JP3645800B2

JP3645800B2 - 測距装置

Info

Publication number: JP3645800B2
Application number: JP2000247764A
Authority: JP
Inventors: 尚人中原
Original assignee: ペンタックス株式会社
Priority date: 2000-08-17
Filing date: 2000-08-17
Publication date: 2005-05-11
Anticipated expiration: 2020-08-17
Also published as: JP2002062468A; DE10140343A1; US20020021896A1; DE10140343B4; US6597867B2

Description

【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適正な測距演算値が得られない場合があった。例えば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、低輝度部分の分解能が低いため、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、被写体光を各測距エリア毎に受光して積分し、出力する受光手段と、該受光手段の出力を所定の変換レンジで対数変換する対数変換手段と、所定の基準輝度範囲に対応する前記受光手段の出力に基づいて、コントラストが所定値よりも低いか否かを各測距エリア毎に判定する判定手段と、前記判定手段によってコントラストが所定値よりも低いと判定された測距エリアについては、前記基準輝度範囲よりも狭く、且つ、該測距エリアの平均相対輝度を含む所定の輝度範囲に対応する前記受光手段の出力を、前記対数変換手段に再度対数変換させる制御手段と、を備えたことに特徴を有している。この構成によれば、低輝度または高輝度でコントラストが低い測距エリアでも、数値上、コントラストが明確な変換データを得ることができる。そのため、コントラストが明確な変換データに基づいて測距演算を実行することができ、測距精度の向上を図ることができる。
【０００５】
【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のカメラボディ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、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４〜６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、パッシブ型測距センサ、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。
【０００６】
カメラボディ１の上飾り板７には、図２に示すように、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。カメラボディ１の背面には、図３に示すように、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、カメラボディ１の背面のファインダ接眼窓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。
【０００７】
次に、カメラボディ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ＲＡＭ２１ａ、及びＡ／Ｄ変換器２１ｂを内蔵している。ＣＰＵ２１は、カメラボディ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、対数変換手段、判定手段、演算手段として機能する。
【０００８】
