(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体輝度を測定する測光手段と、
それぞれが受光した被写体光を光電変換して積分し、電気的な画素信号として出力する複数の光電変換素子を備えた受光手段と、
前記画素信号をＡ／Ｄ変換して画素データを求めるＡ／Ｄ変換手段と、
前記測光手段の測光した被写体輝度が所定値以上であれば、前記画素データを前記第１の変換レンジで対数変換して第１のセンサデータを求め、逆に同被写体輝度が所定値未満であれば、前記画素データを少なくとも第１の変換レンジ及び該第１の変換レンジとは異なる変換レンジで対数変換し、前記受光手段の１回の受光で変換レンジの異なるセンサデータを複数求める対数変換手段と、
前記第１の変換レンジで対数変換された第１のセンサデータに基づき測距演算を実行する演算手段とを備え、
前記演算手段は、前記第１のセンサデータに基づく測距演算で有効な測距演算値が得られず且つ前記測光手段の測光した被写体輝度が所定値未満であった場合には、前記第１の変換レンジとは異なる他の変換レンジで対数変換されたセンサデータに基づいて測距演算を再実行することを特徴とする測距装置。
【請求項２】
前記受光手段は、受光した被写体光を各光電変換素子毎に光電変換して積分し、該積分値のそれぞれを画素信号として前記各光電変換素子毎に順番に出力し、
前記Ａ／Ｄ変換手段は、前記画素信号を入力及びＡ／Ｄ変換して画素データを求め、該画素データを前記対数変換手段が異なる複数の変換レンジで対数変換して変換レンジの異なる複数のセンサデータを求める間に、次の画素信号を入力してＡ／Ｄ変換することを特徴とする請求項１記載の測距装置。
【請求項３】
前記受光手段は、積分開始後、いずれかの光電変換素子の積分値が所定値に達したときまたは所定時間経過時のいずれか早いときに全ての光電変換素子の積分を終了させ、前記積分値を前記電気的な画素信号として出力する受光手段であって、
前記受光手段による積分開始後積分終了までの積分時間から被写体輝度が所定値以上であるかどうかを判断する判断手段を備え、
前記対数変換手段は、前記画素データを、前記第１の変換レンジおよび該第１の変換レンジよりもレンジ幅の狭い第２の変換レンジで対数変換し、
前記演算手段は、前記第１の変換レンジで対数変換されたセンサデータに基づく測距演算で有効な測距演算値が得られず、且つ、前記判断手段により被写体輝度が所定値以上であると判断されたときは、前記第２の変換レンジで対数変換されたセンサデータに基づいて測距演算を再実行することを特徴とする請求項１または２記載の測距装置。
【請求項４】
前記対数変換手段は、前記Ａ／Ｄ変換手段がＡ／Ｄ変換可能な最高輝度から該最高輝度よりも低い所定輝度までの輝度範囲に相当する画素データ範囲について前記第１の変換レンジ及び前記第２の変換レンジで対数変換し、該輝度範囲は前記変換レンジに応じて異ならせていることを特徴とする請求項３記載の測距装置。
【請求項５】
前記対数変換手段が前記第２の変換レンジで対数変換を行う輝度範囲は、前記第１の変換レンジで対数変換を行う輝度範囲よりも狭いことを特徴とする請求項４記載の測距装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は、アナログ出力形式の測距センサを備えたパッシブ型測距装置に関する。
【０００２】
【従来技術およびその問題点】
従来のカメラに搭載されている一般的なパッシブ型測距装置は、測距エリア内の被写体光束を分割光学系で二分割し、それぞれの分割被写体光束を左右一対の測距センサ上に結像させ、左右の測距センサの各光電変換素子で光電変換して、蓄積した電荷を画素信号（電圧）として各光電変換素子毎に出力し、これらの画素信号に基づいて測距演算を実行して被写体距離またはデフォーカス量など合焦に必要なデータを求めている。しかしながら、このパッシブ型測距装置にアナログ出力形式の測距センサを用いた場合には、測距センサから出力されるアナログの画素信号をＡ／Ｄ変換して測距演算に用いただけでは、例えば、低輝度部分は分解能が低いため、測距エリア内の被写体が低輝度または低コントラストである場合は、測距精度が低下し、適正な測距演算値が得られなかった。
【０００３】
【発明の目的】
本発明は、測距精度を向上させることができる測距装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【発明の概要】
