正データＤｃは重心を左側に寄せるため、同図（ｂ）に示すように、右寄りのセルであるＣ５，Ｃ６セル上にＤｃ３が作られ、Ｃ４，Ｃ５セルにＤｃ４が作られる。これらの補正データＤｃは、同図（ａ）の左側の補正データＤｃ１、同図（ｂ）の右側の補正データＤｃ３は、上段の本測距データＤの一方をそのまま転用可能で、補正データＤｃ２又はＤｃ４は中段の欠け判定データＤｊ３をそのまま転用可能なため、データ作成のために改めて投光する必要はなく測距時間を短縮させることができる。
【００４０】
図９は、欠け判定手段による上記欠け部の存否の判定をするための線図であり、横軸に測定距離の逆数（１／ｍ）、縦軸に測距データ（パルス数）をとってある。図中に描かれた８本のラインのうち、実線で描かれているラインＬ１及び破線で描かれているラインＬ２，Ｌ３の３本の斜線は、欠け部が存在しない場合におけるデータ値を示している。ここでラインＬ１のデータ値は本測距データの値Ｘと同じＮ１／（Ｎ１＋Ｎ２）、ラインＬ２のデータ値はＮ１／（Ｎ１＋Ｎ３）、そしてラインＬ３のデータ値はＮ３／（Ｎ２＋Ｎ３）で示される。また、次の３本の斜線、すなわち、実線で描かれているラインＬ４及び破線で描かれているラインＬ５，Ｌ６は、図８のように１／４ほど欠け部が存在する場合における判定用データを示している。同様にしてラインＬ４のデータ値はＮ１／（Ｎ１＋Ｎ２）、ラインＬ５のデータ値はＮ１／（Ｎ１＋Ｎ３）、そしてラインＬ６のデータ値はＮ３／（Ｎ２＋Ｎ３）で示される。ここでデータ値Ｎ１はセルＣ３，Ｃ４（ＣＮ＝２）から採取したものであり、同じくデータ値Ｎ２はセルＣ５，Ｃ６（ＣＮ＝４）から採取したものである。また、データ値Ｎ３はセルＣ４，Ｃ５（ＣＮ＝３）から採取したもので、反射光ビームＢＭが最も多く当たっているものとなっている（図１０参照）。
【００４１】
また、図９の最下部に１点鎖線で描かれているラインＬ７は、ラインＬ２で示すデータとラインＬ１で示すデータとの差を示すものであり、その上方にこれも１点鎖線で描かれているラインＬ８は、ラインＬ５で示すデータとラインＬ６で示すデータとの差を示している。ラインＬ７とラインＬ８とを比較すると明らかなように、反射ビームＢＭに欠け部ｄが存在すると、両者のデータに差ΔＮ＝｛Ｎ１／（Ｎ１＋Ｎ３）｝―｛Ｎ３／（Ｎ２＋Ｎ３）｝ができる。そして、欠け部が大きくなるとその差も大きくなる。そこで欠け判定手段はこの差ΔＮがＲＯＭに記憶してある所定値よりも大きくなったら欠け部が存在するものと判断する。欠け判定手段はこの差ΔＮを算出し、ΔＮが所定値よりも小さい時には、欠け部なしと判定して直ちに合焦レンズ駆動回路（図１参照）に駆動信号を出力し、通常撮影に入る。これに対しΔＮの値が所定値よりも大きいときには欠け部があると判断して次の欠け位置判定に移る。
【００４２】
次に図１２を用いて欠け位置判定手段による反射光の欠け部の位置を判定する手順について説明する。図１２は横軸にゲインをとり、縦軸に測距データ（パルス数）をとってある。同図で中央部の実線Ｚ５は欠け部が存在しない場合の測距データを表しており、この値はデータ保持回路１１ｄ中に記憶されている。これに対して上方に位置する破線Ｚ６は反射光ビームＢＭの左側が欠けている場合（左欠け）のデータの一例を示し、下方に位置する破線Ｚ７は反射光ビームの右側が欠けている場合（右欠け）のデータの一例を示している。
【００４３】
データ保持回路１１ｄには、測距データに対しての標準ゲインが記憶されており、距離データがＡである場合における標準ゲインはＧとなる。これに対し、欠け部が存在する場合には、反射光の強さが記憶値と異なり、ゲインがＧ１となるか又はＧ２となって表われる。例えばＧが６４倍のとき、本測距で使用したゲインがＧ１であったとする場合でＧ１が１２８倍であったとする。すると、返ってきた反射光が標準より弱いことがわかるので、被写体の距離は本測距で得た距離より遠いと判断できるため、左欠けであると判断できることを示している。これに対し本測距で使用したゲインがＧ２だったとした場合で、Ｇ２が４倍であったとすると反射光が標準より強いことがわかるので、被写体の距離は本測距で得た距離より近いと判断できるため、右欠けであると判断できることを示している。
【００４４】
こうして欠け部の存否及び欠け部の存在位置が検出されたら、次に補正手段を用いて反射光の重心の位置を補正する。まず、欠け位置判定手段による検出結果が右欠けである場合には、図８（ａ）に示すように、左寄りのセルを使用して２つの補正データＤｃ１，Ｄｃ２を作成する。このうちＤｃ１は本測距データとして、Ｄｃ２は欠け判定データとして既に記憶してあるので、その値を利用する。すなわちＤｃ１は本測距時の受光セルＣ３，Ｃ４のデータをそのまま転用し、Ｄｃ２は欠け判定データＤｊ３（受光セルＣ４，Ｃ５のデータ）をそのまま転用するようにすればよい。そして、本測距で得た測距データにこの補正データを加え、これを２で除した商を測距結果とする。
【００４５】