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。
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。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ボディ１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。ズームレンズ２の焦点距離、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。
【０００９】
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、測光窓６から入射した被写体光を測光センサ３７ａ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。測光センサ３７ａはいわゆる分割測光センサであり、撮影範囲を複数の測光エリアに分割した各測光エリア内の被写体について測光ができる。
【００１０】
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適正シャッタ速度および適正絞り値を演算する。ＤＸコード入力回路４５は、カメラボディ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。また、ＣＰＵ２１は、測距回路３５の出力に基づいて測距演算を実行し、所定条件を満たす測距演算値を選択できたときは、選択した測距値に基づいてフォーカスモータ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を介してフォーカスモータ３２を駆動するとともに、緑ランプ１１を点灯させる。所定条件を満たす測距演算値を選択できなかったときは、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。
【００１１】
測距回路３５は、各測距エリア内に含まれる被写体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画素信号（アナログ信号）に変換して出力する測距センサ３６（受光手段）を有している。測距センサ３６は、図５に示すように、被写体像を形成する被写体光束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上に結像する。このラインセンサ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。なお、本実施形態でラインセンサ３６ｂは、撮影画面（不図示）の中央部に対応する測距エリアＣ、右側に対応する測距エリアＲ、および左側に対応する測距エリアＬの３個の測距エリアについて測距できるように形成されている。
【００１２】
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、算出した適正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、適正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はフィルム給送回路２７を介してフィルム給送モータ２８を作動させ、フィルム給送信号入力回路４１から出力されるフィルム給送信号を入力してフィルム給送量を検知しながらフィルムを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を巻き戻し作動させてフィルムの巻戻しを行う。
【００１３】
以上は本カメラの主要部材であるが、本カメラは、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。
【００１４】