本発明は、被写体輝度を測定する測光手段と、それぞれが受光した被写体光を光電変換して積分し、電気的な画素信号として出力する複数の光電変換素子を備えた受光手段と、前記画素信号をＡ／Ｄ変換して画素データを求めるＡ／Ｄ変換手段と、前記測光手段の測光した被写体輝度が所定値以上であれば、前記画素データを前記第１の変換レンジで対数変換して第１のセンサデータを求め、逆に同被写体輝度が所定値未満であれば、前記画素データを少なくとも第１の変換レンジ及び該第１の変換レンジとは異なる変換レンジで対数変換し、前記受光手段の１回の受光で変換レンジの異なるセンサデータを複数求める対数変換手段と、前記第１の変換レンジで対数変換された第１のセンサデータに基づき測距演算を実行する演算手段とを備え、前記演算手段は、前記第１のセンサデータに基づく測距演算で有効な測距演算値が得られず且つ前記測光手段の測光した被写体輝度が所定値未満であった場合には、前記第１の変換レンジとは異なる他の変換レンジで対数変換されたセンサデータに基づいて測距演算を再実行することを特徴としている。
この構成によれば、被写体の存在する輝度範囲の分解能を高くしたセンサデータに基づいて測距演算を行えるので、適正な測距演算値を得ることができる。
【０００５】
前記受光手段は、受光した被写体光を各光電変換素子毎に光電変換して積分し、該積分値のそれぞれを画素信号として前記各光電変換素子毎に順番に出力し、前記Ａ／Ｄ変換手段は、前記画素信号を入力及びＡ／Ｄ変換して画素データを求め、該画素データを前記対数変換手段が異なる複数の変換レンジで対数変換して変換レンジの異なる複数のセンサデータを求める間に、次の画素信号を入力してＡ／Ｄ変換することが好ましい。
前記受光手段は、積分開始後、いずれかの光電変換素子の積分値が所定値に達したときまたは所定時間経過時のいずれか早いときに全ての光電変換素子の積分を終了させ、前記積分値を前記電気的な画素信号として出力する受光手段であって、前記受光手段による積分開始後積分終了までの積分時間から被写体輝度が所定値以上であるかどうかを判断する判断手段を備え、前記対数変換手段は、前記画素データを、前記第１の変換レンジおよび該第１の変換レンジよりもレンジ幅の狭い第２の変換レンジで対数変換し、前記演算手段は、前記第１の変換レンジで対数変換されたセンサデータに基づく測距演算で有効な測距演算値が得られず、且つ、前記判断手段により被写体輝度が所定値以上であると判断されたときは、前記第２の変換レンジで対数変換されたセンサデータに基づいて測距演算を再実行することが好ましい。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下図面に基づいて本発明を説明する。図１〜図３は、本発明を適用したレンズシャッタ式カメラの一実施の形態を示す外観図である。このレンズシャッタ式カメラ１は、図１に示すように、正面にズームレンズ２を備え、その上方には、ＡＦ用補助投光窓３、パッシブＡＦ受光窓４、ファインダ窓５、測光窓６を備えている。なお、これらの窓３〜６の後方カメラボディ１内には、図示しないが公知のように、ＡＦ用補助光源、パッシブＡＦセンサ、ファインダ光学系、測光センサがそれぞれ配置されている。
【０００７】
カメラ１の上飾り板７には、レリーズボタン８が設けられている。レリーズボタン８は、測光スイッチＳＷＳおよびレリーズスイッチＳＷＲと連動していて、半押しで測光スイッチＳＷＳがオンし、全押しでレリーズスイッチＳＷＲがオンする。
【０００８】
カメラ１の背面には、その中央部に電源をオン／オフするメインスイッチレバー１０が設けられ、その上部にテレ側またはワイド側に倒すとズームレンズ２をテレ方向またはワイド方向にズーミングできるズームレバー９が設けられている。このズームレバー９は、テレスイッチＳＷＴおよびワイドスイッチＳＷＷと連動していて、ズームレバー９がテレ側に倒されるとテレスイッチＳＷＴがオンし、ワイド側に倒されるとワイドスイッチＳＷＷがオンする。
また、カメラ１の背面の接眼窓１２近傍には、点灯または点滅により測距結果を報知する緑ランプ１１が設けられている。
【０００９】
次に、カメラ１の制御系の構成について、図４に示したブロック図を参照してより詳細に説明する。ＣＰＵ２１は、カメラ１の機能に関するプログラム等が書き込まれたＲＯＭ、制御用または演算用の各種パラメータなどを一時的に記憶するＲＡＭ２１ｃ、Ａ／Ｄ変換器２１ａおよびカウンタ２１ｂを内蔵しており、カメラ１の動作を総括的に制御する制御手段として機能するほかに、変換手段、演算手段、メモリ手段、判断手段としての機能も有する。
【００１０】
