(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンデンサに蓄えられた電荷を放電させて発光する放電管を有する投光手段と、
上記放電管による上記発光を順次異なる方向に切り換えて投光するための投光方向切換手段と、
上記投光の測距対象物からの反射光を受光し、上記測距対象物までの距離と入射光量に依存した光電変換信号を出力する受光手段と、
上記投光方向切換手段によって上記投光方向を切り換え測距する際に、前回の上記入射光量に従って次回の上記投光手段による投光光量もしくは上記受光手段のゲインを制御する制御手段と、
上記投光方向切換手段によって切り換えられた投光方向毎に、上記受光手段から出力される上記光電変換信号に基づいて上記測距対象物の距離を演算する距離演算手段と、
を具備したことを特徴とする測距装置。
【請求項２】
上記投光方向切換手段は、上記制御手段による上記投光光量もしくは上記ゲインの切り換え直後の投光方向を前回の投光方向に近接させることを特徴とする請求項１に記載の測距装置。
【請求項３】
コンデンサに蓄えられた電荷を放電させて発光する放電管を有し、投光方向を切り換えながら短い時間間隔で多数回発光可能な投光手段と、
上記投光の測距対象物からの反射光を互いに異なる２つの光路を介してそれぞれ受光し、上記それぞれの反射光の入射位置に依存した光電変換信号と入射光量に依存した光電変換信号とを出力する受光手段と、
上記投光方向を切り換え測距する際に、前回の上記入射光量に依存した光電変換信号に従って次回の上記投光手段による投光光量もしくは上記受光手段のゲインを制御する制御手段と、
切り換えられた投光方向毎に、上記受光手段から出力される上記距離に依存した光電変換信号に基づいて上記測距対象物の距離を演算する距離演算手段と、
を具備したことを特徴とする測距装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、被写体に対し測距用光を投射し、その反射信号光に基づいて被写体距離を検出するカメラの測距装置に係り、特にアクティブＡＦを採用したカメラの測距装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、アクティブＡＦ方式のカメラでは、投光源として高速で変調自在且つ制御容易な赤外発光ダイオード（ＩＲＥＤ）が主として採用されている。
そして、このＩＲＥＤに換えて、当該ＩＲＥＤよりも遥かに大きな光量を出力することが可能な、ストロボ装置などに用いられているＸｅ管を投光源に用いることでＳ／Ｎを向上し、高精度な測距を行うことが考えられている。
【０００３】
当該技術については、例えば特開昭５０−４３９１６号公報や特開昭６３−２６６４１０号公報等により開示されている。
そして、特に特開昭６３−２６６４１０号公報により開示された技術では、被写体距離が近距離の場合にはＩＲＥＤにより測距を行い、遠距離の場合には上記ストロボ装置の光を用いて遠距離までの測距を可能としていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開昭５０−４３９１６号公報により開示された技術では、近距離の被写体に対して強力なストロボ光を投射したときにおける回路の飽和等の問題について、その解決策が何等示されていなかった。
【０００５】
さらに、上記特開昭６３−２６６４１０号公報により開示された技術では、２つの投光手段を要する上に近距離のストロボ光を使用したＡＦ時には該反射信号しか検出していないので、被写体の反射率による測距誤差が大きいといった問題を有していた。
【０００６】
また、特開平４−２１２１３６号公報では、測距ユニット全体を回動させて測距する必要があるため、測距速度が遅く、アクチュエータも大型化してしまうといった問題があった。
【０００７】
従って、このような従来技術では、図１１に示すような画面内中央部に存在する被写体に対して高速且つ正確にピントを合わせることができなかった。
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、光投射型三角測距によるＡＦを採用することにより、被写体の反射率による影響を軽減し、遠距離から近距離までの被写体に対応でき、投射ビームをスキャンすることにより高速且つ広範囲の測距を可能としたマルチＡＦを可能とすることにある。
【０００８】
つまり、第１の発明は高速のスキャン式マルチＡＦとオートパワーコントロール又はオートゲインコントロールをいかに組み合わせるかという発明であり、第２の発明はスキャン式のＡＦとは独立したＸｅ管を用いたＡＦの効果的なパワーコントロールの具体的な方法についての発明でもある。特に第２の発明はスキャン方式のＡＦとは独立した発明となっている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の第１の態様による測距装置は、コンデンサに蓄えられた電荷を放電させて発光する放電管を有する投光手段と、上記放電管による上記発光を順次異なる方向に切り換えて投光するための投光方向切換手段と、上記投光の測距対象物からの反射光を受光し、上記測距対象物までの距離と入射光量に依存した光電変換信号を出力する受光手段と、上記投光方向切換手段によって上記投光方向を切り換え測距する際に、前回の上記入射光量に従って次回の上記投光手段による投光光量もしくは上記受光手段のゲインを制御する制御手段と、上記投光方向切換手段によって切り換えられた投光方向毎に、上記受光手段から出力される上記光電変換信号に基づいて上記測距対象物の距離を演算する距離演算手段とを具備したことを特徴とする。
【００１０】
そして、第２の態様による測距装置は、上記投光方向切換手段は、上記制御手段による上記投光光量もしくは上記ゲインの切り換え直後の投光方向を、前回の投光方向に近接させることを特徴とする。
【００１１】
さらに、第３の態様による測距装置は、コンデンサに蓄えられた電荷を放電させて発光する放電管を有し、投光方向を切り換えながら短い時間間隔で多数回発光可能な投光手段と、上記投光の測距対象物からの反射光を互いに異なる２つの光路を介してそれぞれ受光し、上記それぞれの反射光の入射位置に依存した光電変換信号と入射光量に依存した光電変換信号とを出力する受光手段と、上記投光方向を切り換え測距する際に、前回の上記入射光量に依存した光電変換信号に従って次回の上記投光手段による投光光量もしくは上記受光手段のゲインを制御する制御手段と、切り換えられた投光方向毎に、上記受光手段から出力される上記距離に依存した光電変換信号に基づいて上記測距対象物の距離を演算する距離演算手段と、を具備したことを特徴とする。
【００１２】
【作用】
即ち、本発明の第１の態様による測距装置では、投光手段は放電管を有しており、コンデンサに蓄えられた電荷を放電させて発光する。このとき、投光方向切換手段は該放電管による上記発光を順次異なる方向に切り換えて投光する。そして、受光手段は上記投光の測距対象物からの反射光を受光し、上記測距対象物までの距離と入射光量に依存した光電変換信号を出力し、制御手段は上記投光方向切換手段によって上記投光方向を切り換え測距する際に前回の上記入射光量に従って次回の上記投光手段による投光光量もしくは上記受光手段のゲインを制御する。さらに、距離演算手段は上記投光方向切換手段によって切り換えられた投光方向毎に上記受光手段から出力される上記光電変換信号に基づいて上記測距対象物の距離を演算する。
【００１３】
そして、第２の態様による測距装置は、上記投光方向切換手段は、上記制御手段による上記投光光量もしくは上記ゲインの切り換え直後の投光方向を前回の投光方向に近接させる。
【００１４】
さらに、第３の態様による測距装置は、投光方向を切り換えながら短い時間間隔で多数回発光可能な投光手段は放電管を有し、コンデンサに蓄えられた電荷を放電させて発光する。そして、受光手段は上記投光の測距対象物からの反射光を互いに異なる２つの光路を介してそれぞれ受光し、上記それぞれの反射光の入射位置に依存した光電変換信号と入射光量に依存した光電変換信号とを出力する。さらに、制御手段は、上記投光方向を切り換え測距する際に、前回の上記入射光量に依存した光電変換信号に従って次回の上記投光手段による投光光量もしくは上記受光手段のゲインを制御する。そして、距離演算手段は、切り換えられた投光方向毎に、上記受光手段から出力される上記距離に依存した光電変換信号に基づいて上記測距対象物の距離を演算する。
【００１５】
【実施例】
以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。
図１は本発明の第１の実施例に係る測距装置の構成を示す図である。
この図１に示すように、発光部３にはキセノン（Ｘｅ）管等による放電管１が接続されており、該放電管１の光の光軸上にはスリット５、投光レンズ２がそれぞれ配置されており、これらが一体となって投光部４を構成している。
【００１６】
上記投光部４より投光された光の被写体１１からの反射光の光路上には、該反射光を受光すべく受光部６が設けられており、該受光部６の出力はＣＰＵ１０及び光量判定部９の入力に電気的に接続されている。この光量判定部９の出力は上記ＣＰＵ１０の入力に電気的に接続されており、該ＣＰＵ１０の出力は上記受光部６，投光方向切換部７，光量制御部８，投光部４の入力にそれぞれ電気的に接続されている。そして、この投光方向切換部７，光量制御部８の出力は上記投光部４の入力に電気的に接続されている。