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）と時間の関係の一例をグラフで示してある。同グラフにおいて、縦軸は電圧、横軸は積分時間であり、符号Ｖrefは基準電圧である。各光電変換素子の積分値（電荷量）は時間の経過とともに増大するので、画素信号Ｖｘは各光電変換素子が積分した電荷量に応じて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、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、高輝度ほど画素信号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、最高輝度である画素信号Ｖｅを基準（０ＥＶ）とし、画素信号Ｖｘ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。
【００１５】
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〜Ｖref（Ｖ）レンジで１０ビットＡ／Ｄ変換した画素データ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。ΔＥＶは基準電圧Ｖrefに対応する輝度と画素データＶｘ´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は式；ΔＥＶ＝ｌｏｇ₂（Ｖref´−Ｖｘ´）で定義される。なお、電圧０Ｖから基準電圧Ｖrefまでの輝度範囲はΔ１０ＥＶに相当する。
そして、図６（Ｂ）において最も高輝度であった画素データＶｅ´を基準０ＥＶとし、この基準０ＥＶとの輝度差がΔ０ＥＶ〜Δ４ＥＶ以内となる範囲の画素データ（０〜２５５）を４段階に対数変換（４ＥＶ対数変換）して求めた４ＥＶ変換データを図６（Ｃ）に棒グラフで示した。本実施形態の４ＥＶ対数変換では、各Δ１ＥＶあたりの分解能を６４階調とする８ビット（０〜２５５階調）の４ＥＶ変換データを求める。
【００１６】
図６（Ｂ）の画素データ（Ａ／Ｄ値）は、高輝度部分の分解能に比べて低輝度部分の分解能が低い。そこで、低輝度部分と高輝度部分の分解能をほぼ等しくするため、例えば、画素データを４ＥＶ対数変換し、求めた４ＥＶ変換データ（図６（Ｃ））に基づき測距演算を実行する。そして、この４ＥＶ変換データに基づく測距演算で適正な測距演算値が得られなかった場合には、適正な測距演算値が得られるまで、変換レンジの異なる変換データに基づき測距演算を繰り返すことも可能である。しかしながら、コントラストが低い場合には、変換レンジの異なる変換データを測距演算に使用しても適正な測距演算値を得られないことが多い。その場合に測距演算を繰返し実行するのは、演算時間が無駄となる。
【００１７】
そこで本発明は、先ず、各測距エリアの平均相対輝度を求める。ここで「平均相対輝度」とは、測距センサ３６が出力した画素信号を測距エリア毎に平均した値であるが、本実施形態では、４ＥＶ変換データをΔ４ＥＶ（最低輝度）からの差分に変換して各測距エリア毎に平均した値を「平均相対輝度」として求める。次に、４ＥＶ変換データに基づいて測距演算を実行する。そして、適正な測距演算値が得られなかった測距エリアについては、４ＥＶ変換データに基づいてコントラストをチェックし、コントラストが所定値よりも低ければ、測距エリアの平均相対輝度を含む所定の輝度範囲（本実施例ではΔ２ＥＶ）の画素データについて２ＥＶ対数変換を実行し、求めた２ＥＶ変換データを測距演算に使用する。
【００１８】
このように、測距エリアの平均相対輝度を含む輝度範囲の分解能を高くした２ＥＶ変換データに基づき測距演算を実行すれば、低輝度または高輝度でコントラストが低い測距エリアについても適正な測距演算値を得ることができる。
【００１９】
図７（Ａ）は、求めた４ＥＶ変換データの一例であり、縦軸は最高輝度に対する輝度差ΔＥＶを示し、横軸は測距エリアを示している。ＣＰＵ２１は、各測距エリア毎に４ＥＶ変換データの最大値と最小値の差を求め、その差が所定値以下である場合（本実施形態では差が１ＥＶ以下である場合）をコントラストが低いと判定する。なお、コントラストの判定方法は任意であり、例えば隣り合う画素データの差の絶対値の和によって判断してもよい。
コントラストが十分あると判定された測距エリア、例えば測距エリアＣでは、コントラストが十分明確な４ＥＶ変換データを得られたので、４ＥＶ変換データを測距演算に使用する（図７（Ｃ））。
【００２０】
一方、コントラストが低いと判定された測距エリアでは、その測距エリアの平均相対輝度を含む所定の輝度範囲（本実施形態では２ＥＶ単位の輝度範囲）の画素データを対数変換（２ＥＶ対数変換）する。本実施形態の２ＥＶ対数変換では、各Δ１ＥＶあたりの分解能を１２８とする８ビット（０〜２５５階調）の２ＥＶ変換データを求める。
例えば図７（Ａ）の測距エリアＲでは、平均相対輝度が約１ＥＶで所定値２ＥＶ未満なので、平均相対輝度を含むΔ２ＥＶ〜Δ４ＥＶの低輝度範囲の画素データを２ＥＶ対数変換し、２ＥＶ変換データを求める（図７（Ｄ））。また図７（Ａ）の測距エリアＬでは、平均相対輝度が約３．８ＥＶで所定値２ＥＶ以上なので、平均相対輝度を含むΔ０ＥＶ〜Δ２ＥＶの高輝度範囲の画素データを２ＥＶ対数変換し、２ＥＶ変換データを求める（図７（Ｂ））。
なお本実施形態では、平均相対輝度と比較する所定値を２ＥＶに設定しているが、この所定値は任意であって複数の値を設定してもよく、測距センサ３６の性能などに応じて適宜設定する。
【００２１】
次に、カメラボディ１の動作について、図８〜図１２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８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。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、各測距エリア毎に測距演算値を求め、求めた全測距演算値から所定条件を満たす測距演算値を選択し、選択し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。
【００２２】
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は、測距処理で所定条件を満たす測距演算値を求められなかったので、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。
【００２３】
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、次にレリーズスイッチ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、算出した適正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、適正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）。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ていた場合は、フィルムをすべて巻戻し、撮影処理を終了する（Ｓ３１）。
【００２４】
次にＳ１３で実行される測距処理について図９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、測距センサ３６に積分を開始させ（Ｓ１０１）、測距センサ３６のいずれかの画素信号（電圧）が積分終了値（電圧）に達した時に、測距センサ３６の積分を終了させて画素信号を入力し、Ａ／Ｄ入力及び４ＥＶ対数処理を実行する（Ｓ１０３）。Ａ／Ｄ入力及び４ＥＶ対数処理は、詳細は後述するが、測距センサ３６が出力した画素信号を１０ビットＡ／Ｄ変換して画素データを求め、さらに画素データを４ＥＶ対数変換して４ＥＶ変換データを求める処理である。本実施形態では、Ａ／Ｄ変換した１０ビットの画素データ（０〜１０２３）を８ビットの４ＥＶ変換データに対数変換している。なお、画素データ及び４ＥＶ変換データはＲＡＭ２１ａにメモリされる。
【００２５】
Ａ／Ｄ入力及び４ＥＶ対数処理を実行したら、各測距エリアを識別する変数ｊに０をセットし、測距エリア[ｊ]の４ＥＶ変換データをΔ４ＥＶ（最低輝度）からの差に変換した値の平均値を求め、求めた平均値を平均相対輝度ａｆ＿ａｖｅ［ｊ］としてメモリする（Ｓ１０５、Ｓ１０７）。そして変数ｊに＋１加算し、変数ｊが総測距エリア数に達したか否かをチェックする（Ｓ１０９、Ｓ１１１）。変数ｊが総測距エリア数に達していないときは、Ｓ１０７へ戻り、変数ｊが総測距エリア数に達するまでＳ１０７〜Ｓ１１１の処理を繰返し、全ての測距エリアの平均相対輝度ａｆ＿ａｖｅ［ｊ］を求める（Ｓ１１１；Ｎ）。
【００２６】
変数ｊが総測距エリア数に達したら、変数ｊに０をセットし、４ＥＶ変換データに基づいて測距演算を実行する（Ｓ１１１；Ｙ、Ｓ１１３、Ｓ１１５）。続いて、測距エリア[ｊ]がローコンか否かを判定する（Ｓ１１７）。本実施形態では、４ＥＶ変換データ最大値と最小値の差が所定値以下である場合に、コントラストが低いと判定する。測距エリア[ｊ]をローコンでないと判定したときは、Ｓ１３７へ進み、Ｓ１３７以降の処理を実行する（Ｓ１１７；Ｎ）。測距エリア[ｊ]をローコンであると判定したときは、測距エリア[ｊ]を測距する光電変換素子群（ラインセンサ３６ｂ）のスタートアドレスｓ＿ａｄｒ[ｊ]を変数ａにセットし、変数ｉに０をセットする（Ｓ１１７；Ｙ、Ｓ１１９、Ｓ１２１）。そして、[ａ＋ｉ]番地の光電変換素子が出力した画素信号を１０ビットＡ／Ｄ変換したＡＦ＿ＡＤ[ａ＋ｉ]値と基準電圧ＶrefのＡ／Ｄ変換値（１０２３）とを比較し（Ｓ１２３）、ＡＦ＿ＡＤ[ａ＋ｉ]値が基準電圧Ｖref未満であったときは、基準電圧ＶrefのＡ／Ｄ変換値からＡＦ＿ＡＤ[ａ＋ｉ]値を減算した値をＷＤＡＴＡ値としてメモリする（Ｓ１２３；Ｙ、Ｓ１２５）。ＡＦ＿ＡＤ[ａ＋ｉ]値が基準電圧ＶrefのＡ／Ｄ変換値以上であったときは、０をＷＤＡＴＡ値としてメモリする（Ｓ１２３；Ｎ、Ｓ１２７）。
なお本実施形態では画素信号を、電圧０Ｖを０とし、基準電圧Ｖrefを１０２３とする１０ビットの値にＡ／Ｄ変換している。したがってＡＦ＿ＡＤ[ａ＋ｉ]値は高輝度ほど小さくなり、その結果、ＷＤＡＴＡ値は高輝度ほど大きくなり、低輝度ほど小さくなる。
【００２７】
続いて、２ＥＶ対数処理を実行する（Ｓ１２９）。２ＥＶ対数処理は、詳細は後述するが、コントラストが所定値よりも低いと判定した測距エリアがある場合に、その測距エリアの平均相対輝度を含む所定の輝度範囲の画素データを２ＥＶレンジで再度対数変換する処理である。
２ＥＶ対数変換処理を実行したら、変数ｉに＋１加算し（Ｓ１３１）、変数ｉが測距エリア[ｊ]を測距する光電変換素子の総数に達したか否かをチェックする（Ｓ１３３）。変数ｉが測距エリア[ｊ]を測距する光電変換素子の総数に達していないときは、Ｓ１２３へ戻り、変数ｉが測距エリア[ｊ]の測距に使用する光電変換素子の総数に達するまでＳ１２３〜Ｓ１３３の処理を繰返し（Ｓ１３３；Ｎ）、変数ｉが測距エリア[ｊ]を測距する光電変換素子の総数に達したときは、Ｓ１２９で求めた２ＥＶ変換データに基づいて測距演算を実行する（Ｓ１３３；Ｙ、Ｓ１３５）。
【００２８】
続いてＳ１３７では変数ｊを＋１加算し、変数ｊが測距エリア総数に達したか否かをチェックする（Ｓ１３９）。変数ｊが測距エリア総数に達していないときは、Ｓ１１５に戻り、変数ｊが測距エリア総数に達するまでＳ１１５〜Ｓ１３９の処理を繰返し、全測距エリアについて測距演算値を求める（Ｓ１３９；Ｎ）。そして変数ｊが測距エリア総数に達したら、求めた全測距演算値について各測距演算値が有効であるか否かをチェックする（Ｓ１３９；Ｙ、Ｓ１４１）。本実施形態では、測距演算値の信頼性が所定値以上あれば、有効な測距演算値であると判断している。有効な測距演算値が１つも得られなかったときは、測距エラーフラグに１をセットしてリターンする（Ｓ１４１；Ｎ、Ｓ１４３）。有効な測距演算値が得られたときは、測距エラーフラグに０をセットし、所定条件を満たす測距演算値を選択して、選択した測距演算値からＬＬデータを算出し、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（Ｓ１４１；Ｙ、Ｓ１４５、Ｓ１４７、Ｓ１５１）。
【００２９】
次に測距処理のＳ１０３で実行されるＡ／Ｄ入力及び４ＥＶ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を参照して詳細に説明する。
この処理に入ると先ず、変数ｉに０をセットし、Ａ／Ｄ変換器２１ｂを起動して測距回路３５から出力された最初の画素信号を１０ビットＡ／Ｄ変換し、画素データを求める（Ｓ２０１、Ｓ２０３）。画素信号（電圧）及び画素データは、低輝度ほど大きくなり、高輝度ほど小さくなる（図６（Ａ）（Ｂ）参照）。画素信号のＡ／Ｄ変換が完了したら、求めた画素データをＡＦ＿ＡＤ［ｉ］としてＲＡＭ２１ａにメモリし、メモリしたＡＦ＿ＡＤ［ｉ］値と基準電圧Ｖref のＡ／Ｄ変換値を比較する（Ｓ２０５；Ｙ、Ｓ２０７、Ｓ２０９）。
【００３０】
ＡＦ＿ＡＤ［ｉ］値が基準電圧Ｖref のＡ／Ｄ変換値未満であるときは、基準電圧Ｖref のＡ／Ｄ変換値からＡＦ＿ＡＤ［ｉ］値を減算した値をＷＤＡＴＡ値としてメモリする（Ｓ２０９；Ｙ、Ｓ２１１）。ＡＦ＿ＡＤ［ｉ］値が基準電圧Ｖref のＡ／Ｄ変換値以上であるときは、０をＷＤＡＴＡ値としてメモリする（Ｓ２０９；Ｎ、Ｓ２１３）。ＡＦ＿ＡＤ［ｉ］値は高輝度ほど小さくなるので、ＷＤＡＴＡ値は高輝度ほど大きくなり、低輝度ほど小さくなる（図６（Ｂ）参照）。
【００３１】
続いてＡ／Ｄ変換器２１ｂを起動して次の画素信号のＡ／Ｄ変換を開始し、ｉ番目のＷＤＡＴＡ値を４ＥＶ対数変換してｉ番目の４ＥＶ変換データを求める４ＥＶ対数処理（ＷＤＡＴＡ，ｉ）を実行して、変数ｉを＋１加算する（Ｓ２１５、Ｓ２１７、Ｓ２１９）。そしてＳ２１５で開始したＡ／Ｄ変換が完了するまで待機し（Ｓ２２１；Ｎ）、Ａ／Ｄ変換が完了したら、変数ｉがラインセンサ３６ｂの光電変換素子総数に達したか否かをチェックする（Ｓ２２１；Ｙ、Ｓ２２３）。変数ｉがラインセンサ３６ｂの光電変換素子総数に達していなければ、Ｓ２２１で求めた画素データをＡＦ＿ＡＤ［ｉ］値に上書きメモリし、ＡＦ＿ＡＤ［ｉ］値と基準電圧Ｖref のＡ／Ｄ変換値を比較する（Ｓ２２３；Ｎ、Ｓ２２５、Ｓ２２７）。ＡＦ＿ＡＤ［ｉ］値が基準電圧Ｖref のＡ／Ｄ変換値未満であれば基準電圧Ｖref のＡ／Ｄ変換値からＡＦ＿ＡＤ［ｉ］値を減算した値をＷＤＡＴＡ値としてメモリし（Ｓ２２７；Ｙ、Ｓ２２９）、ＡＦ＿ＡＤ［ｉ］値が基準電圧Ｖref のＡ／Ｄ変換値以上であれば０をＷＤＡＴＡ値としてメモリして（Ｓ２２７；Ｎ、Ｓ２３１）、Ｓ２１５に戻る。
変数ｉがラインセンサ３６ｂの光電変換素子総数に達したときは、全光電変換素子について、各光電変換素子が出力した画素信号に基づき画素データ及び４ＥＶ変換データを求めたので、リターンする（Ｓ２２３；Ｙ）。
【００３２】
次にＡ／Ｄ入力及び４ＥＶ対数処理のＳ２１７で実行される４ＥＶ対数処理について、図１１に示されるフローチャート及び図６（Ｃ）を参照して詳細に説明する。この処理では、基準０ＥＶ（最高輝度）との輝度差がΔ０ＥＶ〜Δ４ＥＶとなる基準輝度範囲の画素データ（１０ビットＡ／Ｄ値）を４段階に対数変換（４ＥＶ対数変換）し、８ビットの４ＥＶ変換データを求める。なお、求めた４ＥＶ変換データは、ＲＡＭ２１ａにメモリする。
【００３３】
ＷＤＡＴＡ値が５１２以上であるとき、即ちΔ０ＥＶ〜Δ１ＥＶ範囲の画素データを４ＥＶ対数変換するときは、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変換データとしてメモリし、リターンする（Ｓ３０１；Ｙ、Ｓ３０３、Ｓ３１９）。この４ＥＶ対数変換により、Δ０ＥＶ〜Δ１ＥＶ範囲の分解能は６４階調となる。
ＷＤＡＴＡ値が２５６以上５１２未満であるとき、即ちΔ１ＥＶ〜Δ２ＥＶ範囲の画素データを４ＥＶ対数変換するときは、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変換データとしてメモリし、リターンする（Ｓ３０１；Ｎ、Ｓ３０５；Ｙ、Ｓ３０７、Ｓ３１９）。この４ＥＶ対数変換により、Δ１ＥＶ〜Δ２ＥＶ範囲の分解能は６４階調となる。
【００３４】
ＷＤＡＴＡ値が１２８以上２５６未満であるとき、即ちΔ２ＥＶ〜Δ３ＥＶ範囲の画素データを４ＥＶ対数変換するときは、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変換データとしてメモリし、リターンする（Ｓ３０５；Ｎ、Ｓ３０９；Ｙ、Ｓ３１１、Ｓ３１９）。この４ＥＶ対数変換により、Δ２ＥＶ〜Δ３ＥＶ範囲の分解能は６４階調となる。
ＷＤＡＴＡ値が６４以上１２８未満であるとき、即ちΔ３ＥＶ〜Δ４ＥＶ範囲の画素データを４ＥＶ対数変換するときは、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変換データとしてメモリし、リターンする（Ｓ３０９；Ｎ、Ｓ３１３；Ｙ、Ｓ３１５、Ｓ３１９）。この４ＥＶ対数変換により、Δ３ＥＶ〜Δ４ＥＶ範囲の分解能は６４階調となる。
【００３５】
ＷＤＡＴＡ値が６４未満であるとき、即ち基準０ＥＶとの輝度差がΔ４ＥＶ以上となる低輝度範囲の画素データを４ＥＶ対数変換するときは、ＷＤＡＴＡ´に０をメモリし、２５５からＷＤＡＴＡ´値を減算した値、つまり２５５を４ＥＶ変換データとしてメモリし、リターンする（Ｓ３１３；Ｎ、Ｓ３１７、Ｓ３１９）。この４ＥＶ対数変換により、基準０ＥＶとの輝度差がΔ４ＥＶ以上となる低輝度範囲の４ＥＶ変換データは全て２５５となる。
【００３６】
以上の４ＥＶ対数変換により、Δ０ＥＶ〜Δ４ＥＶ範囲の分解能がほぼ等しい４ＥＶ変換データを得ることができ、被写体の焦点状態を容易に判別することができる。
【００３７】
次に測距処理のＳ１２９で実行される２ＥＶ対数処理について、図１２に示されるフローチャート及び図７を参照して詳細に説明する。この処理は、４ＥＶ変換データからコントラストが低いと判定した測距エリアについて実行される処理であって、測距エリアの平均相対輝度を含む所定の輝度範囲の分解能が高くなるように、その平均相対輝度を含む輝度範囲の画素データを２ＥＶレンジで対数変換する処理である。
【００３８】
この処理に入ると先ず、平均相対輝度ａｆ＿ａｖｅ［ｊ］と所定値２ＥＶとを比較する（Ｓ４０１）。平均相対輝度ａｆ＿ａｖｅ［ｊ］が２ＥＶ未満であるとき（Ｓ４０１；Ｙ）、即ち低輝度でコントラストが低い測距エリアについては、平均相対輝度ａｆ＿ａｖｅ［ｊ］を含む低輝度範囲（図６のＷＤＡＴＡ値では最小値６４、最大値２５６の範囲；図７ではΔ４〜Δ２ＥＶ範囲）の分解能を高くするため、Ｓ４０３〜Ｓ４１７の処理を実行する。
ＷＤＡＴＡ値が２５６以上であるとき、即ちΔ０ＥＶ〜Δ２ＥＶ範囲の画素データを２ＥＶ対数変換するときは、ＷＤＡＴＡ´に２５５をメモリし、２５５からＷＤＡＴＡ´を減算した値、つまり０を２ＥＶ変換データとしてＡＦ＿２ＥＶ[ｉ]にメモリする（Ｓ４０３；Ｙ、Ｓ４０５、Ｓ４１７）。これにより、基準値０ＥＶとの輝度差がΔ２ＥＶ未満となる高輝度範囲の２ＥＶ変換データは全て０に圧縮される。
【００３９】
ＷＤＡＴＡ値が１２８以上２５６未満であるとき、即ちΔ２ＥＶ〜Δ３ＥＶ範囲の画素データを２ＥＶ対数変換するときは、ＷＤＡＴＡ´にＷＤＡＴＡ値をメモリし、２５５からＷＤＡＴＡ´を減算した値を２ＥＶ変換データとしてＡＦ＿２ＥＶ[ｉ]にメモリする（Ｓ４０３；Ｎ、Ｓ４０７；Ｙ、Ｓ４０９、Ｓ４１７）。これにより、Δ２ＥＶ〜Δ３ＥＶ範囲の分解能は１２８階調になり、４ＥＶ変換データの２倍となる。
ＷＤＡＴＡ値が６４以上１２８未満であるとき、即ちΔ３ＥＶ〜Δ４ＥＶ範囲の画素データを２ＥＶ対数変換するときは、次式；２×（ＷＤＡＴＡ−６４）より算出した値をＷＤＡＴＡ´としてメモリし、２５５からＷＤＡＴＡ´を減算した値を２ＥＶ変換データとしてＡＦ＿２ＥＶ[ｉ]にメモリする（Ｓ４０７；Ｎ、Ｓ４１１；Ｙ、Ｓ４１３、Ｓ４１７）。これにより、Δ３ＥＶ〜Δ４ＥＶ範囲の分解能は１２８階調となり、４ＥＶ変換後データの２倍となる。
ＷＤＡＴＡ値が６４未満であるとき、即ちΔ４ＥＶ以上の範囲の画素データを２ＥＶ対数変換するときは、ＷＤＡＴＡ´に０をメモリし、２５５から０を減算した値、つまり２５５を２ＥＶ変換データとしてＡＦ＿２ＥＶ[ｉ]にメモリする（Ｓ４１１；Ｎ、Ｓ４１５、Ｓ４１７）。これにより、基準値０ＥＶとの輝度差がΔ４ＥＶ以上となる低輝度範囲の２ＥＶ変換データは全て２５５に圧縮される。
【００４０】
以上の処理により、平均相対輝度ａｆ＿ａｖｅ［ｊ］を含む輝度範囲の分解能を高くすることができるので、図７（Ａ）の測距エリアＲのように低輝度でコントラストが低い測距エリアについても、数値上、コントラストの明確な２ＥＶ変換データを得ることができる（図７（Ｄ））。
【００４１】
平均相対輝度ａｆ＿ａｖｅ［ｊ］が２ＥＶ未満でないとき（Ｓ４０１；Ｎ）、即ち高輝度でコントラストが低い測距エリアについては、平均相対輝度ａｆ＿ａｖｅ［ｊ］を含む高輝度範囲（図６のＷＤＡＴＡ値では最小値２５５、最大値１０２３の範囲；図７（Ａ）ではΔ０〜Δ２ＥＶ範囲）の分解能を高くするため、Ｓ４１９〜Ｓ４２９の処理を実行する。
【００４２】
ＷＤＡＴＡ値が５１２以上であるとき、即ちΔ０ＥＶ〜Δ１ＥＶ範囲の画素データを２ＥＶ対数変換するときは、次式；１２８＋（ＷＤＡＴＡ−５１２）／４より算出した値をＷＤＡＴＡ´とし、２５５からＷＤＡＴＡ´値を減算した値を２ＥＶ変換データとしてＡＦ＿２ＥＶ[ｉ]にメモリする（Ｓ４１９；Ｙ、Ｓ４２１、Ｓ４２９）。これにより、Δ０ＥＶ〜Δ１ＥＶ範囲の分解能は１２８階調となり、４ＥＶ変換データの２倍となる。
ＷＤＡＴＡ値が２５６以上５１２未満であるとき、即ちΔ１ＥＶ〜Δ２ＥＶ範囲の画素データを２ＥＶ対数変換するときは、次式；（ＷＤＡＴＡ−２５６）／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２ＥＶ変換データとしてＡＦ＿２ＥＶ[ｉ]にメモリする（Ｓ４１９；Ｎ、Ｓ４２３；Ｙ、Ｓ４２５、Ｓ４２９）。これにより、Δ１ＥＶ〜Δ２ＥＶ範囲の分解能は１２８階調となり、４ＥＶ変換データの２倍となる。
ＷＤＡＴＡ値が２５６未満であるとき、即ちΔ２ＥＶ以上の範囲の画素データを２ＥＶ対数変換するときは、０をＷＤＡＴＡ´とし、２５５からＷＤＡＴＡ´値を減算した値、つまり２５５を２ＥＶ変換データとしてＡＦ＿２ＥＶ[ｉ]にメモリする（Ｓ４２３；Ｎ、Ｓ４２７、Ｓ４２９）。これにより、基準値０ＥＶとの輝度差がΔ２ＥＶ以上となる低輝度範囲の２ＥＶ変換データは全て２５５に圧縮される。
【００４３】
以上の処理により、平均相対輝度ａｆ＿ａｖｅ［ｊ］を含む輝度範囲の分解能を高くすることができるので、図７（Ａ）の測距エリアＲのように高輝度でコントラストが低い測距エリアについても、数値上、コントラストが明確な２ＥＶ変換データを得ることができる（図７（Ｄ））。
【００４４】
以上のように本実施形態では、４ＥＶ変換データに基づく測距演算で適正な測距演算値が得られず、且つコントラストが低い測距エリアについては、その測距エリアの平均相対輝度を含む所定の輝度範囲の画素データのみを２ＥