(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、
を備え、
前記制御手段は、
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、
この第１の測距値が第１の基準距離より大きいときに更に、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、
前記第２の測距値から前記第1の測距値を減算した値が所定値より大きいときに、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る前記積分信号に基づいて検出される第３の測距値および前記第２の測距値に基づいて前記測距対象物までの距離を求め、
前記第２の測距値から前記第1の測距値を減算した値が所定値以下であるときに、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４の数に設定して前記積分手段から出力される前記積分信号に基づいて検出される第４の測距値および前記第１の測距値に基づいて前記測距対象物までの距離を求める、
ことを特徴とする測距装置。
【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、
外光輝度を測定する輝度測定手段と、
を備え、
前記制御手段は、
前記輝度測定手段により測定された外光輝度が所定輝度値より小さいときには、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、
この第１の測距値が第１の基準距離より大きいときに更に、前記クランプ信号を前記第１のレベルと異なる第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、
前記第１および前記第２の測距値のうち前記クランプ信号が小さいレベルの場合の測距値から前記クランプ信号が大きいレベルの場合の測距値を減算した値が所定値より大きいときに、前記クランプ信号を前記小さい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る前記積分信号に基づいて検出される第３の測距値および前記第２の測距値に基づいて前記測距対象物までの距離を求め、
前記第１および前記第２の測距値のうち前記クランプ信号が小さいレベルの場合の測距値から前記クランプ信号が大きいレベルの場合の測距値を減算した値が所定値以下であるときに、前記クランプ信号を前記大きい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４の数に設定して前記積分手段から出力される前記積分信号に基づいて検出される第４の測距値および前記第１の測距値に基づいて前記測距対象物までの距離を求め、
前記輝度測定手段により測定された外光輝度が前記所定輝度値以上であるときには、前記クランプ信号を前記大きいレベルに設定し、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所定数に設定して、前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて測距値を検出し、この測距値に基づいて前記測距対象物までの距離を求める、
ことを特徴とする測距装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記第１の測距値が第２の基準距離（＜第1の基準距離）より大きく前記第１の基準距離以下であるときに、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５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５の測距値を検出し、第５の測距値および前記第１の測距値に基づいて前記測距対象物までの距離を求め、
前記第１の測距値が前記第２の基準距離以下であるときに、前記第１の測距値に基づいて前記測距対象物までの距離を求める
ことを特徴とする請求項１または２に記載の測距装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記第２の数および前記第３の数に応じて前記第２の測距値および前記第３の測距値を加重平均して前記測距対象物までの距離を求めることを特徴とする請求項１記載の測距装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記第１の数および前記第４の数に応じて前記第１の測距値および前記第４の測距値を加重平均して前記測距対象物までの距離を求めることを特徴とする請求項１記載の測距装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記第１の数および前記第５の数に応じて前記第１の測距値および前記第５の測距値を加重平均して前記測距対象物までの距離を求めることを特徴とする請求項３記載の測距装置。
【請求項７】
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、
を備え、
前記制御手段は、
前記クランプ信号のレベルＩｃ１、Ｉｃ２、およびＩｃ３（Ｉｃ１＞Ｉｃ２＞Ｉｃ３）と前記積分手段における出力比信号の積算期間Ｎ１、Ｎ２、およびＮ３とをそれぞれ対応付けて設定して、前記複数のレベルそれぞれに対してそれぞれ設定された積算期間を用い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測距値Ｄ１、Ｄ２、およびＤ３を検出し、
測距値Ｄ３から測距値Ｄ１を減算した値が所定値以上である場合には、クランプ信号Ｉｃ３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を積算期間Ｎ４（＞Ｎ３）に設定して、そのときの前記積分手段から出力された前記積分信号に基づいて検出される測距値Ｄ４および前記測距値Ｄ３に基づいて前記測距対象物までの距離を求め、
測距値Ｄ３から測距値Ｄ１を減算した値が所定値以上ではない場合であって、測距値Ｄ２から測距値Ｄ１を減算した値が第２の所定値より大きい場合には、クランプ信号のレベルＩｃ２およびその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積算期間Ｎ５（＞Ｎ２）と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検出される測距値Ｄ５および前記測距値Ｄ２に基づいて前記測距対象物までの距離を求め、
測距値Ｄ３から測距値Ｄ１を減算した値が所定値以上ではない場合であって、測距値Ｄ２から測距値Ｄ１を減算した値が第２の所定値より大きくない場合には、クランプ信号のレベルＩｃ１およびその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積算期間Ｎ６（＞Ｎ１）と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検出される測距値Ｄ６および前記測距値Ｄ１に基づいて前記測距対象物までの距離を求める
ことを特徴とする測距装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記測距値Ｄ３および前記測距値Ｄ４を、前記積算期間Ｎ３およびＮ４に基づいて加重平均して前記測距対象物までの距離を求めることを特徴とする請求項７記載の測距装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記測距値Ｄ２および前記測距値Ｄ５を、前記積算期間Ｎ２およびＮ５に基づいて加重平均して前記測距対象物までの距離を求めることを特徴とする請求項７記載の測距装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、前記測距値Ｄ１および前記測距値Ｄ６を、前記積算期間Ｎ１およびＮ６に基づいて加重平均して前記測距対象物までの距離を求めることを特徴とする請求項７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】
従来より、このようなアクティブ型の測距装置として、図１９に示すものが知られている。図１９は、第１の従来技術に係る測距装置の構成図である。
【０００４】
この図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２０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２１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２４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２２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２３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２２、図２３）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２２、図２３）は、共に、第１の従来技術に係る測距装置（図１９、図２１）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２２）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１９、図２１）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２３）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２２）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２４〜図２７に示した計算結果を用いて説明する。
【００１３】
図２４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２５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２６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２７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２１）では、図２４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２５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２６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２７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２５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２１）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２８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２９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２８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２４に示したものと比べて改善されている。一方、図２９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３０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、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３２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３３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】
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】
本発明に係る測距装置は、(1) 測距対象物に向けて光束を投光する投光手段と、(2) 測距対象物に投光された光束の反射光を、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、(3) 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、遠側信号のレベルがクランプ信号のレベル以上の場合には遠側信号を出力し、そうでない場合にはクランプ信号を出力するクランプ手段と、(4) 近側信号と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、(5) 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、(6) 投光手段における光束の投光、クランプ手段におけるクランプ信号のレベルおよび積分手段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、積分手段から出力された積分信号に基づいて測距値を検出する制御手段とを備える。
【００２１】
そして、上記制御手段は、(1) クランプ信号を第１のレベルに設定し、積分手段における出力比信号の積算期間の総和を第１の数に設定して、積分手段から出力された積分信号に基づいて第１の測距値を検出し、(2) この第１の測距値が第１の基準距離より大きいときに更に、クランプ信号を第１のレベルより小さい第２のレベルに設定し、積分手段における出力比信号の積算期間の総和を第２の数に設定して、積分手段から出力された積分信号に基づいて第２の測距値を検出し、(3) 前記第２の測距値から前記第1の測距値を減算した値が所定値より大きいときに、クランプ信号を第２のレベルに設定し積分手段における出力比信号の積算期間の総和を第３の数に設定して積分手段から出力される積分信号に基づいて検出される第３の測距値に基づいて測距対象物までの距離を求め、前記第２の測距値から前記第1の測距値を減算した値が所定値以下であるときに、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４の数に設定して前記積分手段から出力される前記積分信号に基づいて検出される第４の測距値および前記第１の測距値に基づいて前記測距対象物までの距離を求めることを特徴とする。
【００２２】
この測距装置は以下のように作用する。投光手段から測距対象物に向けて出力された光束は、その測定対象物で反射し、その反射光は、受光手段により、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され、その受光位置に基づいて、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と、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とが出力される。クランプ手段により、この遠側信号がクランプ信号のレベルと大小比較され、遠側信号のレベルがクランプ信号のレベル以上の場合には、遠側信号が出力され、そうでない場合には、当該クランプ信号が出力される。演算手段により、近側信号とクランプ手段から出力された信号との比が演算されて出力比信号が出力される。その出力比信号は積分手段により積算されて積分され、その積分結果に応じた積分信号が出力される。制御手段により、これらの動作が制御されるとともに、積分手段から出力された積分信号に基づいて測距値が検出される。より具体的には以下のように作用する。なお、ここでは、遠距離になるほど測距値が小さくなる条件で説明を行う。
【００２３】
先ず、クランプ信号を第１のレベルに設定し、積分手段における出力比信号の積算期間の総和を第１の数に設定して、積分手段から出力された積分信号に基づいて第１の測距値を検出する。この第１の測距値が第１の基準距離より大きいときに更に、クランプ信号を第１のレベルより小さい第２のレベルに設定し、積分手段における出力比信号の積算期間の総和を第２の数に設定して、積分手段から出力された積分信号に基づいて第２の測距値を検出する。なお、第２の数は第１の数と同一であってもよいし異なってもよい。
【００２４】
そして、前記第２の測距値から前記第1の測距値を減算した値が所定値より大きいときに、クランプ信号を第２のレベルに設定し、積分手段における出力比信号の積算期間の総和を第３の数に設定して、積分手段から出力された積分信号に基づいて第３の測距値を検出し、この第３の測距値および第２の測距値に基づいて測距対象物までの距離を求める。すなわち、この場合には、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と判断され、クランプ信号の値を小さく設定して測距を行うことにより、その距離を精度よく求めることができる。