【００１７】
このような構成において、投光部４が発光部３により放電管１を発光させると、その光はスリット５、投光レンズ２を介して被写体１１に対して測距光として投射される。この発光部３は、放電管１に電荷を供給するコンデンサと、該コンデンサをチャージする昇圧回路、トリガ回路等からなり、一般のカメラのストロボ回路と同様の構成となっている。こうして被写体１１に照射された光は、該被写体１１により反射され、該反射光は受光部６により受光される。そして、受光部６は該入射光位置から三角測距の原理に従って被写体距離ｌと入射光量に依存した信号を算出し、光量判定部９，ＣＰＵ１０に出力する。
【００１８】
上記ＣＰＵ１０はワンチップマイコン等からなる演算制御回路であり、該ＣＰＵ１０は上記投光部４を制御し、これに同期して受光部６からの信号を受け被写体距離を演算する。さらに、ＣＰＵ１０は上記光量判定部９の判定結果に基づいて光量制御部８を介して上記投光部４の光量や受光部６の増幅率を制御する。
【００１９】
さらに、ＣＰＵ１０は、写真画面の各ポイントに存在する被写体の距離を求めるために、投光／受光を繰り返す度に投光方向切換部７を介して上記投光部４の投光方向を切り換える。
【００２０】
このように、第１の実施例に係る測距装置によるマルチＡＦの特徴は、可動部を投光部４の一部のみに配置することで、可動部（スキャン部）の軽量化を図ると共に、強力な放電管の光を照射してＳ／Ｎを改善することにより、可動部をノンストップとすることによる高速化を達成したことにある。
【００２１】
即ち、第１の実施例では、上記ノンストップのスキャンマルチＡＦの上記利点を失わないように、放電管１の投光による近距離時に回路が飽和するといった問題を解決すべく、光量オーバーが検出されてもスキャンを停止させず、次の測距ポイントの測距時に光量制御（パワーコントロール）又は増幅率制御（ゲインコントロール）をかけている。
【００２２】
以下、図２のフローチャートを参照して、第１の実施例に係る測距装置の動作を更に詳細に説明する。
ＣＰＵ１０はカメラのレリーズ動作に従って測距を開始すると、先ず測距ポイントを示す変数ｎをリセットし（ステップＳ１）、この変数ｎをインクリメントする（ステップＳ２）。そして変数ｎが所定値ｎ0 に達していない場合には（ステップＳ３）、Ａタイプの測距を行い、測距結果をｌn とする（ステップＳ４）。このＡタイプの測距は、投光部４の投光光量が大きいか又は受光部６のゲインが大きいタイプの測距であり、主として遠距離測距用の設定となっている。
【００２３】
続いて、光量判定部９の出力が信号光量過多の判定をしている場合には（ステップＳ５）、ＣＰＵ１０はステップＳ６に移行する。そして、上記光量判定部９の出力が信号光量過多の判定をしていない場合は（ステップＳ５）、投光方向切換部７により測距ポイントを変更した後、上記ステップＳ２に戻る（ステップＳ１２）。上記ステップＳ６に移行した場合にも測距ポイントを変更するが、このときはステップＳ１２の場合よりも測距ポイントの移動量を小さくする。これは、ステップＳ４の測距結果が信号光量過多によって信頼できないため、再度、その近傍のポイントを測距し直すためである。
【００２４】
このとき、同一の測距ポイントを測距し直そうとすると、測距ポイント毎に投光方向切換部７を停止させる必要があるが、そうしたシーケンスにすると、不図示のアクチュエータを停止させたり、再起動させたりするのに多大な時間を要し、タイムラグの増加につながる。かかる点に鑑みて、本実施例はアクチュエータをノンストップで駆動してタイムラグを無くし、光量やゲインを、そのときの測距の状況に最適化させながら高精度のマルチＡＦを達成しようとしている。
【００２５】
上記ステップＳ６，Ｓ１２の測距ポイント変更は、具体的には投光方向に連続的に切換えて、所定時間Δｔ毎に測距を行うことにより、等間隔のポイント測距を行うところを上記所定時間Δｔを変更することにより制御する。
【００２６】
続いてステップＳ７では、変数ｎをさらにインクリメントする。そして、該変数ｎが所定回数ｎ0 に達していない時には、Ｂタイプの測距を行う（ステップＳ９）。このＢタイプの測距は上記Ａタイプの測距より近距離の被写体に対応したもので、光量制御部８により光量を小さくするか、受光部６のゲインを落として測距を行うものである。
【００２７】
続いて、この測距等の信号光量が光量判定部９にて大きいか否かを判定し（ステップＳ１０）、大きいときにはΔｔ1 のタイミングをおいて、再度、Ｂ測距を行うために上記ステップＳ７に戻る（ステップＳ１３）。そして、このステップＳ１０で、信号光量が小さいときには、より短いタイミングΔｔ2 をおいて、Ａタイプの測距を行うために上記ステップＳ２に戻る。