図８（ｂ）は、左欠けの場合の補正要領を示している。手順としては上記右欠けの場合と同様であるが、図に示すように左欠けの場合は、右寄りの２つの補正データＤｃ３，Ｄｃ４を作成する。このうち補正データＤｃ３は本測距時のセルＣ５，Ｃ６のデータをそのまま転用することができ、補正データＤｃ４は欠け判定データＤｊ３（受光セルＣ４，Ｃ５のデータ）をそのまま転用するようにすればよい。そして、上記の右欠けと同様の処理が行われる。ＣＰＵ１１は、この補正された測距結果を受けてレンズ駆動回路１３に駆動信号を出力し、ズームレンズ１３ａを動作させることにより正しい被写体距離で撮影可能となる（図１参照）。
【００４６】
上述したように、欠け部の存否の判定、欠け位置の判定、測距距離の補正という順で補正を行ってきた理由は、反射光の欠け部を確実に判定するためである。例えば、欠け部の存否の判定をデータ保持回路１１ｄに記憶されている標準ゲインを使用して判定することも不可能ではない。つまり、被写体距離により反射光の当たるセルが概ね決まってくるため、どこのセルに反射光が当たっているかがわかれば、被写体までのおおよその距離がわかる。このときのこのおおよその距離における使用ゲインは記憶されている標準ゲインと一致するはずなので、一致しなかった場合に反射光に欠け部があると判断することも可能である。しかし、このようにゲインを使用して欠け部の判断をすることは被写体の反射率によっては誤判断を起こすため、上述のように欠け部の存否の判断は欠け判定データをとってから行うようにしている。
【００４７】
上記の説明においては、ゲイン決定の際にはすべてのダブルセルに対して投光を行なっているが、ゲインを最小にするセルが見つかった時点で、ゲイン決定動作を終了するようにすれば、測距動作にかかる時間がより短かくてすむ。また、比較用のデータは全てを記憶させずに演算によって求めるようにしてもよい。また、本形態例ではゲインを８段階にしてあるが、これは８段階に限るものではない。また、補正データに係数をかけて欠け量に応じて補正データ対応させるようにしてもよい。また、被写体距離に応じて補正データを変化させるようにしてもよい。また、欠け位置判定に使用するデータ保持回路１１ｄに記憶されている標準ゲインは、補正を遠寄りに判断されやすいように近側にずらして記憶させてもよい。この場合、本実施例では図１２のＺ５をＺ７寄りにずらすようにする。また、本実施の形態では欠け位置判定まで行っていたが、欠け判定段階までやり欠け位置判定を行わず、欠けがあると判断したら、右欠けでも左欠けでもピントが合うように本測距の値に一定の補正をかけるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本実施例の測距装置を使用したカメラのブロック図である。
【図２】本実施例の測距装置の回路図である。
【図３】本実施例の受光素子セルとセル面上における受光ビームを示す図である。
【図４】本実施例のシーケンス図である。
【図５】本実施例のゲイン決定動作に使用するＲＡＭ内のテーブルである。
【図６】本実施例のオフセットの算出原理を説明する説明図である。
【図７】本実施例のＲＯＭに内蔵されるテーブルである。
【図８】受光素子と欠け判定及び補正データの取り方を示す説明図であり、（ａ）は右欠けの場合、（ｂ）は左欠けの場合を示している。
【図９】欠け判定手段による欠け部の存否を判定するデータを示す線図である。
【図１０】欠け判定手段による欠け判定データの採取状態を示す説明図である。
【図１１】本実施例のシーケンス図のうち、欠け判定及びデータ補正の区間を示すシーケンス図である。
【図１２】欠け位置判定手段による欠け位置を判定するプロセスを示す説明図である。
【図１３】従来技術における欠け判定データ及び補正データの取り方を示す説明図であり、（ａ）は右欠け、（ｂ）は左欠けの場合を示している。
【図１４】欠け部の存在と反射光の重心の位置との関係を示す説明図であり，（ａ）は右欠け、（ｂ）は左欠けの場合を示している。
【符号の説明】
【００４９】
Ｃ            受光手段
Ｃ１〜Ｃ１１  受光素子（受光セル）
ｄ            欠け部
ＥＭ          反射光（投光）ビーム
Ｄ            本測距データ
Ｄｃ          補正データ
Ｄｊ          欠け判定データ
１１          制御回路（ＣＰＵ）
１１ｄ        データ保持回路
１６          距離演算手段（測距回路）
５２          投光手段
【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】
2005043734.tif 000012
【図１１】
2005043734.tif 000013
【図１２】
2005043734.tif 000014
【図１３】
2005043734.tif 000015
【図１４】
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