【００２５】
なお、クランプ信号を第２のレベルより小さい第３のレベルに設定し、積分手段における出力比信号の積算期間の総和を所定数に設定し、積分手段から出力された積分信号に基づいて測距値を検出して、この測距値から第２の測距値を減算した差が所定値より大きいときに該測距値に基づいて測距対象物までの距離を求めてもよい。同様に、クランプ信号を更に小さい第４のレベルに設定してもよい。このように、クランプ信号を多数のレベルそれぞれに設定して各測距値を求め、これら各測距値の間の差を求めることにより、測距対象物の反射率を多段階に判定することができるので、測距対象物までの距離を更に精度よく求めることができる。
また、前記第２の測距値から前記第1の測距値を減算した値が所定値以下であるときに、クランプ信号を第１のレベルに設定し積分手段における出力比信号の積算期間の総和を第４の数に設定して積分手段から出力される積分信号に基づいて検出される第４の測距値に基づいて測距対象物までの距離を求めることを特徴とする。この場合には、所定値以下であるときに、クランプ信号を第１のレベルに設定し、積分手段における出力比信号の積算期間の総和を第４の数に設定して、積分手段から出力された積分信号に基づいて第４の測距値を検出し、この第４の測距値および第１の測距値に基づいて測距対象物までの距離を求める。
【００２６】
また、本発明に係る測距装置は、外光輝度を測定する輝度測定手段を更に備える。そして、制御手段は、輝度測定手段により測定された外光輝度が所定輝度値より小さいときには、(1) クランプ信号を第１のレベルに設定し、積分手段における出力比信号の積算期間の総和を第１の数に設定して、積分手段から出力された積分信号に基づいて第１の測距値を検出し、(2) この第１の測距値が第１の基準距離より大きいときに更に、クランプ信号を第１のレベルと異なる第２のレベルに設定し、積分手段における出力比信号の積算期間の総和を第２の数に設定して、積分手段から出力された積分信号に基づいて第２の測距値を検出し、(3) 第１および第２の測距値のうちクランプ信号が小さいレベルの場合の測距値に対してクランプ信号が大きいレベルの場合の測距値が所定値以上遠距離であるときに、クランプ信号を上記小さいレベルに設定し積分手段における出力比信号の積算期間の総和を第３の数に設定して積分手段から出力される積分信号に基づいて検出される第３の測距値および第２の測距値に基づいて測距対象物までの距離を求める。一方、輝度測定手段により測定された外光輝度が所定輝度値以上であるときには、クランプ信号を上記大きいレベルに設定し、積分手段における出力比信号の積算期間の総和を所定数に設定して、積分手段から出力された積分信号に基づいて測距値を検出し、この測距値に基づいて測距対象物までの距離を求める。
【００２７】
この場合には、輝度測定手段により測定された外光輝度が所定輝度値より小さいときには、上述した作用と略同様の作用を奏するが、第１のレベルと第２のレベルの大小関係を問わない。一方、輝度測定手段により測定された外光輝度が所定輝度値以上であるときには、測距対象物の反射率や距離を考慮することなく、クランプ信号を上記大きいレベルに設定し、積分手段における出力比信号の積算期間の総和を所定数に設定して測距を行うことにより、測距対象物までの距離を精度よく求めることができる。
【００２８】
また、本発明に係る測距装置の制御手段は、前記第２の測距値から前記第1の測距値を減算した値が所定値以下であるときに、クランプ信号を第１のレベルに設定し積分手段における出力比信号の積算期間の総和を第４の数に設定して積分手段から出力される積分信号に基づいて検出される第４の測距値と前記第１の測距値とを前記第４の数および前記第１の数に応じて加重平均して前記測距対象物までの距離を求めることを特徴とする。この場合には、上記差が所定値以下であるときに、クランプ信号を第１のレベルに設定し、積分手段における出力比信号の積算期間の総和を第４の数に設定して、積分手段から出力された積分信号に基づいて第４の測距値を検出し、既に検出された第１の測距値および第４の測距値の双方に基づいて、測距対象物までの距離を求める。すなわち、この場合には、測距対象物までの距離が大きいと判断されるが、測距対象物の反射率が比較的大きいと判断されるので、クランプ信号の値を通常値に設定して測距を行うことにより、その距離を精度よく求めることができる。
【００２９】
また、本発明に係る測距装置の制御手段は、第１の測距値が第２の基準距離より大きく第１の基準距離以下であるときに、クランプ信号を第１のレベルに設定し、積分手段における出力比信号の積算期間の総和を第５の数に設定して、積分手段から出力された積分信号に基づいて第５の測距値を検出し、この第５の測距値および第１の測距値に基づいて測距対象物までの距離を求め、前記第１の測距値が前記第２の基準距離以下であるときに、前記第１の測距値に基づいて前記測距対象物までの距離を求めることを特徴とする。第１の測距値が第２の基準距離より大きく第１の基準距離以下である場合には、測距対象物までの距離が中程度であると判断されるので、測距対象物の反射率を考慮することなく、また、積算期間の総和が通常の所定数より小さくても、クランプ信号を通常の第１のレベルに設定して測距を行うことにより、その距離を精度よく求めることができる。また、第５の測距値を検出する際の積算期間の総和を小さくすることにより、測距に要する全体の時間を短くすることができる。
【００３０】
また、本発明に係る測距装置の制御手段は、第１の測距値が第２の基準距離以下であるときに、第１の測距値に基づいて測距対象物までの距離を求めることを特徴とする。この場合には、通常値のクランプ信号で検出された第１の測距値に基づいて測距対象物までの距離が求められる。すなわち、この場合には、測距対象物までの距離が小さいと判断されるので、測距対象物の反射率を考慮することなく、また、積算期間の総和が通常の所定数より小さくても、クランプ信号の値を通常値に設定して測距を行うことにより、その距離を精度よく求めることができる。また、積算期間の総和を通常の所定数より小さくすることができるので、測距に要する全体の時間を短くすることができる。
【００３１】
また、本発明に係る測距装置の制御手段は、前記第１の数および前記第４の数に応じて前記第１の測距値および前記第４の測距値を加重平均して前記測距対象物までの距離を求めることを特徴とする。また、本発明に係る測距装置の制御手段は、前記第２の数および前記第３の数に応じて前記第２の測距値および前記第３の測距値を加重平均して前記測距対象物までの距離を求めることを特徴とする。また、本発明に係る測距装置の制御手段は、前記第１の数および前記第５の数に応じて前記第１の測距値および前記第５の測距値を加重平均して前記測距対象物までの距離を求めることを特徴とする。これら何れの場合も、第１の測距値を検出する際の積算期間の総和である第１の数および第２の測距値を検出する際の積算期間の総和である第２の数それぞれを小さくすることにより、上記判断に要する時間を短くすることができるとともに、その第１または第２の測距値にも基づいて距離を求めることにより、測距に要する全体の時間をも短くすることができ、測距精度を向上させることができる。
【００３２】
また、本発明に係る測距装置の制御装置は、(1) クランプ信号を複数のレベルそれぞれに設定して、複数のレベルそれぞれに対して積分手段から出力された積分信号に基づいて複数の測距値を検出し、(2) 複数の測距値のうちクランプ信号が最も大きいレベルの場合の測距値に対してクランプ信号が小さいレベルの場合の測距値が所定値以上遠距離であるものがあるときには、その所定値以上遠距離であるとされたうちで小さいレベルのクランプ信号に対して検出された測距値を第１の測距値とし、そのときの積分手段における出力比信号の積算期間の総和を第１の数とし、(3) その小さいレベルにクランプ信号を設定し積分手段における出力比信号の積算期間の総和を第２の数に設定して積分手段から出力された積分信号に基づいて検出される第２の測距値および第１の測距値に基づいて測距対象物までの距離を求める、ことを特徴とする。
【００３３】
この場合には、先ず、クランプ信号を複数のレベルそれぞれに設定して、複数のレベルそれぞれに対して積分手段から出力された積分信号に基づいて複数の測距値を検出するが、その際の順序は任意である。そして、複数の測距値のうちクランプ信号が最も大きいレベルの場合の測距値に対してクランプ信号が小さいレベルの場合の測距値が所定値以上遠距離であるものがあるときには、以下のように作用する。すなわち、その所定値以上遠距離であるとされたうちで小さいレベルのクランプ信号に対して検出された測距値を第１の測距値とする。そのときの積分手段における出力比信号の積算期間の総和を第１の数とする。そして、その小さいレベルにクランプ信号を設定し積分手段における出力比信号の積算期間の総和を第２の数（＞第１の数）に設定して積分手段から出力された積分信号に基づいて検出される第２の測距値および第１の測距値に基づいて測距対象物までの距離を求める。
【００３４】
また、制御手段は、複数の測距値のうちクランプ信号が最も大きいレベルの場合の測距値に対してクランプ信号が小さいレベルの場合の測距値が所定値以上遠距離であるものがないときには、以下のように作用する。すなわち、前記クランプ信号のレベルＩｃ１、Ｉｃ２、およびＩｃ３（Ｉｃ１＞Ｉｃ２＞Ｉｃ３）ならびに前記積分手段における出力比信号の積算期間Ｎ１、Ｎ２、およびＮ３をそれぞれ設定して、前記複数のレベルそれぞれに対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それぞれ測距値Ｄ１、Ｄ２、およびＤ３（Ｄ１＞Ｄ２＞Ｄ３）を検出する。
そして、測距値Ｄ３から測距値Ｄ１を減算した値が所定値以上である場合には、クランプ信号Ｉｃ３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を積算期間Ｎ４（＞Ｎ３）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検出される測距値Ｄ４および前記測距値Ｄ３に基づいて前記測距対象物までの距離を求める。
また、測距値Ｄ３から測距値Ｄ１を減算した値が所定値以上ではない場合であって、測距値Ｄ２から測距値Ｄ１を減算した値が第２の所定値より大きい場合には、クランプ信号のレベルＩｃ２およびその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積算期間Ｎ５（＞Ｎ２）と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検出される測距値Ｄ５および前記測距値Ｄ２に基づいて前記測距対象物までの距離を求める。
さらに、測距値Ｄ３から測距値Ｄ１を減算した値が所定値以上ではない場合であって、測距値Ｄ２から測距値Ｄ１を減算した値が第２の所定値より大きくない場合には、クランプ信号のレベルＩｃ１およびその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積算期間Ｎ６（＞Ｎ１）と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検出される測距値Ｄ６および前記測距値Ｄ１に基づいて前記測距対象物までの距離を求める。
【００３５】
また、制御手段は、前記測距値Ｄ３および前記測距値Ｄ４を、前記積算期間Ｎ３およびＮ４に基づいて加重平均して前記測距対象物までの距離を求めることを特徴とする。制御手段は、前記測距値Ｄ２および前記測距値Ｄ５を、前記積算期間Ｎ２およびＮ５に基づいて加重平均して前記測距対象物までの距離を求めることを特徴とする。制御手段は、前記測距値Ｄ１および前記測距値Ｄ６を、前記積算期間Ｎ１およびＮ６に基づいて加重平均して前記測距対象物までの距離を求めることを特徴とする。これら何れの場合も、測距値を検出する際の積算期間および他の測距値を検出する際の積算期間のそれぞれを小さくすることにより、上記判断に要する時間を短くすることができるとともに、これら測距値にも基づいて距離を求めることにより、測距に要する全体の時間をも短くすることができ、測距精度を向上させることができる。
【００３６】
【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。
【００３７】
（第１の実施形態）
先ず、第１の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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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、
【００５９】
（数１）
Ａ2＝（ｘ3−ｘ2）／（ｙ3−ｙ2）…（１ａ）
Ｂ2＝ｘ2−ｙ2・Ａ2             …（１ｂ）
なるパラメータに基づいて、ＡＦ信号ｙから距離信号ｘを
【００６０】
（数２）
ｘ＝Ａ2・ｙ＋Ｂ2               …（２）
なる変換式で求める。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、
【００６１】
（数３）
Ａ3＝（ｘ5−ｘ4）／（ｙ5−ｙ4）…（３ａ）
Ｂ3＝ｘ4−ｙ4・Ａ3             …（３ｂ）
なるパラメータに基づいて、ＡＦ信号ｙから距離信号ｘを
【００６２】
（数４）
ｘ＝Ａ3・ｙ＋Ｂ3               …（４）
なる変換式で求める。ここで、上記 (2)式および(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。
【００６３】
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、 (2)式または (4)式の演算が行われて、ＡＦ信号ｙから距離信号ｘへ変換される。
【００６４】
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６は、測距対象物の反射率が標準値の３６％の場合および低反射率の９％の場合それぞれにおける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。同図（ａ）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、同図（ｂ）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。
【００６５】
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。
【００６６】
次に、本実施形態に係る測距装置の具体的な動作手順について説明する。図７は、本実施形態に係る測距装置の動作を説明するフローチャートである。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。また、以下の説明におけるＬ1 およびＬ2 それぞれは、図４および図５による説明におけるものとは別のものである。
【００６７】
カメラのレリーズボタン（図示せず）が半押しされると、先ず、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し、その測定された外光輝度値が所定輝度値より小さいか否かを判定する（ステップＳ１）。もし、外光輝度値が所定輝度値以上であれば、露光時の絞りを小さくすることができ、撮影レンズ８の繰り出し量が正確でなくとも、焦点ボケが小さい撮影を行うことができる。そこで、この場合には、ＣＰＵ１は、測距対象物の反射率や距離を考慮することなく、クランプ回路１３におけるクランプ信号の値を通常のＩc1（第１のレベル、例えば１．５ｎＡ）とし、積分回路１５における出力比信号の積算数を通常のＮ0 （例えば３００）として、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し、この測距値に基づいて測定対象物までの距離を求める（ステップＳ２）。この測距動作は既に説明したとおりである。
【００６８】
一方、外光輝度値が所定輝度値より小さければ、測距対象物までの距離を正確に求めて、撮影レンズ８の繰り出しを正確に制御する必要がある。そこで、この場合には以下のようにして測距対象物までの距離を求める。先ず、ＣＰＵ１は、クランプ回路１３におけるクランプ信号の値を通常のＩc1（第１のレベル）とし、積分回路１５における出力比信号の積算数を通常のＮ0 より小さいＮ1 （第１の数、例えば５０）として、積分回路１５から出力された積分信号に基づいて測距値Ｄ1 （第１の測距値）を検出する（ステップＳ３）。ここで検出された第１の測距値Ｄ1 は、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ときには、その距離を精度よく表すものでなく、概略的に表すものである。
【００６９】
そして、ＣＰＵ１は、この第１の測距値Ｄ1 と第１の基準距離Ｌ1 （例えば３ｍ）とを大小比較する（ステップＳ４）。もし、第１の測距値Ｄ1 が第１の基準距離Ｌ1 より大きければ、すなわち、Ｌ1 ＜Ｄ1 であれば、ＣＰＵ１は、クランプ回路１３におけるクランプ信号の値を通常のＩc1より小さいＩc2（第２のレベル、例えば０．３７５ｎＡ）とし、積分回路１５における出力比信号の積算数を通常のＮ0 より小さいＮ2 （第２の数、例えば５０）として、積分回路１５から出力された積分信号に基づいて測距値Ｄ2 （第２の測距値）を検出する（ステップＳ５）。
【００７０】
さらに、ＣＰＵ１は、ステップＳ５で検出された第２の測距値Ｄ2 からステップＳ３で検出された第１の測距値Ｄ1 を減算した差を求め、その差と所定値ＤＤとを大小比較する（ステップＳ６）。もし、その差（Ｄ2 −Ｄ1 ）が所定値ＤＤより大きければ、測距対象物の反射率が小さく、クランプ回路１３におけるクランプ信号の値が小さい場合に得られる測距値の方が正確であると判断することができる。したがって、この場合には、ＣＰＵ１は、ステップＳ５で検出された第２の測距値Ｄ2 に基づいて、測距対象物までの距離を求めてもよい。しかし、ステップＳ５において積分回路１５における出力比信号の積算数Ｎ2 が少ないと、第２の測距値Ｄ2 のＳ／Ｎ比はよくない。そこで、本実施形態では、以下のようにする。
【００７１】
ＣＰＵ１は、クランプ回路１３におけるクランプ信号の値をＩc2（第２のレベル）とし、積分回路１５における出力比信号の積算数をＮ3 （第３の数、例えば３００）として、積分回路１５から出力された積分信号に基づいて測距値Ｄ3 （第３の測距値）を検出する（ステップＳ７）。積分回路１５における出力比信号の積算数Ｎ3 が充分に大きければ、ＣＰＵ１は、この第３の測距値Ｄ3 に基づいて、測距対象物までの距離をＳ／Ｎ比よく求めることができる。
【００７２】
本実施形態では、ＣＰＵ１は、ステップＳ５で検出された第２の測距値Ｄ2 とステップＳ７で検出された第３の測距値Ｄ3 とを加重平均して、測距対象物までの距離をＳ／Ｎ比よく求める（ステップＳ８）。この加重平均に際しては、ステップＳ５およびＳ７それぞれにおける積算数Ｎ2 およびＮ3 に応じた重み付けが行われ、積算数Ｎ3 が積算数Ｎ2 より大きければ、第３の測距値Ｄ3 の方が第２の測距値Ｄ2 より大きな重み付けがなされる。
【００７３】
ステップＳ６において差（Ｄ2 −Ｄ1 ）が所定値ＤＤ以下であれば、測距対象物の反射率が比較的大きく、クランプ回路１３におけるクランプ信号の値が大きくても測距値は正確であると判断することができる。したがって、この場合には、ＣＰＵ１は、ステップＳ３で検出された第１の測距値Ｄ1 に基づいて、測距対象物までの距離を求めてもよい。しかし、ステップＳ３において積分回路１５における出力比信号の積算数Ｎ1 が少ないと、第１の測距値Ｄ1 のＳ／Ｎ比はよくない。そこで、本実施形態では、以下のようにする。
【００７４】
ＣＰＵ１は、クランプ回路１３におけるクランプ信号の値をＩc1（第１のレベル）とし、積分回路１５における出力比信号の積算数をＮ4 （第４の数、例えば２００）として、積分回路１５から出力された積分信号に基づいて測距値Ｄ4 （第４の測距値）を検出する（ステップＳ９）。積分回路１５における出力比信号の積算数Ｎ4 が充分に大きければ、ＣＰＵ１は、この第４の測距値Ｄ4 に基づいて、測距対象物までの距離をＳ／Ｎ比よく求めることができる。
【００７５】
本実施形態では、ＣＰＵ１は、ステップＳ３で検出された第１の測距値Ｄ1 とステップＳ９で検出された第４の測距値Ｄ4 とを加重平均して、測距対象物までの距離をＳ／Ｎ比よく求める（ステップＳ１０）。この加重平均に際しては、ステップＳ３およびＳ９それぞれにおける積算数Ｎ1 およびＮ4 に応じた重み付けが行われ、積算数Ｎ4 が積算数Ｎ1 より大きければ、第４の測距値Ｄ4 の方が第１の測距値Ｄ1 より大きな重み付けがなされる。
【００７６】
ステップＳ４において第１の測距値Ｄ1 が第１の基準距離Ｌ1 以下であれば、ＣＰＵ１は、さらに、第１の測距値Ｄ1 と第２の基準距離Ｌ2 （Ｌ2 ＜Ｌ1 、例えば１ｍ）とを大小比較する（ステップＳ１１）。もし、第１の測距値Ｄ1 が第２の基準距離Ｌ2 より大きければ、すなわち、Ｌ2 ＜Ｄ1 ≦Ｌ1 であれば、ＣＰＵ１は、クランプ回路１３におけるクランプ信号の値を通常のＩc1（第１のレベル）とし、積分回路１５における出力比信号の積算数を通常のＮ0 より小さいＮ5 （第５の数、例えば１００）として、積分回路１５から出力された積分信号に基づいて測距値Ｄ5 （第５の測距値）を検出する（ステップＳ１２）。積分回路１５における出力比信号の積算数Ｎ5 が充分に大きければ、ＣＰＵ１は、この第５の測距値Ｄ5 に基づいて、測距対象物までの距離をＳ／Ｎ比よく求めることができる。
【００７７】
本実施形態では、ＣＰＵ１は、ステップＳ３で検出された第１の測距値Ｄ1 とステップＳ１２で検出された第５の測距値Ｄ5 とを加重平均して、測距対象物までの距離をＳ／Ｎ比よく求める（ステップＳ１３）。この加重平均に際しては、ステップＳ３およびＳ１２それぞれにおける積算数Ｎ1 およびＮ5 に応じた重み付けが行われ、積算数Ｎ5 が積算数Ｎ1 より大きければ、第５の測距値Ｄ5 の方が第１の測距値Ｄ1 より大きな重み付けがなされる。
【００７８】
ステップＳ１１において第１の測距値Ｄ1 が第２の基準距離Ｌ2 以下であれば、すなわち、Ｄ1 ≦Ｌ2 であれば、ＣＰＵ１は、ステップＳ３で検出された第１の測距値Ｄ1 に基づいて測距対象物までの距離を求める。この場合、ＰＳＤ５から出力される近側信号Ｉ1 および遠側信号Ｉ2 それぞれは大きく、ノイズとなる定常光成分Ｉ0 およびノイズ成分Ｉn は相対的に非常に小さいので、積算数Ｎ1 が小さくても、第１の測距値Ｄ1 に基づいて測距対象物までの距離を充分にＳ／比よく求めることができる。
【００７９】
このようにして、測距対象物までの概略距離、測距対象物の反射率および外光輝度値に応じて、クランプ回路１３におけるクランプ信号Ｉc のレベルおよび積分回路１５における出力比信号の積算数が適切に設定されて測距が行われ、その測距値に基づいて測距対象物までの距離が精度よく求められる。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。
【００８０】
次に、本実施形態に係る測距装置の動作について、図８〜図１７に示す計算結果を用いて説明する。
【００８１】
図８は、クランプ信号が第１のレベルＩc1（１．５ｎＡ）であって、測距対象物の反射率が標準値である３６％であるときの、距離信号と距離との関係を示すグラフである。図９は、クランプ信号が第１のレベルＩc1（１．５ｎＡ）であって、測距対象物の反射率が低い９％であるときの、距離信号と距離との関係を示すグラフである。図１０は、クランプ信号が第２のレベルＩc2（０．３７５ｎＡ）であって、測距対象物の反射率が３６％であるときの、距離信号と距離との関係を示すグラフである。また、図１１は、クランプ信号が第２のレベルＩc2（０．３７５ｎＡ）であって、測距対象物の反射率が９％であるときの、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。
【００８２】
図８に示すように、クランプ信号が大きい第１のレベルである場合であって、測距対象物の反射率が標準値であるときには、距離信号は測距誤差の許容範囲に常に入る。しかし、図９に示すように、クランプ信号が大きい第１のレベルＩc1である場合であって、測距対象物の反射率の値が小さいときには、測距対象物までの距離Ｌ（ｍ）の逆数１／Ｌが大凡０．１４〜０．２６の範囲で、距離信号は測距誤差の許容範囲から外れる。一方、図１０および図１１それぞれに示すように、クランプ信号が小さい第２のレベルＩc2である場合には、測距対象物の反射率の値に拘わらず、距離信号は測距誤差の許容範囲に常に入る。
【００８３】
図１２は、測距対象物の反射率が標準値である３６％であるときの、第２の測距値Ｄ2 から第１の測距値Ｄ1 を減算した差（Ｄ2 −Ｄ1 ）と距離との関係を示すグラフであり、これは図８および図１０から求められる。また、図１３は、測距対象物の反射率が低い９％であるときの、第２の測距値Ｄ2 から第１の測距値Ｄ1 を減算した差（Ｄ2 −Ｄ1 ）と距離との関係を示すグラフであり、これは図９および図１１から求められる。なお、これらの図において、破線は、差（Ｄ2 −Ｄ1 ）と大小比較を行う所定値ＤＤを表す。この所定値ＤＤの値は、測距誤差の許容範囲の全幅の値である。
【００８４】
図１２から判るように、測距対象物の反射率が標準値であるときには、差（Ｄ2 −Ｄ1 ）は所定値ＤＤより常に小さい。一方、図１３から判るように、測距対象物の反射率の値が小さいときには、測距対象物までの距離Ｌ（ｍ）の逆数１／Ｌが大凡０．１４〜０．２６の範囲（切替え範囲）で、差（Ｄ2 −Ｄ1 ）は所定値ＤＤより大きくなる。以上より、本実施形態に係る測距装置では、上記差（Ｄ2 −Ｄ1 ）が所定値ＤＤより大きいときには、すなわち上記切替え範囲では、測距対象物の反射率の値が小さいと判断して、クランプ信号を小さい第２のレベルＩc2として測距を行う。これにより求められる距離信号は測距誤差の許容範囲に入ることとなる。
【００８５】
図１４は、測距対象物の反射率が標準値の３６％であるときの、本実施形態に係る測距装置により得られた距離信号と距離との関係を示すグラフである。また、図１５は、測距対象物の反射率が低い９％であるときの、本実施形態に係る測距装置により得られた距離信号と距離との関係を示すグラフである。測距対象物の反射率が標準値の３６％であるときは、上記差（Ｄ2 −Ｄ1 ）が所定値ＤＤより常に小さいので、クランプ信号を大きい第１のレベルＩc1として測距を行って距離信号を求めるので、図１４は図８と同一のものとなる。一方、測距対象物の反射率が低い９％であるときは、上記切替え範囲ではクランプ信号を小さい第２のレベルＩc2として測距を行って距離信号を求め、それ以外の範囲ではクランプ信号を大きい第１のレベルＩc1として測距を行って距離信号を求める。このようにすることにより、測距対象物の反射率が低い場合であっても、距離信号は測距誤差の許容範囲に常に入ることとなる。
【００８６】
図１６は、測距対象物の反射率が標準値の３６％であって外光輝度が大きいときの、本実施形態に係る測距装置により得られた距離信号と距離との関係を示すグラフである。また、図１７は、測距対象物の反射率が低い９％であって外光輝度が大きいときの、本実施形態に係る測距装置により得られた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、外光輝度が大きいときには、測距誤差の許容範囲が広いので、測距対象物の反射率の値に拘わらず、距離信号は測距誤差の許容範囲に常に入ることとなる。
【００８７】
以上に説明した本実施形態に係る測距装置の動作および効果をまとめると以下のようになる。第１の測距値Ｄ1 が第１の基準距離Ｌ1 より大きく（Ｄ1 ＞Ｌ1 ）、且つ、クランプ信号Ｉc2（Ｉc2＜Ｉc1）で検出された第２の測距値Ｄ2 からクランプ信号Ｉc1で検出された第１の測距値Ｄ1 を減算した差（Ｄ2 −Ｄ1 ）が所定値ＤＤより大きい場合には、小さい値のクランプ信号Ｉc2で検出された測距値（第２の測距値Ｄ2 、第３の測距値Ｄ3 、または、これらの加重平均値）に基づいて測距対象物までの距離が求められる（ステップＳ７，Ｓ８）。すなわち、この場合には、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と判断され、クランプ信号の値を小さく設定して測距を行うことにより、その距離を精度よく求めることができる。また、第２の測距値Ｄ2 および第３の測距値Ｄ3 の加重平均値に基づいて距離を求める場合には、第２の測距値Ｄ2 を検出する際の積算数Ｎ2 を小さくすることにより、上記判断に要する時間を短くすることができるとともに、その第２の測距値Ｄ2 にも基づいて距離を求めることにより、測距に要する全体の時間をも短くすることができる。
【００８８】
第１の測距値Ｄ1 が第１の基準距離Ｌ1 より大きく（Ｄ1 ＞Ｌ1 ）、且つ、差（Ｄ2 −Ｄ1 ）が所定値ＤＤ以下である場合には、通常値のクランプ信号Ｉc1で検出された測距値（第１の測距値Ｄ1 、第４の測距値Ｄ4 、または、これらの加重平均値）に基づいて測距対象物までの距離が求められる（ステップＳ９，Ｓ１０）。すなわち、この場合には、測距対象物までの距離が大きいと判断されるが、測距対象物の反射率が比較的大きいと判断されるので、クランプ信号の値を通常値に設定して測距を行うことにより、その距離を精度よく求めることができる。また、第１の測距値Ｄ1 および第４の測距値Ｄ4 の加重平均値に基づいて距離を求める場合には、第１の測距値Ｄ1 を検出する際の積算数Ｎ1 を小さくすることにより、上記判断に要する時間を短くすることができるとともに、その第１の測距値Ｄ1 にも基づいて距離を求めることにより、測距に要する全体の時間をも短くすることができる。
【００８９】
第１の測距値Ｄ1 が第２の基準距離Ｌ2 より大きく第１の基準距離Ｌ1 以下である場合（Ｌ2 ＜Ｄ1 ≦Ｌ1 ）には、通常値のクランプ信号Ｉc1で検出された測距値（第１の測距値Ｄ1 、第５の測距値Ｄ5 、または、これらの加重平均値）に基づいて測距対象物までの距離が求められる（ステップＳ１２，Ｓ１３）。すなわち、この場合には、測距対象物までの距離が中程度であると判断されるので、測距対象物の反射率を考慮することなく、また、積算数Ｎ1 またはＮ5 が通常のＮ0 より小さくても、クランプ信号の値を通常値に設定して測距を行うことにより、その距離を精度よく求めることができる。また、第１の測距値Ｄ1 および第５の測距値Ｄ5 の加重平均値に基づいて距離を求める場合には、第１の測距値Ｄ1 を検出する際の積算数Ｎ1 を小さくすることにより、上記判断に要する時間を短くすることができるとともに、その第１の測距値Ｄ1 にも基づいて距離を求めることにより、測距に要する全体の時間をも短くすることができる。さらに、第５の測距値Ｄ5 を検出する際の積算数Ｎ5 を小さくすることにより、測距に要する全体の時間を更に短くすることができる。
【００９０】
第１の測距値Ｄ1 が第２の基準距離Ｌ2 以下である場合（Ｄ1 ≦Ｌ2 ）には、ステップＳ３において通常値のクランプ信号Ｉc1で検出された第１の測距値Ｄ1 に基づいて測距対象物までの距離が求められる。すなわち、この場合には、測距対象物までの距離が小さいと判断されるので、測距対象物の反射率を考慮することなく、また、積算数Ｎ1 が通常のＮ0 より小さくても、クランプ信号の値を通常値に設定して測距を行うことにより、その距離を精度よく求めることができる。また、積算数Ｎ1 を通常のＮ0 より小さくすることができるので、測距に要する全体の時間を短くすることができる。
【００９１】
また、測光センサ７１により測定された外光輝度の値が所定輝度値以上であれば、測距対象物の反射率や距離を考慮することなく、クランプ信号の値を通常のＩc1に設定し、また、積算数も通常のＮ0 に設定して測距を行うことにより、測距対象物までの距離を精度よく求めることができる。また、フィルム感度、撮影レンズのＦナンバおよび焦点距離等によって決定される錯乱円により変更することも可能である。
【００９２】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る測距装置について説明する。本実施形態に係る測距装置は、第１の実施形態における測距装置の比較して動作手順が異なる。図１８は、本実施形態に係る測距装置の動作を説明するフローチャートである。
【００９３】
ＣＰＵ１は、クランプ回路１３におけるクランプ信号の値をＩc1とし、積分回路１５における出力比信号の積算数を通常のＮ0 より小さいＮ1 （例えば５０）として、積分回路１５から出力された積分信号に基づいて測距値Ｄ1 を検出する（ステップＳ２１）。ここで検出された測距値Ｄ1 は、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ときには、その距離を精度よく表すものでなく、概略的に表すものである。続いて、ＣＰＵ１は、クランプ回路１３におけるクランプ信号の値をＩc2とし、積分回路１５における出力比信号の積算数を通常のＮ0 より小さいＮ2 （例えば５０）として、積分回路１５から出力された積分信号に基づいて測距値Ｄ2 を検出する（ステップＳ２２）。さらに、ＣＰＵ１は、クランプ回路１３におけるクランプ信号の値をＩc3とし、積分回路１５における出力比信号の積算数を通常のＮ0 より小さいＮ3 （例えば５０）として、積分回路１５から出力された積分信号に基づいて測距値Ｄ3 を検出する（ステップＳ２３）。ここで、クランプ信号のレベルＩc1〜Ｉc3は、互いに異なる値であって、何れか１つは通常値であり、他の２つは通常値より小さいのが好適である。ここでは、Ｉc1を通常値とし、Ｉc1＞Ｉc2＞Ｉc3とする。
【００９４】
そして、ＣＰＵ１は、ステップＳ２３で検出された測距値Ｄ3 からステップＳ２１で検出された測距値Ｄ1 を減算した差を求め、その差と所定値ＤＤ１とを大小比較する（ステップＳ２４）。もし、その差（Ｄ3 −Ｄ1 ）が所定値ＤＤ１より大きければ、測距対象物の反射率が小さく、クランプ回路１３におけるクランプ信号の値が小さい場合に得られる測距値の方が正確であると判断することができる。したがって、この場合には、ＣＰＵ１は、ステップＳ２３で検出された測距値Ｄ3 に基づいて、測距対象物までの距離を求めてもよい。しかし、ステップＳ２３において積分回路１５における出力比信号の積算数Ｎ3 が少ないと、測距値Ｄ3 のＳ／Ｎ比はよくない。そこで、本実施形態では、以下のようにする。
【００９５】
ＣＰＵ１は、クランプ回路１３におけるクランプ信号の値をＩc3とし、積分回路１５における出力比信号の積算数をＮ4 （例えば３００）として、積分回路１５から出力された積分信号に基づいて測距値Ｄ4 を検出する（ステップＳ７）。積分回路１５における出力比信号の積算数Ｎ4 が充分に大きければ、ＣＰＵ１は、この測距値Ｄ4 に基づいて、測距対象物までの距離をＳ／Ｎ比よく求めることができる。
【００９６】
本実施形態では、ＣＰＵ１は、ステップＳ２３で検出された測距値Ｄ3 とステップＳ２５で検出された測距値Ｄ4 とを加重平均して、測距対象物までの距離をＳ／Ｎ比よく求める（ステップＳ２６）。この加重平均に際しては、ステップＳ２３およびＳ２５それぞれにおける積算数Ｎ3 およびＮ4 に応じた重み付けが行われ、積算数Ｎ4 が積算数Ｎ3 より大きければ、測距値Ｄ4 の方が測距値Ｄ3 より大きな重み付けがなされる。
【００９７】
ステップＳ２４において差（Ｄ3 −Ｄ1 ）が所定値ＤＤ１以下であれば、ステップＳ２２で検出された測距値Ｄ2 からステップＳ２１で検出された測距値Ｄ1 を減算した差を求め、その差と所定値ＤＤ２とを大小比較する（ステップＳ２７）。もし、その差（Ｄ2 −Ｄ1 ）が所定値ＤＤ２より大きければ、測距対象物の反射率が中程度であると判断することができる。したがって、この場合には、ＣＰＵ１は、ステップＳ２２で検出された測距値Ｄ2 に基づいて、測距対象物までの距離を求めてもよい。しかし、ステップＳ２２において積分回路１５における出力比信号の積算数Ｎ2 が少ないと、測距値Ｄ2 のＳ／Ｎ比はよくない。そこで、本実施形態では、以下のようにする。
【００９８】
ＣＰＵ１は、クランプ回路１３におけるクランプ信号の値をＩc2とし、積分回路１５における出力比信号の積算数をＮ5 （例えば３００）として、積分回路１５から出力された積分信号に基づいて測距値Ｄ5 を検出する（ステップＳ２８）。積分回路１５における出力比信号の積算数Ｎ5 が充分に大きければ、ＣＰＵ１は、この測距値Ｄ5 に基づいて、測距対象物までの距離をＳ／Ｎ比よく求めることができる。
【００９９】
本実施形態では、ＣＰＵ１は、ステップＳ２２で検出された測距値Ｄ2 とステップＳ２８で検出された測距値Ｄ5 とを加重平均して、測距対象物までの距離をＳ／Ｎ比よく求める（ステップＳ２９）。この加重平均に際しては、ステップＳ２２およびＳ２８それぞれにおける積算数Ｎ2 およびＮ5 に応じた重み付けが行われ、積算数Ｎ5 が積算数Ｎ2 より大きければ、測距値Ｄ5 の方が測距値Ｄ2 より大きな重み付けがなされる。
【０１００】
また、ステップＳ２７において差（Ｄ2 −Ｄ1 ）が所定値ＤＤ２以下であれば、測距対象物の反射率が大きいと判断することができる。したがって、この場合には、ＣＰＵ１は、ステップＳ２１で検出された測距値Ｄ1 に基づいて、測距対象物までの距離を求めてもよい。しかし、ステップＳ２１において積分回路１５における出力比信号の積算数Ｎ1 が少ないと、測距値Ｄ2 のＳ／Ｎ比はよくない。そこで、本実施形態では、以下のようにする。
【０１０１】
ＣＰＵ１は、クランプ回路１３におけるクランプ信号の値をＩc1とし、積分回路１５における出力比信号の積算数をＮ6 （例えば３００）として、積分回路１５から出力された積分信号に基づいて測距値Ｄ6 を検出する（ステップＳ３０）。積分回路１５における出力比信号の積算数Ｎ6 が充分に大きければ、ＣＰＵ１は、この測距値Ｄ6 に基づいて、測距対象物までの距離をＳ／Ｎ比よく求めることができる。
【０１０２】
本実施形態では、ＣＰＵ１は、ステップＳ２１で検出された測距値Ｄ1 とステップＳ３０で検出された測距値Ｄ6 とを加重平均して、測距対象物までの距離をＳ／Ｎ比よく求める（ステップＳ３１）。この加重平均に際しては、ステップＳ２１およびＳ３０それぞれにおける積算数Ｎ1 およびＮ6 に応じた重み付けが行われ、積算数Ｎ6 が積算数Ｎ1 より大きければ、測距値Ｄ6 の方が測距値Ｄ1 より大きな重み付けがなされる。
【０１０３】
このように、本実施形態では、ステップＳ２１〜Ｓ２３それぞれで検出された測距値を基準距離とを比較することなく、クランプ信号を複数のレベルそれぞれに設定して各測距値を求め、各測距値の差に基づいて適切なクランプ信号のレベルを求め、これにより測距精度の向上が可能となる。
【０１０４】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、積分回路の充電・放電が上記実施形態とは逆の場合、すなわち、第１積分で積分コンデンサ６の電圧が階段状に増加するように充電を複数回行った後、第２積分で放電を１回だけ行うような積分回路においても、本発明を適用することが可能である。
【０１０５】
また、上記第１の実施形態では、各積算数に関し、Ｎ1 およびＮ2 を５０とし、Ｎ3 を３００とし、Ｎ4 を２００とし、Ｎ5 を１００としたが、これに限られるものではない。また、第１積分よび第２積分を複数に分割することもできる。例えば第３の測距値Ｄ3 を求めるに際しては、積算数を５０として第１積分および第２積分を行って測距値Ｄ3nを求める動作を６回繰り返し、測距値Ｄ3n（n=1〜6）の平均値を第３の測距値Ｄ3 としてもよい。
【０１０６】
また、上記第１の実施形態では積分回路における出力比信号の各積算の期間を一定として積算数をＮ0 〜Ｎ5 に設定したが、これに限られるものではなく、積分回路における出力比信号の積算数を一定として各積算の期間を各値に設定してもよいし、また、積分回路における出力比信号の積算数および各積算の期間の双方を各値に設定してもよく、積算期間の総和を各値に設定してもよい。例えば、各積算の期間を一定とし、第５の測距値を求める際の各積算の期間を第１の測距値を求める際の各積算の期間の２倍としてもよい。
【０１０７】
さらに、第１積分において積分コンデンサ６に流れ込む積分電流を増減させてもよい。例えば、各積算の期間および積算数を一定とし、第５の測距値を求める際の各積算の積分電流を第１の測距値を求める際の各積算の積分電流の２倍としてもよい。
【０１０８】
また、第１の測距値Ｄ1 と第２の基準距離Ｌ2 との大小比較（ステップＳ１１）を行うことなく、Ｄ1 ≦Ｌ1 の場合であっても、ステップＳ７またはＳ２に移行してもよい。逆に、第１の基準距離Ｌ1 および第２の基準距離Ｌ2 に加えて更に幾つかの基準距離を設けて、測距対象物までの距離を更に多段階に判定して、測距を行ってもよい。
【０１０９】
また、クランプ信号を第２のレベルＩc2より小さい第３のレベルに設定し、積分回路における出力比信号の積算期間の総和を所定数に設定し、積分回路から出力された積分信号に基づいて測距値を検出して、この測距値から第２の測距値を減算した差が所定値より大きいときに該測距値に基づいて測距対象物までの距離を求めてもよい。同様に、クランプ信号を更に小さい第４のレベルに設定してもよい。このように、クランプ信号を多数のレベルそれぞれに設定して各測距値を求め、これら各測距値の間の差を求めることにより、測距対象物の反射率を多段階に判定することができるので、測距対象物までの距離を更に精度よく求めることができる。
【０１１０】
また、第２積分に要した時間から距離を求めているが、第１積分によって得られた積分電圧値、すなわち積分コンデンサ６の放電によって減じられた電圧値、又は積分コンデンサ６の充電によって増ぜられた電圧値をＡ／Ｄ変換し、この結果に基づいて距離を求めても良い。
【０１１１】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したとおり本発明によれば、クランプ信号を第１のレベルに設定し、積分手段における出力比信号の積算期間の総和を第１の数に設定して、積分手段から出力された積分信号に基づいて第１の測距値を検出する。また、この第１の測距値が第１の基準距離より大きいときに更に、クランプ信号を第１のレベルより小さい第２のレベルに設定し、積分手段における出力比信号の積算期間の総和を第２の数に設定して、積分手段から出力された積分信号に基づいて第２の測距値を検出する。
【０１１２】
そして、第２の測距値から第１の測距値を減算した差が所定値より大きいときに、クランプ信号を第２のレベルに設定し、積分手段における出力比信号の積算期間の総和を第３の数に設定して、積分手段から出力された積分信号に基づいて第３の測距値を検出し、この第３の測距値に基づいて測距対象物までの距離を求める。或いは、既に検出された第２の測距値に基づいて、または、第２の測距値および第３の測距値の双方に基づいて、測距対象物までの距離を求める。すなわち、この場合には、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と判断され、クランプ信号の値を小さく設定して測距を行うことにより、その距離を精度よく求めることができる。
【０１１３】
また、輝度測定手段により測定された外光輝度が所定輝度値より小さいときには、上述した作用と略同様の作用を奏するが、第１のレベルと第２のレベルの大小関係を問わない。一方、輝度測定手段により測定された外光輝度が所定輝度値以上であるときには、測距対象物の反射率や距離を考慮することなく、クランプ信号を上記大きいレベルに設定し、積分手段における出力比信号の積算期間の総和を所定数に設定して測距を行う。このようにすることにより、測距対象物までの距離を精度よく求めることができる。
【０１１４】
一方、上記差が所定値以下であるときに、クランプ信号を第１のレベルに設定し、積分手段における出力比信号の積算期間の総和を第４の数に設定して、積分手段から出力された積分信号に基づいて第４の測距値を検出し、この第４の測距値に基づいて測距対象物までの距離を求める。或いは、既に検出された第１の測距値に基づいて、または、第１の測距値および第４の測距値の双方に基づいて、測距対象物までの距離を求める。すなわち、この場合には、測距対象物までの距離が大きいと判断されるが、測距対象物の反射率が比較的大きいと判断されるので、クランプ信号の値を通常値に設定して測距を行うことにより、その距離を精度よく求めることができる。
【０１１５】
したがって、本発明に係る測距装置は、測距対象物の反射率が大きいか又は測距対象物までの距離が小さい場合だけでなく、測距対象物の反射率が小さく且つ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る。しかも、従来技術のものと比較して小さい回路規模で且つ短時間に測距を行うことができる。
【０１１６】
また、第１の測距値が第１の基準距離以下の場合には、クランプ信号を通常の第１のレベルに設定する一方、積分手段における出力比信号の積算期間の総和を通常の所定数より小さくすることで、更に短時間に精度よく測距を行うことができる。
【０１１７】
また、測距対象物の反射率および距離を判断するのに用いた第１または第２の測距値と、その判断結果に基づいて得られた第３，第４または第５の測距値とを、各積算期間の総和に応じて加重平均して測距対象物までの距離を求める場合には、第１の測距値を検出する際の積算期間の総和である第１の数および第２の測距値を検出する際の積算期間の総和である第２の数それぞれを小さくすることにより、上記判断に要する時間を短くすることができる。また、この場合には、第３，第４または第５の測距値だけでなく、第１または第２の測距値にも基づいて距離を求めることにより、測距に要する全体の時間をも短くすることができ、測距精度を向上させることができる。
【０１１８】
さらに、測距値を基準距離とを比較することなく、クランプ信号を複数のレベルそれぞれに設定して各測距値を求め、各測距値の差に基づいて適切なクランプ信号のレベルを求めることによっても、測距精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る測距装置の構成図である。
【図２】本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】本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】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。
【図５】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。
【図６】測距対象物の反射率が標準値の３６％の場合および低反射率の９％の場合それぞれにおける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１の実施形態に係る測距装置の動作を説明するフローチャートである。
【図８】クランプ信号が第１のレベルＩc1（１．５ｎＡ）であって、測距対象物の反射率が３６％であるときの、距離信号と距離との関係を示すグラフである。
【図９】クランプ信号が第１のレベルＩc1（１．５ｎＡ）であって、測距対象物の反射率が９％であるときの、距離信号と距離との関係を示すグラフである。
【図１０】クランプ信号が第２のレベルＩc2（０．３７５ｎＡ）であって、測距対象物の反射率が３６％であるときの、距離信号と距離との関係を示すグラフである。
【図１１】クランプ信号が第２のレベルＩc2（０．３７５ｎＡ）であって、測距対象物の反射率が９％であるときの、距離信号と距離との関係を示すグラフである。
【図１２】測距対象物の反射率が３６％であるときの、第２の測距値Ｄ2 から第１の測距値Ｄ1 を減算した差（Ｄ2 −Ｄ1 ）と距離との関係を示すグラフである。
【図１３】測距対象物の反射率が９％であるときの、第２の測距値Ｄ2 から第１の測距値Ｄ1 を減算した差（Ｄ2 −Ｄ1 ）と距離との関係を示すグラフである。
【図１４】測距対象物の反射率が３６％であるときの、本実施形態に係る測距装置により得られた距離信号と距離との関係を示すグラフである。
【図１５】測距対象物の反射率が９％であるときの、本実施形態に係る測距装置により得られた距離信号と距離との関係を示すグラフである。
【図１６】測距対象物の反射率が３６％であって外光輝度が大きいときの、本実施形態に係る測距装置により得られた距離信号と距離との関係を示すグラフである。
【図１７】測距対象物の反射率が９％であって外光輝度が大きいときの、本実施形態に係る測距装置により得られた距離信号と距離との関係を示すグラフである。
【図１８】第２の実施形態に係る測距装置の動作を説明するフローチャートである。
【図１９】第１の従来技術に係る測距装置の構成図である。
【図２０】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２１】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２２】第２の従来技術に係る測距装置の構成図である。
【図２３】第３の従来技術に係る測距装置の構成図である。
【図２４】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２５】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２６】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２７】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２８】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２９】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３０】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３１】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３２】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３３】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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