【００２８】
このように、Ａ，Ｂタイプの２種類の測距を前回の受光光量に従って切換えながら各ポイントを測距していくが、ＡタイプからＢタイプ又はＢタイプからＡタイプへとタイプを切り換えるときは測距のピッチを細かくし、前回とほぼ同じポイントを再測距するようにしている。こうして所定回数ｎO回、ｎO個のポイントの測距が終了すると本シーケンスは終了する。
【００２９】
従って、第１の実施例に係る測距装置を用いて、図３（ａ）に示すようなシーンを撮影する場合には、画面１２内の測距ポイント１３が１，２，…と順次、背景を測距していき、人物１１を９番目の測距時に測距すると、光量判定部９が光量過多を判定するので、１０番目の測距ポイントの測距は光量を落とし、且つ９番目の測距ポイントの差を詰めた形での測距を行う。
【００３０】
このときの測距タイミングと光量をタイミングチャートで示すと図３（ｂ）に示すようになる。尚、このように、パワーコントロール、ゲインコントロールをかけるＡＦに係る技術の出願として、本願出願人の特開平１−１１６５１０号公報等が知られているが、放電管投光のものではなく、且つ同一ポイントを再測距する技術であった。
【００３１】
次に、図４及び図５を参照して、放電管１の光量制御について更に詳細に説明する。図４において、符号１及び４はそれぞれ図１の同符号により示される放電管、発光部にそれぞれ対応する。発光部４は放電電荷を蓄えるコンデンサ２３，２４をチャージする昇圧回路２２，２１やトリガ回路２０等からなる。このコンデンサ２３，２４は各々、放電管１を発光させるための電荷を蓄えるが、これらの充電は各々昇圧回路２２，２１によりダイオード２７，２８を介して３００Ｖ程度まで行われる。コンデンサ２３は３００μＦ，コンデンサ２４は２０μＦ程度であり、各々、Ａタイプの測距、Ｂタイプの測距用として用いられる。
【００３２】
そして、放電経路をスイッチングするＩＧＢＴなどからなるスイッチング部２５，２６のいずれかをＯＮさせ、放電管１に高い電圧をかけて放電管内を活性化させると、放電管１にコンデンサ２３，２４の電荷が流れ発光が開始する。
【００３３】
図５の光量（縦軸）と時間（横軸）の関係を示すグラフに示すように、コンデンサ２３を用いるとＡのような発光形態をとり、コンデンサ２４を用いるとＢのような発光形態をとる。即ち、Ａタイプは大な容量のコンデンサ２３を用いるために放電管のインピーダンスとの時定数によって長時間の発光が行われるが、Ｂタイプは小さな容量のコンデンサ２４を用いるために発光が短期間に終了する。
【００３４】
そして、Ｔ＝０を発光開始とするとき、ｔx の期間を待ってｔINT の帰還で測距を行うようにすると、発光開始時のトリガ回路２０によるノイズを防止することができ、且つＡタイプの発光のピーク付近での測距が可能となる。
【００３５】
一方、Ｂタイプのコンデンサは、ｔINT の付近で光量の減衰が始まっているタイプのものを用いる。これによって、Ａタイプの測距は大きな光量での測距、Ｂタイプの測距は小さな光量での測距が可能となる。
【００３６】
尚、スイッチング部２５，２６の切換によって、使用するコンデンサ２３，２４が切換られ、こうしてパワーコントロールが可能となる。また、ＣＰＵ１０によりＢタイプの発光時にはｔx を長めにすると更に光量が低下し、パワーコントロールとして効果的である。
【００３７】
次に図６を参照して、こうした投光部４を前提として、第１の実施例のその他の構成要素について説明する。
図６（ａ）において、放電管１及び発光部４については既に説明した。但し、放電管１の光束の一部を取り出すマスク５はモータドライバ３４を介してモータ３３と送りネジ３２によってＳＣの方向にスキャン制御可能となっている。
【００３８】
そして、図６（ｂ）に示すように、マスク５の窓部が投光レンズ光軸基準でＸscの位置にあるとき、投光レンズの焦点距離をｆT とすると、測距用光は図のθT の方向に投光される。このとき、
【００３９】
【数１】
0003735130.tif 000002
といった関係が成立する。従って、マスク５をスキャンしてＸscを変化させることにより、投光角θT が変化して種々の方向の測距を可能とする。
【００４０】
次に図７を参照して、受光レンズ３０ａ，３０ｂ及びＰＳＤ３１ａ，３１ｂ、比演算回路３５からなる上記受光部６について詳細に説明する。
受光レンズ３０ａ，３０ｂ及びＰＳＤ３１ａ，３１ｂは図７に示すように配置されており、被写体１１から反射してくる反射信号光は各受光レンズ３０ａ，３０ｂで集光され、各々ＰＳＤ３１ａ，３１ｂのｘa ，ｘb の位置に導かれる。