ＣＰＵ２１には、スイッチ類として、メインスイッチレバー１０に連動するメインスイッチＳＷＭ、ズームレバー９に連動するテレスイッチＳＷＴおよびワイドスイッチＳＷＷ、レリーズボタン８に連動する測光スイッチＳＷＳおよびレリーズスイッチＳＷＲが接続されている。メインスイッチレバー１０がオン操作されてメインスイッチＳＷＭがオンするとＣＰＵ２１は、電池２３を電源として、各入出力ポートに接続されている周辺回路に電力供給を開始し、操作されたスイッチに応じた処理を実行する。
【００１１】
ズームレバー９に連動するテレスイッチＳＷＴまたはワイドスイッチＳＷＷがオンするとＣＰＵ２１は、ズームレンズ駆動回路２９を介してズームモータ３０を駆動させ、ズームレンズ２をテレズームまたはワイドズームさせる。ズームレンズ２の焦点距離及びレンズ位置は、ズームコード入力回路４３によって検知される。ＣＰＵ２１は、電源がオフされたときにはズームレンズ２のレンズ鏡筒がカメラ１の外観内に収まる収納位置までズームモータ３０を駆動し、電源がオンされたときにはズームレンズ２がワイド端位置に移動するまでズームモータ３０を駆動する。
【００１２】
レリーズボタン８が半押しされて測光スイッチＳＷＳがオンすると、先ず、ＣＰＵ２１は測光回路３７を介して被写体輝度を求める。測光回路３７は、図示しない測光センサを備えていて、測光窓６から入射した被写体光を測光センサで受光し、被写体輝度に応じた測光信号をＣＰＵ２１に出力する回路である。ＣＰＵ２１は、求めた被写体輝度およびＤＸコード入力回路４５を介して入力したＩＳＯ感度などに基づいてＡＥ演算を実行し、適正シャッタ速度および適正絞り値を求める。ＤＸコード入力回路４５は、カメラ１に装填されたフィルムのパトローネに書き込まれたＤＸコードを読み込み、ＩＳＯ感度、撮影枚数などの情報をＣＰＵ２１に出力する回路である。
【００１３】
またＣＰＵ２１は、測距回路３５から入力した画素信号をＡ／Ｄ変換及び対数変換してセンサデータを求め、求めたセンサデータに基づいて測距演算を実行する。この測距演算において、所定条件を満たす有効な測距演算値が得られたときは、フォーカスモータ３２のフォーカシングレンズ駆動量を算出し、フォーカス駆動回路３１を介して駆動するとともに、緑ランプ１１を点灯させる。一方、有効な測距演算値が得られなかったときは、緑ランプ１１を点滅させて測距エラーを報知し、使用者に注意を促す。
【００１４】
測距回路３５は、不図示の撮影画面内の測距ゾーンに含まれる被写体像の焦点状態を検出する回路であり、受光した被写体光束を電気的なアナログの画素信号（電圧）に変換して出力する測距センサ３６（図５）を有している。測距センサ３６は、フィルム面と光学的に等価な位置にある焦点面ＥＰに形成された被写体像を一対のセパレータレンズ（結像レンズ）３６ａによって分割して、Ａセンサ及びＢセンサからなる一対のラインセンサ３６ｂ上に再結像する。ラインセンサ３６ｂは、詳細は図示しないが多数の光電変換素子（受光素子）を有している。この各光電変換素子が、それぞれ受光した被写体光束を光電変換して積分（蓄積）し、蓄積電荷を画素単位の画素信号（電圧）として順番に出力する。
また測距回路３５は、ラインセンサ３６ｂの積分値をモニタするモニタセンサ（図示せず）を備えている。ＣＰＵ２１は、モニタセンサの出力を検知しながらラインセンサ３６ｂの積分終了を制御する。
【００１５】
ＡＦ補助投光回路３９は、被写体輝度が低いとき、または被写体のコントラストが低いとＣＰＵ２１が判断したときに、ＣＰＵ２１の制御下で被写体に向けてコントラストパターンを照射する回路である。
【００１６】
レリーズボタン８が全押しされてレリーズスイッチＳＷＲがオンすると、ＣＰＵ２１は、算出した絞り値に基づいて絞り制御回路２５を作動させてズームレンズ２の絞りを絞り込み、シャッタ速度に基づいてシャッタ制御回路３３を介してシャッタモータ３４を駆動させて露出する。露出が終了すると、ＣＰＵ２１はフィルム給送信号入力回路４１によりフィルム給送信号を入力し、フィルム給送回路２７を介してフィルム給送モータ２８を作動させてフィルムを１コマ分巻き上げるが、フィルム残量がない場合は、フィルム給送回路２７を介してフィルム給送モータ２８を作動させてフィルムの巻戻しを行う。
【００１７】
以上は、本カメラの主要部材であるが、本カメラは、図示しないが、セルフタイマ動作を表示するセルフランプ、ＣＰＵ２１の制御下でストロボを発光させるストロボ装置、各種情報を表示するＬＣＤ表示パネルなど、公知の部材を備えている。
【００１８】
図６（Ａ）には、ラインセンサ３６ｂの光電変換素子が出力する画素信号Ｖｘ（電圧）と時間の関係を示してある。図においてＶref は基準電圧である。画素信号Ｖｘは、各光電変換素子が積分した電荷分だけ時間経過とともに基準電圧Ｖrefから下降する。ＣＰＵ２１は、いずれかの画素信号Ｖｘが０Ｖに達した時または所定の最大積分時間経過時のいずれか早い時に、ラインセンサ３６ｂの全ての光電変換素子の積分を終了させる。ここで０Ｖは積分終了値（電圧）であり、被写体輝度が高いほど積分終了値に達するまでの時間は短くなる。つまり、画素信号Ｖｘの傾きは輝度に比例していて、各光電変換素子が受光した被写体光が明るいほど、つまり被写体が高輝度であるほど画素信号Ｖｘの傾きの絶対値が大きいことが分かる。なお、図６（Ａ）では、測距センサ３６が受光した最高輝度レベルの画素信号Ｖｅを基準（０ＥＶ）とし、画素信号Ｖｘのレベルが高い、即ち低輝度ほどＥＶ値が大きくなるように、輝度値ＥＶを画素信号Ｖｅに対する相対値で表している。画素信号Ｖａ〜Ｖｅは、それぞれ１ＥＶの輝度差の場合として示してある。
【００１９】
図６（Ａ）において最初に積分終了した画素信号Ｖｅの積分時間を時間ｔ１とし、時間ｔ１における各画素信号Ｖａ〜Ｖｅを０（Ｖ）〜Ｖref レンジで１０ビットＡ／Ｄ変換して求めた画素データＶａ´〜Ｖｅ´を図６（Ｂ）に棒グラフで示した。図において縦軸は画素データＶｘ´（Ａ／Ｄ変換値）を示し、横軸はラインセンサ３６ｂの各光電変換素子に付された符号を示していて、被写体輝度が高いほど棒軸が低くなっている。なお、ΔＥＶは基準電圧Ｖrefに対応する輝度と画素データＶｘ´（Ａ／Ｄ変換値）に対応する輝度の差分である。基準電圧Ｖrefの１０ビットA／Ｄ変換値をＶref´とすれば、ΔＥＶは下記の式で定義される。表１には、ΔＥＶと画素データＶａ´〜Ｖｅ´の関係を示した。
ΔＥＶ＝ｌｏｇ2（Ｖref´−Ｖｘ´）
【表１】
0003746944.tif 000002
【００２０】
図６（Ｃ）、（Ｄ）には、図６（Ｂ）に示す各画素データＶｘ´をさらに８ビットの０〜２５５階調に異なる対数変換レンジで対数変換した結果を棒グラフで示してある。図６（Ｃ）は１ＥＶを６４分割して対数変換（４ＥＶ対数変換）した結果である。図６（Ｄ）は１ＥＶを１２８分割して対数変換（２ＥＶ対数変換）した結果である。図において縦軸は対数変換値を示し、横軸はラインセンサ３６ｂの光電変換素子に付された符号を示している。本実施形態では、図６（Ｂ）に示す最も高輝度であった画素データＶｅ´を基準０［ＥＶ］として、上記の４ＥＶ対数変換を画素データＶｅ´との輝度差が４ＥＶ以内となる範囲について実行し、同様に、上記の２ＥＶ対数変換を画素データＶｅ´との輝度差が２ＥＶ以内となる範囲について実行する。
【００２１】
図６（Ｂ）に示す画素データをそのまま測距演算に用いると、画素データの低輝度部分の分解能が低いため、使用者の所望する被写体が低輝度部分に存在するような場合には適切な測距演算値を得られないことがある。しかしながら、画素データを対数変換して低輝度部分の分解能を高めようとすると、逆に高輝度部分の分解能が低下しすぎるおそれがある。
【００２２】
そこで本実施形態では、測距センサ３６に積分を実行させ、測距センサ３６が出力した画素信号をＡ／Ｄ変換して画素データ（図６（Ｂ））を求め、求めた画素データを異なる２つのレンジ（４ＥＶ、２ＥＶ）で対数変換する。そして、４ＥＶ対数変換により求めた４ＥＶセンサデータ（図６（Ｃ））に基づき測距演算を行う。この測距演算では、低輝度部分の分解能を高くした４ＥＶセンサデータに基づき測距演算するので、所望する被写体が低輝度部分に存在する場合に有利である。しかし、４ＥＶセンサデータに基づく測距演算で有効な測距演算値が得られず、且つ被写体輝度が所定値以上であるときは、２ＥＶ対数変換により求めた２ＥＶセンサデータ（図６（Ｄ））に基づき測距演算を行うこととする。対数変換の変換レンジを狭くして対数変換を行えば高輝度部分の分解能が高くなるため、被写体輝度が高い場合に有利になる。
【００２３】
この、１度の積分で得た画素信号を異なる変換レンジで対数変換し、異なる変換レンジのセンサデータを得ること、及び被写体輝度に応じた適切な変換レンジのセンサデータを測距演算に用いることに本発明は特徴を有している。
本実施形態では、変換レンジを４ＥＶと２ＥＶの２段階に設定しているが、本発明はこれに限定されないのは勿論であり、変換レンジを３段階以上に設定した場合は、測距演算結果から次の測距演算に用いるセンサデータを選択する構成にもできる。なお、画素データ及びセンサデータはＲＡＭ２１ｃにメモリされる。
【００２４】
次に、カメラ１の動作について、図７〜図１０に示したフローチャートを参照してより詳細に説明する。図７は、撮影処理に関するフローチャートであり、この処理は測光スイッチＳＷＳがオンされたときに実行される。
【００２５】
この処理に入ると先ず、測光処理を実行して測距エリアの被写体輝度（測光値Ｂｖ）を求め、測距処理を実行して測距演算値を求める（Ｓ１１、Ｓ１３）。測距処理は、詳細は後述するが、測距センサ３６の各光電変換素子から出力された画素信号をＡ／Ｄ変換及び対数変換してセンサデータを求め、求めたセンサデータに基づいて測距演算を実行し、求めた測距演算値に基づいてフォーカシングモータ３０を駆動させる処理である。
【００２６】
測距処理後、測距エラーフラグがセットされているかどうかをチェックする（Ｓ１５）。測距エラーフラグがセットされているとき、即ち有効な測距演算値が得られなかったときは、使用者に注意を促すため緑ランプ１１を点滅し（Ｓ１５；Ｙ、Ｓ１９）、測距エラーフラグがクリアされているときは、緑ランプ１１を点灯して（Ｓ１５；Ｎ、Ｓ１７）、ＡＥ演算処理を実行する（Ｓ２１）。ＡＥ演算処理では、測光回路３７を介して求めた被写体輝度およびＤＸコード入力回路４５から求めたＩＳＯ感度などに基づいて適正シャッタ速度および適正絞り値を算出する。
【００２７】
そして測光スイッチＳＷＳがオンしているかどうかをチェックする（Ｓ２３）。測光スイッチＳＷＳがオンしていないときは、緑ランプ１１を消灯してリターンする（Ｓ２３；Ｎ、Ｓ２４）。測光スイッチＳＷＳがオンしているときは、レリーズスイッチＳＷＲがオンしているかどうかをチェックする（Ｓ２３；Ｙ、Ｓ２５）。レリーズスイッチＳＷＲがオンしていないときは、Ｓ２３へ戻り、測光スイッチＳＷＳがオフするかまたはレリーズスイッチＳＷＲがオンするまで待機する（Ｓ２５；Ｎ、Ｓ２３）。レリーズスイッチＳＷＲがオンしたときは、緑ランプ１１を消灯し、算出した絞り値に基づいて絞り制御回路２５を作動させてズームレンズ２の絞りを絞り込み、シャッタ速度に基づいてシャッタ制御回路３３を介してシャッタモータ３４を駆動させて露出する露出制御処理を実行する（Ｓ２５；Ｙ、Ｓ２７、Ｓ２９）。
【００２８】
露出制御処理終了後は、フィルム給送回路２７を介してフィルム給送モータ２８を作動させてフィルムを１コマ分巻き上げるが、１コマ分を巻き上げることができず最終コマの撮影が終了した場合はフィルムをすべて巻戻し、撮影処理を終了する（Ｓ３１）。
【００２９】
次にＳ１３で実行される測距処理について図８に示されるフローチャートを参照してより詳細に説明する。この処理に入ると先ず、Ｓ１１の測光処理で求めた測光値Ｂｖが所定値ａ以下かどうかをチェックする（Ｓ１０１）。
【００３０】
求めた測光値Ｂｖが所定値ａより大きかったときは、被写体輝度が十分に高いため、２ＥＶ対数変換フラグをクリアし、測距センサ３６の感度を低感度に設定し、測距センサ３６の積分を開始してタイムアップリミットＢをセットする（Ｓ１０１；Ｎ、Ｓ１０２、Ｓ１０３、Ｓ１０５）。２ＥＶ対数変換フラグは、後述するセンサデータ入力処理において２ＥＶ対数変換を実行するかどうかを設定するフラグであり、タイムアップリミットＢは測距センサ３６の最大積分時間である。ＣＰＵ２１は、いずれかの画素信号が積分終了値に達した時または最大積分時間経過時のいずれか早い時に測距センサ３６の積分を終了させ、画素信号を入力するセンサデータ入力処理を実行する（Ｓ１０７）。センサデータ入力処理は、詳細は後述するが、ラインセンサ３６ｂの各光電変換素子が出力した画素信号を１０ビットＡ／Ｄ変換するとともに４ＥＶ対数変換（４段階の対数変換）して４ＥＶセンサデータを求め、２ＥＶ対数変換フラグがセットされているときは、さらに２ＥＶ対数変換を実行して２ＥＶセンサデータを求める処理である。本実施形態では、４ＥＶセンサデータ及び２ＥＶセンサデータは８ビットデータである。センサデータ入力処理を実行したら、求めた４ＥＶセンサデータに基づき測距演算を実行し、有効な測距演算値が得られたかどうかをチェックする（Ｓ１０９、Ｓ１１１）。ＣＰＵ２１は測距演算値の信頼性が所定値以上あれば有効であると判断する。有効な測距演算値が得られなかった場合は、測距エラーフラグをセットしてリターンする（Ｓ１１１；Ｎ、Ｓ１１３）。有効な測距演算値が得られた場合は、Ｓ１４７へ進む（Ｓ１１１；Ｙ）。
【００３１】
求めた測光値Ｂｖが所定値ａ以下であったときは、被写体輝度が十分ではないため、２ｅＶ対数変換フラグをセットし、測距センサ３６の感度を低感度に設定してＡＦ補助投光回路３９を作動させ、被写体に補助光を照射しながら測距を開始してタイムアップリミットＢをセットし、センサデータ入力処理を実行する（Ｓ１０１；Ｙ、Ｓ１１４、Ｓ１１５、Ｓ１１７、Ｓ１１９）。センサデータ入力処理を実行したら、求めた４ｅＶセンサデータに基づき測距演算を実行し、タイムアップリミットＢがタイムアップしたかどうかをチェックする（Ｓ１２１、Ｓ１２３）。タイムアップリミットＢがタイムアップしていなかったとき、即ち被写体輝度が少しは高いときは、次に有効な測距演算値が得られたかどうかをチェックし（Ｓ１２３；Ｎ、Ｓ１２５）、有効な測距演算値が得られたときはＳ１４７へ進む（Ｓ１２５；Ｙ）。
【００３２】
タイムアップリミットＢがタイムアップしておらず、且つ有効な測距演算値が得られなかったときは、Ｓ１１９のセンサデータ入力処理で２ＥＶ対数変換した２ＥＶセンサデータに基づき測距演算を実行する（Ｓ１２５；Ｎ、Ｓ１２７）。ここで２ＥＶセンサデータを用いて測距演算を再実行するのは、４ＥＶセンサデータよりも変換レンジを狭くして対数変換した２ＥＶセンサデータでは４ＥＶセンサデータに比べて高輝度部分の分解能が高く、被写体が高輝度部分に存在する場合には有効な測距演算値が得られるからである。
【００３３】
２ＥＶセンサデータに基づく測距演算を実行したら、有効な測距演算値が得られたか否かをチェックし（Ｓ１２９）、有効な測距演算値が得られたときはＳ１４７へ進む（Ｓ１２９；Ｙ）。２ＥＶセンサデータを用いても有効な測距演算値が得られなかったときは、測距エラーフラグをセットしてリターンする（Ｓ１２９；Ｎ、Ｓ１３１）。
【００３４】
Ｓ１２３でタイムアップリミットＢがタイムアップしていたとき、すなわち被写体輝度が低かったときは、４ＥＶセンサデータに基づく測距演算で有効な測距演算値が得られたかどうかをチェックする（Ｓ１２３；Ｙ、Ｓ１３３）。有効な測距演算値が得られたときは、Ｓ１４７へ進む（Ｓ１３３；Ｙ）。
タイムアップリミットＢがタイムアップしていて、且つ有効な測距演算値が得られなかったときは（Ｓ１３３；Ｎ）、被写体輝度が低すぎるためだと考えられるので、２ＥＶ対数変換フラグをクリアし（Ｓ１３４）、測距センサ３６の感度を高感度に設定してＡＦ補助投光回路３９を作動させ、被写体に補助光を照射しながら測距を開始し（Ｓ１３５）、タイムアップリミットＣをセットして（Ｓ１３７）、センサデータ入力処理を実行する（Ｓ１３９）。タイムアップリミットＣはタイムアップリミットＢよりも長く設定されたタイマーである。
【００３５】
センサデータ入力処理を実行したら、求めた４ＥＶセンサデータに基づき測距演算を実行し、有効な測距演算値が得られたかどうかをチェックする（Ｓ１４１、Ｓ１４３）。有効な測距演算値が得られなかったときは、測距エラーフラグをセットしてリターンする（Ｓ１４３；Ｎ、Ｓ１４５）。有効な測距演算値が得られたときは、Ｓ１４７へ進み、測距エラーフラグをクリアし（Ｓ１４７）、測距演算値を確定して測距演算値からＬＬデータを算出し（Ｓ１４９、Ｓ１５１）、求めたＬＬデータに基づきレンズ駆動処理を実行してリターンする（Ｓ１５３）。
【００３６】
本実施形態では、測光処理で求めた測光値Ｂｖが所定値ａより大きければ、４ＥＶセンサデータに基づく測距演算で有効な測距演算値が得るのに十分なほど被写体輝度が高いと考えられるから、２ＥＶ対数変換は行わずに４ＥＶ対数変換のみを実行し、処理の迅速化を図っている。なお、測光値Ｂｖが所定値ａより大きくても、測光値Ｂｖが所定値ａ未満である場合と同様に４ＥＶ及び２ＥＶ対数変換を実行してもよいのは勿論である。
【００３７】
次にＳ１０７、Ｓ１１９、Ｓ１３９で実行されるセンサデータ入力処理について図９に示されるフローチャート及び図６（Ｂ）を参照して詳細に説明する。本実施形態では、１個の画素信号をＡ／Ｄ変換して対数変換する間に、次の画素信号をＡ／Ｄ変換する構成にしている。この処理に入ると先ず、Ａ／Ｄ変換器２１ａを起動して測距センサ３６から出力された最初の画素信号を１０ビットＡ／Ｄ変換して画素データを求める（Ｓ２０１）。画素信号及び画素データ（Ａ／Ｄ変換値）は被写体輝度が低いほど大きくなる（図６（Ｂ）参照）。画素信号のＡ／Ｄ変換が完了したら、求めた画素データと基準電圧Ｖref のＡ／Ｄ変換値Ｖref´を比較する（Ｓ２０３；Ｙ、Ｓ２０５）。本実施形態では、電圧０Ｖを０、基準電圧Ｖref の１０ビットＡ／Ｄ変換値Ｖref´を１０２３としている。求めた画素データが基準電圧Ｖref´よりも小さいときは、基準電圧Ｖref´から画素データを引いた値をＷＤＡＴＡとしてメモリする（Ｓ２０５；Ｙ、Ｓ２０７）。画素データが基準電圧Ｖref´以上であるときは、０をＷＤＡＴＡとしてメモリする（Ｓ２０５；Ｎ、Ｓ２０９）。したがって、被写体輝度が低い部分ほどＷＤＡＴＡの値は小さくなる。
【００３８】