このとき、図７中、Ｓa ，Ｓb とｘa ，ｘb 及び被写体距離ｌとレンズとＰＳＤ間の距離ｆT の間には三角測距の原理より、
【００４１】
【数２】
0003735130.tif 000003
の関係が成立する。従って、被写体距離ｌは、
【００４２】
【数３】
0003735130.tif 000004
として求められるので、Ｓ，ｆTが定数のときｘa，ｘbを検出することにより算出可能である。このｘa，ｘbを検出する素子がＰＳＤ３１ａ，３１ｂで光の入射位置に従って２つの電流信号（Ｉ1a，Ｉ2a,Ｉ1b，Ｉ2b）を出力する。
【００４３】
これら出力は各ＰＳＤ３１ａ，３１ｂが発生する各光電流をｉpa，ｉpbとし、ＰＳＤ３１ａ，３１ｂの長さをｔとするとき、
Ｉ1a＝（ｘa／ｔ）・ｉpa    ，    Ｉ2a＝ｉpa−Ｉ1a
Ｉ1b＝（ｘb／ｔ）・ｉpb    ，    Ｉ2b＝ｉpb−Ｉ1b
と示されるので、ｘa，ｘbはＩ1a，Ｉ2a，Ｉ1b，Ｉ2bより、
【００４４】
【数４】
0003735130.tif 000005
といった関係により演算可能である。
【００４５】
さらに、両受光レンズ及びＰＳＤが全く同一の仕様なら、
Ｉ1a＋Ｉ2a＝ｉpa＝Ｉ1b＋Ｉ2b＝ｉpb
といった関係が成立するので、Ｉ1a，Ｉ2a，Ｉ1b，Ｉ2bを各々、
【００４６】
【数５】
0003735130.tif 000006
の形で演算することにより、上記（３）式のｘa ＋ｘb を求めることができる。
従って、図６の比演算回路３５はＩ1a＋Ｉ2a及びＩ1b＋Ｉ2bを低入力インピーダンスで吸い込んで増幅し、
【００４７】
【数６】
0003735130.tif 000007
に依存した信号を出力する後述する測距用アナログ回路となっている。ＣＰＵ１０は該信号から上記（３），（５）式を基に被写体距離ｌを演算する。尚、図７に示すような構成によるＡＦの利点は、図７中、Δｘのように反射光の起点重心位置がｘa ＋ｘb が等しくなるように点線で示すようにシフトするので、投光方向のガタによる誤差の影響を受けるところにある。従って、図６に示したスリット５がスキャン時にガタを伴っても測距用光（ビーム）が被写体に当たりさえすれば、基本的に正確な測距が可能となる。
【００４８】
次に本発明の第２実施例に係る測距装置について説明する。
図８は第２の実施例に係る測距装置の構成を示す図である。尚、レンズ３０ａ，３０ｂ、ＰＳＤ３１ａ，３１ｂ及び測距回路３５については上記第１の実施例と同様であり、放電管１及び投光レンズ２と発光部３からなる投光部４についても既に説明した通りであるので、これらについては説明を省略する。
【００４９】
第２の実施例の特色は、放電管１の光を被写体に投射する光路を２つに分け、一方をＮＤフィルタ４１を介することにより光量の低減を行ったことにある。つまり、遠距離の測距用の光は放電管１からマスク５の５ａの窓から直接大きな投光レンズ２を介して被写体に投射されるが、放電管１から下方に分岐した光はミラー４２で反射され、マスク５の窓５ｂを通過した後、ＮＤフィルタ４１で光量を減衰させて小さな投光レンズ４３から投射される。
【００５０】
このとき、マスク５の窓５ｂが５ａより小さいこと、放電管１からマスク窓５ｂの至るまでの光路が窓５ａを通過する場合より長いこと、レンズ４３が小さいこと等も、この光路による測距用光を小さくするのに役立っているので、必ずしもＮＤフィルタ４１が必要というわけではない。
【００５１】
こうしてマスク５の移動方向に対して異なる位置に窓５ａ，５ｂを設けたので、マスクスキャン部４０（図１の投光方向切換部７に相当）がマスク５を矢印の方向に定速で移動されながら放電管１を一定間隔で発光させると、図９に示すように画面１２内に１乃至１２で示した順及び位置で測距用光が投射される。
【００５２】
そして、図９中、１〜６までのレンズ２を用いた測距が所定の入射光量を越えない時は、７〜１２までのレンズ４３を用いた測距は行わないようにして省エネルギー化を図る。この入射光量の判定は、測距用回路３５が行うようにする（受光レンズ３０ａ，３０ｂ、ＰＳＤ３１ａ，３１ｂ及び回路３５がクレーム上の受光手段に相当する）。
【００５３】
逆に、図９中、１〜６までの測距等にＰＳＤ３１ａ，３１ｂに入射した光量が所定値を越えたときは、引き続き放電管１を間欠発光させ、７〜１２までの少ない光量で測距を行う。
【００５４】
また、図９中の１〜６の測距時、５ポイントのみ入射光量オーバー時にはポイント１１を測距するタイミングで発光部４を介して放電管１を投光させるようにしてもよい。尚、これらの判定制御は、ＣＰＵ１０が行うものとする。
【００５５】