次に、カウンタ２１ｂに測距センサ３６から出力される画素信号の総数をセットし、Ａ／Ｄ変換器２１ａを起動して次の画素信号を入力及びＡ／Ｄ変換を開始し、このＡ／Ｄ変換と並行して対数処理を行い、Ａ／Ｄ変換が完了するまで待機する（Ｓ２１１、Ｓ２１３、Ｓ２１５、Ｓ２１７；Ｎ）。対数処理は、詳細は後述するが、Ｓ２０７またはＳ２０９でメモリしたＷＤＡＴＡを８ビットに４ＥＶ対数変換及び（または）２ＥＶ対数変換する処理である。Ａ／Ｄ変換が完了したら、Ｓ２０５〜Ｓ２０９と同様に、求めた画素データ及び基準電圧Ｖref´からＷＤＡＴＡを求め、ＲＡＭ２１ｃにメモリする（Ｓ２１７；Ｙ、Ｓ２１９、Ｓ２２１、Ｓ２２３）。ＷＤＡＴＡをメモリしたら、カウンタ値を１減算し、カウンタ値が１になるまでＳ２１３からＳ２２５の処理を繰り返す（Ｓ２２５、Ｓ２２７；Ｎ、Ｓ２１３〜Ｓ２２５）。そして、カウンタ値が１になったときは、対数処理を実行し、カウンタ値が２のときに求めた画素データ、すなわち最後の画素データを４ＥＶ対数変換及び（または）２ＥＶ対数変換してリターンする（Ｓ２２７；Ｙ、Ｓ２２９）。
【００３９】
次にＳ２１５、Ｓ２２９で実行される対数処理について図１０に示されるフローチャート及び図６（Ｂ）〜（Ｄ）を参照してより詳細に説明する。本実施形態では、この処理により、１０ビットＡ／Ｄ変換された各画素データを４ＥＶ対数変換および２ＥＶ対数変換して、８ビットの４ＥＶセンサデータおよび２ＥＶセンサデータを求める。
【００４０】
先ず、ＷＤＡＴＡをＷＤＡＴＡ２にメモリする（Ｓ３０１）。そして、ＷＤＡＴＡ値が５１２以上であるときは、次式；１９２＋（ＷＤＡＴＡ−５１２）／８により算出した値をＷＤＡＴＡ´とし、２５５からＷＤＡＴＡ´を減算した値を４ＥＶセンサデータとしてメモリし、Ｓ３２３へ進む（Ｓ３０３；Ｙ、Ｓ３０５、Ｓ３２１）。ＷＤＡＴＡが２５６以上５１２未満であるときは、次式；１２８＋（ＷＤＡＴＡ−２５６）／４により算出した値をＷＤＡＴＡ´とし、２５５からＷＤＡＴＡ´値を減算した値を４ＥＶセンサデータとしてメモリし、Ｓ３２３へ進む（Ｓ３０３；Ｎ、Ｓ３０７；Ｙ、Ｓ３０９、Ｓ３２１）。ＷＤＡＴＡ値が１２８以上２５６未満であるときは、次式；６４＋（ＷＤＡＴＡ−１２８）／２により算出した値をＷＤＡＴＡ´とし、２５５からＷＤＡＴＡ´値を減算した値を４ＥＶセンサデータとしてメモリし、Ｓ３２３へ進む（Ｓ３０７；Ｎ、Ｓ３１１；Ｙ、Ｓ３１３、Ｓ３２１）。ＷＤＡＴＡが６４以上１２８未満であるときは、次式；ＷＤＡＴＡ−６４により算出した値をＷＤＡＴＡ´とし、２５５からＷＤＡＴＡ´を減算した値を４ＥＶセンサデータとしてメモリし、Ｓ３２３へ進む（Ｓ３１１；Ｎ、Ｓ３１５；Ｙ、Ｓ３１７、Ｓ３２１）。ＷＤＡＴＡが６４未満であるときは、０をＷＤＡＴＡ´とし、２５５からＷＤＡＴＡ´値を減算した値、つまり２５５を４ＥＶセンサデータとしてメモリし、Ｓ３２３へ進む（Ｓ３１５；Ｎ、Ｓ３１９、Ｓ３２１）。
したがって、画素データＶｅ´との輝度差が４ＥＶを超える画素データは４ＥＶ対数変換によって全て２５５となり、画素データＶｅ´との輝度差が４ＥＶ以内となる輝度範囲について４ＥＶセンサデータが得られる（図６（Ｃ）参照）。
【００４１】
以上の４ＥＶ対数変換により、低輝度部分の分解能が高くなるため、低輝度部分と高輝度部分の分解能がほぼ等しい状態となり、被写体の焦点状態を容易に判別することができるようになる。したがって、所望する被写体が低輝度部分に存在する場合でもＳ１０９、Ｓ１２１、Ｓ１４１の測距演算で適正な測距演算値を得ることができる。
【００４２】
Ｓ３０３〜Ｓ３２１の４ＥＶ対数変換を実行したら、２ＥＶ対数変換フラグがセットされているかどうかをチェックする（Ｓ３２３）。２ＥＶ対数変換フラグがセットされていないとき、即ちＳ１０７またはＳ１３９のセンサデータ入力処理からこの対数処理に入ったときは、２ＥＶ対数変換を実行せずにリターンする（Ｓ３２３；Ｎ）。２ＥＶ対数変換フラグがセットされているとき、即ちＳ１１９のセンサデータ入力処理から対数処理に入ったときは、Ｓ３２５〜Ｓ３３５の２ＥＶ対数変換を実行する（Ｓ３２３；Ｙ）。
【００４３】
２ＥＶ対数変換を実行する場合は（Ｓ３２３；Ｙ）、Ｓ３０１でＲＡＭ２１ｃにメモリしたＷＤＡＴＡ２が５１２以上であるときは、次式；１２８＋（ＷＤＡＴＡ２−５１２）／４より算出した値をＷＤＡＴＡ２´とし、２５５からWDATA２´値を減算した値を２ＥＶセンサデータとしてメモリし、リターンする（Ｓ３２５；Ｙ、Ｓ３２７、Ｓ３３５）。ＷＤＡＴＡ２が２５６以上５１２未満であるときは、次式；（ＷＤＡＴＡ２−２５６）／２より算出した値をＷＤＡＴＡ２´とし、２５５からＷＤＡＴＡ２´を減算した値を２ＥＶセンサデータとしてメモリし、リターンする（Ｓ３２５；Ｎ、Ｓ３２９；Ｙ、Ｓ３３１、Ｓ３３５）。ＷＤＡＴＡ２値が２５６未満であるときは、０をＷＤＡＴＡ２´にメモリし、２５５からＷＤＡＴＡ２´値を減算した値、すなわち２５５を２ＥＶセンサデータとしてメモリし、リターンする（Ｓ３２９；Ｎ、Ｓ３３３、Ｓ３３５）。
したがって、画素データＶｅ´との輝度差が２ＥＶを超える画素データは２ＥＶ対数変換によって全て２５５となり、画素データＶｅ´との輝度差が２ＥＶ以内となる輝度範囲について２ＥＶセンサデータが得られる（図６（Ｄ）参照）。
【００４４】
Ｓ３２３〜Ｓ３３５の２ＥＶ対数変換により、高輝度部分の分解能を高くした２ＥＶセンサデータを得られるので、所望する被写体が高輝度部分に存在する場合でもＳ１２７の測距演算で適正な測距演算値を得ることができる。
【００４５】
以上のように、本実施形態では、測距センサ３６が出力する画素信号を異なるレンジ（２ＥＶ、４ＥＶ）で対数変換して４ＥＶセンサデータ及び２ＥＶセンサデータを求め、先ずレンジの広い４ＥＶセンサデータを用いることにより低輝度部分の分解能を高くして測距演算を実行するので、低輝度部分に使用者の所望する被写体が存在する場合にも適正な測距演算値を得ることができる。また、４ＥＶセンサデータを用いて測距演算したが適正な有効な測距演算値を得られず且つ被写体輝度が高いと判断できる場合は、４ＥＶセンサデータよりレンジの狭い２ＥＶセンサデータを用いることにより高輝度部分の分解能を高くして測距演算を実行するので、被写体輝度が高くコントラストが低い場合にも適正な測距演算値を得ることができる。
【００４６】
本実施形態では、１個の画素信号をＡ／Ｄ変換して４ＥＶ対数変換及び２ＥＶ対数変換する間に次の画素信号をＡ／Ｄ変換する、すなわち、同一の画素信号を異なる変換レンジで対数変換するので、変換レンジを変える毎に測距センサ３６に積分を実行させて画素信号を入力する必要がなくなり、測距センサ３６の駆動を少なくして消費電力を抑えることもできる。
【００４７】
以上の本発明は複数の測距エリアを備えた多点式測距装置にも適用することができる。その場合は、各測距エリア毎に、画素信号を入力してＡ／Ｄ変換し、さらに異なる変換レンジで対数変換する処理を実行すればよい。
【００４８】
以上、レンズシャッタ式カメラに搭載したパッシブ型ＡＦ測距装置に適用した実施形態について説明したが、本発明は一眼レフカメラに搭載されるパッシブ型ＡＦ測距装置などにも適用できる。
【００４９】
【発明の効果】
本発明によれば、受光手段が出力した画素信号をＡ／Ｄ変換して画素データを求め、さらに求めた画素データを異なる変換レンジで対数変換し、第１の変換レンジで対数変換して求めたセンサデータを用いて測距演算を実行するが、有効な測距演算値を得られなかったときは、被写体の存在する輝度範囲の分解能を高めるため、第１の変換レンジとは異なる変換レンジで対数変換して求めたセンサデータを用いて測距演算を行うので、適正な測距演算値を得ることができる。特に、有効な測距演算値を得られず、且つ被写体輝度が高かった場合は、第１の変換レンジよりも狭い変換レンジで対数変換すれば、高輝度部分の分解能が高いセンサデータを得られるので、測距精度が向上して適正な測距演算値を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の測距装置を搭載したレンズシャッタ式カメラの一実施の形態を示す正面図である。
【図２】  同レンズシャッタ式カメラの上面図である。
【図３】  同レンズシャッタ式カメラの背面図である。
【図４】  同レンズシャッタ式カメラの回路構成の主要部を示すブロック図である。
【図５】  同レンズシャッタ式カメラの測距センサの概要を説明する図である。
【図６】  （Ａ）は同測距センサの画素信号と時間の関係を示す図であり、（Ｂ）は時間ｔ１における同測距センサの画素信号をＡ／Ｄ変換して求めた画素データ示す図であり、（Ｃ）、（Ｄ）は（Ｂ）の画素データを４ＥＶ、２ＥＶ対数変換して求めた４ＥＶセンサデータ、２ＥＶセンサデータを示す図である。
【図７】  同カメラの撮影処理に関するフローチャートを示す図である。
【図８】  同カメラの測距処理に関するフローチャートを示す図である。
【図９】  同カメラのセンサデータ入力処理に関するフローチャートを示す図である。
【図１０】  同カメラの対数処理に関するフローチャートを示す図である。
【符号の説明】
１  カメラ
２  ズームレンズ
２１  ＣＰＵ
２１ａ  Ａ／Ｄ変換器
２１ｂ  カウンタ
２１ｃ  ＲＡＭ
３５  測距回路
３６  測距センサ
３６ａ  セパレータレンズ
３６ｂ  ラインセンサ
３７  測光回路
【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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