以上説明したように、第２の実施例に係る測距装置は、画面内複数のポイントに対して大光量の放電管１を用いて測距用光を投射する投光部４と、被写体からの反射信号光を受光する受光部６と、上記投光部の投光方向を切り換えるマスク５と、マスクスキャン部４０からなる投光方向切換部７とで構成される。
【００５６】
そして、投光部４の光路を複数に分割し、一方の光量を大きく、他方の光量を小さくし、上記大きな光量を用いて投光方向を切り換えながら測距を行った結果によって小さい光量による測距を行うか否かを決定するようにした。
【００５７】
これにより、画面内複数のポイントを測距でき、且つ遠距離から近距離まで広いレンジの被写体に対応する測距装置が提供可能となる。
以上説明した実施例は、いずれも投光光量を切り換える実施例であった。
【００５８】
図１０に示す構成の第３の実施例は受光側の増幅率を切り換えて測距を行う例である。この第３の実施例の基本構成は先に図６に示した構成と同じなので、ここでは測距用回路３５を重点的に説明し、レンズ３０ａ，３０ｂ、ＰＳＤ３１ａ，３１ｂの配置も図示し直し、その他の投光部等についての説明は省略する。
【００５９】
この図１０において、ＰＳＤ３１ａ，３１ｂがＩ1a，Ｉ2a，Ｉ1b，Ｉ2bの信号電流を出力することは上記（４）式の前で既に説明した。そして、プリアンプ５０，５１，６０，６１は、これらの電流を低インピーダンスで吸い込む為の回路であり、プリアンプ５０，５１，６０，６１は組みになっており、いずれの組み合わせを用いるかはＣＰＵ１０によって切換自在となっている。
【００６０】
さらに、プリアンプ５０，５１は増幅率が高いタイプであり、Ｉ1a＋Ｉ1b，Ｉ2a＋Ｉ2bを各々、ＮＰＮトランジスタ５２，５３のベースに流し込み、圧縮ダイオード５４，５５にトランジスタの電流増幅率β倍した電流を流す。
【００６１】
バッファ５６，５７は、上記ダイオード５４，５５の出力電圧を差動型に構成されたペアのＮＰＮトランジスタ７２，７３のベースに入力する。
そして、この圧縮ダイオード５４，５５の出力差はトランジスタ７２，７３のベース電圧差となるので、トランジスタ７２，７３のコレクタ電流をＩ72，Ｉ73すると、
【００６２】
【数７】
0003735130.tif 000008
といった関係が成立し、
【００６３】
【数８】
0003735130.tif 000009
となる。また、定電流源７５の電流値をＩ0 とすると、
【００６４】
【数９】
0003735130.tif 000010
なので、
【００６５】
【数１０】
0003735130.tif 000011
となる。
【００６６】
従って、図１０には図示してしないが、投光部が測距用光を投射するのに同期して電流値７５をＯＦＦ状態から一定期間ＯＮさせると、コンデンサ７４には上記（１０）式、つまり、上記（６）式に比例した電圧が発生する。尚、コンデンサ７４は、投光に先立って図示していない電圧初期化回路により出力電圧を所定電圧に初期化しておくものとする。
【００６７】
このコンデンサ７４の出力電圧をＣＰＵ１０が内蔵のＡ／Ｄ変換器で読み込めば、上記（５），（３）式を用いて被写体距離ｌが演算できる。
しかし、このような回路では、ＰＳＤの出力電流が極端に大きいとき、増幅トランジスタ５２，５３の増幅率や圧縮ダイオード５４，５５の圧縮出力特性が設計のねらいからはずれてくる。このような回路を前提としているので、先の実施例では、放電管１の発光形態を変えたり、投光光路を切換したりして、受光信号量が極端に大きくならないように投光光量を制御した。
【００６８】
これに対して、第３の実施例では、プリアンプ５０，５１と切換でプリアンプ６０，６１を用いることで、上記ダイナミックレンジの対策をしている。
このプリアンプ６０，６１は、各々ＰＮＰトランジスタ６２，６３のエミッタ電流としてＩ1a＋Ｉ1b，Ｉ2a＋Ｉ2bを入力し、カレントミラーを構成するＮＰＮトランジスタ６４，６５，６６及び６７，６８，６９からなる回路にこれらの電流を流し込む。増幅トランジスタ５２，５３とは異なり、トランジスタ６２，６３には電流増幅率はほぼ“１”なので、ＮＰＮトランジスタ６５，６６及び６８，６９には各々のＩ1a＋Ｉ1b，Ｉ2a＋Ｉ2bの電流が流れる。
【００６９】
従って、プリアンプ５０，５１がＯＦＦで、プリアンプ６０，６１がＯＮの時、圧縮ダイオード５４，５５にはトランジスタ６５，６８を介してＩ1a＋Ｉ1b,I2a＋Ｉ2bの電流が流れる。これは、β倍されているかいないかだけの差異なので、比率は変わらず、プリアンプ６０，６１使用時もコンデンサ７４に発生する電圧は（１０）式に比例したものとなる。
【００７０】
一方、トランジスタ６６，６９を介した電流は、抵抗７０に加算されて流れるため、抵抗７０にはＰＳＤ３１ａ，３１ｂの全出力電流の和である（Ｉ1a＋Ｉ1b；＋Ｉ2a＋Ｉ2b）が流れ、これに比例した電圧出力が発生する。
【００７１】
つまり、抵抗７０の出力電圧はＰＳＤに入射する信号光量が大きければ大きい程大きくなる。従って、コンパレータ７１によってＰＳＤへの入射信号光が所定値より大きいか小さいかが判定可能となる（以上、光量判定部９に相当）。ＣＰＵ１０は、このような回路の出力を用いて回路の切換制御、測距演算、シーケンス制御等を行う。
【００７２】
以上説明したような第３の実施例に係る測距装置を用いて、図３（ａ）のようなシーンの測距を行う場合、図３（ｃ）に示したように、先ずプリアンプ６０，６１を用いて小さいゲインにて全てのポイントの測距を行う。
【００７３】
そして、所定の光量の信号光が入射しないことをコンパレータ７１の出力によって判定したときは、大きなゲインのプリアンプ５０，５１を用いて、再度、各ポイントを測距し直せばよい。
【００７４】
さらに、所定のポイントのみ信号量不足なら、その部分のみを大きなゲインで再測距してもよい。このとき、投光方向の切換は、図６（ｂ）に示したように、マスクをスキャンさせて行えばよい。また、先に図２に示したような、所定ポイント毎に光量判定を行い光量不足と判定された時は隣接する測距ポイントを再度大きなゲインで測距していく方式でもよい。
【００７５】
このように、ゲインを切換えて測距を行う先行例としては、特開平６４−３５５１９号公報により開示された技術があるが、マルチＡＦの一連のシーケンスの中で採用すると、同一ポイントを続けて再測距することからスキャン装置の停止、再起動制御が必要となり高速のマルチＡＦに応用することはできなかった。
【００７６】
以上説明したように、第３の実施例に係る測距装置では、第１の実施例のようにコンデンサを追加したり、第２の実施例のように光路切換を行わなくてもよいといった利点がある。
【００７７】
以上詳述したように、本発明の測距装置によれば、ゲインや光量を切換えて、遠距離から至近までの被写体に対応しつつスキャンメカを停止・再起動させることなく測距を行うので、高速で多点測距が行える。更に高速で画面内の複数のポイントを測距でき、且つ至近域から遠距離までワイドレンジに対応できる高性能マルチＡＦが単純な構成で達成することができる。
【００７８】
尚、本発明の上記実施態様によれば、以下のごとき構成が得られる。
（１）コンデンサに蓄えられた電荷を放電させて発光する放電管を有する投光手段と、
上記放電管による上記発光を順次異なる測距ポイントに切り換えて投光するための投光ポイント切換手段と、
上記投光の被写体からの反射光を受光し、上記被写体までの距離と入射光量に依存した光電変換信号を出力する受光手段と、
上記投光ポイント切換手段と上記投光手段とを制御し、上記受光手段の出力から順次異なる測距ポイントの被写体距離を算出する演算制御手段と、
を有する測距装置において、
上記演算制御手段が上記受光手段の前回の出力結果に従って次回測距ポイントを切り換えて測距する時、上記投光手段の投光光量もしくは上記受光手段のゲインを切り換えることを特徴とする測距装置。
（２）上記投光ポイント切換手段は、上記演算制御手段による上記投光光量もしくは上記ゲインの切り換え直後の投光方向は、前回の投光方向に近接させることを特徴とする上記（１）に記載の測距装置。
（３）上記投光手段は投光光量の異なる複数の投光光路を有し、上記演算制御手段は前回の出力結果に従って上記投光光路を切り換える上記（１）または（２）に記載の測距装置。
（４）上記演算制御手段は、上記入射光量が大きい場合に次回の投光光量を減少させる上記（１）乃至（３）に記載の測距装置。
（５）上記演算制御手段は、上記入射光量が小さい場合に次回の投光光量を増加させる上記（１）乃至（４）に記載の測距装置。
（６）上記投光ポイント切換手段は、上記放電管の前方に配置されたマスクを走査する走査手段を有する上記（１）乃至（５）に記載の測距装置。
（７）上記投光ポイント切換手段は、第１の投光光量で被写体に投光し、所定範囲の被写体に投光終了後に、第２の投光光量で被写体に投光を行う上記（１）乃至（６）に記載の測距装置。
（８）上記投光手段は複数のコンデンサを有し、上記入射光量に従って上記複数のコンデンサのいずれかを選択すると共に、上記円座案制御手段は上記放電管の発光開始から各測距ポイント毎の測距動作を開始するまでの時間を切り換える上記（１）乃至（７）に記載の測距装置。
（９）コンデンサに蓄えられた電荷を放電させて発光する放電管を有する投光手段と、
上記投光の測距対象物からの反射光を受光し、上記測距対象物までの距離と入射光量に依存した光電変換信号を出力する受光手段と、
前回の上記入射光量に従って次回の上記投光手段による投光光量もしくは上記受光手段のゲインを制御する制御手段と、
上記受光手段から出力される上記光電変換信号に基づいて上記測距対象物の距離を演算する距離演算手段と、
を具備したことを特徴とする測距装置。
（１０）上記投光手段は、複数の容量の異なるコンデンサを有し、上記入射光量に従って次回使用するコンデンサを切り換えるコンデンサ切換手段を有する上記（９）に記載の測距装置。
（１１）上記距離演算手段は、上記コンデンサ切換手段によって選択されたコンデンサの容量に応じて、発光開始から測距動作を始めるまでの時間を制御する上記（１０）に記載の測距装置。
（１２）コンデンサに蓄えられた電荷を放電させて発光する放電管と、この放電管を励起するトリガ手段を有する投光手段と、
上記投光の測距対象物からの反射光を受光し、上記測距対象物までの距離に依存した光電変換信号を出力する受光手段と、
上記トリガ手段による上記放電管の励起開始から所定時間後に、上記光電変換信号に基づいて測距動作を開始する制御手段と、
を具備したことを特徴とする測距装置。
【００７９】
上記（１）の実施態様によれば、アクティブ方式の測距装置において、複数の測距ポイントを近距離から遠距離に至るまで、被写体からの反射光量に基づく光電変換信号が適正となるので、正確に測距することができる。上記（２）の実施態様によれば、光電変換信号が適正でなかった場合でも近接する測距ポイントについて測距を行うので、測距ポイントを高速に切換えることができる。上記（３）の実施態様によれば、簡単な構成で被写体への投光光量を切換えることができる。上記（４）または（５）の実施態様によれば、光電変換信号が適正でなかった場合に次回の測距では適正とすることができる。上記（６）の実施態様によれば、比較的軽いマスクを移動させるだけなので、簡単な構成で測距ポイントを切換えることができる。上記（７）の実施態様によれば、所定範囲を予め第１の投光光量で投光した後に第２の投光光量で投光するので、一連の測距を迅速に行うことができる。上記（８）の実施態様によれば、投光光量を切換えるためにコンデンサを用い、かつコンデンサの発光特性を利用しているので、簡単な構成となる。上記（９）の実施態様によれば、放電管の発光量もしくは受光量が適正でなくても次回の投光で正確な測距を行うことができる。上記（１０）の実施態様によれば、複数のコンデンサによって発光量を切換えることができる。また、上記（１１）の実施態様によれば、適切なタイミングで測距を行うことができる。上記（１２）の実施態様によれば、放電管の放電開始時に発生するノイズの影響を受けないので、正確な測距を行うことができる。
【００８０】
【発明の効果】
本発明によれば、光投射型三角測距によるＡＦを採用することにより、被写体の反射率による影響を軽減し、遠距離から近距離までの被写体に対応でき、投射ビームをスキャンすることにより高速且つ広範囲の測距を可能としたマルチＡＦを可能とする測距装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係る測距装置の構成を示す図である。
【図２】第１の実施例に係る測距装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】（ａ）は画面１２内の測距ポイント１３を示す図で、（ｂ），（ｃ）はそのときの測距タイミングと光量の関係を示すタイミングチャートである。
【図４】放電管１の光量制御について説明するための図である。
【図５】放電管１の光量制御について説明するための図である。
【図６】第１の実施例の構成要素について詳細に示す図である。
【図７】受光レンズ３０ａ，３０ｂ及びＰＳＤ３１ａ，３１ｂ、比演算回路３５からなる上記受光部６について詳細に説明するための図である。
【図８】第２の実施例に係る測距装置の構成を示す図である。
【図９】画面１２内に１乃至１２で示した順及び位置で測距用光が投射される様子を示す図である。
【図１０】第３の実施例は受光側の増幅率を切り換えて測距を行う構成を詳細に示す図である。
【図１１】従来技術により高速且つ正確にピントを合わせることができなかった画面内中央部に被写体が存在する構図を示す図である。
【符号の説明】
１…放電管、２…投光レンズ、３…発光部、４…投光部、５…絞り、６…受光部、７…投光方向切換部、８…光量制御部、９…光量判定部、１０…ＣＰＵ、１１…被写体。
【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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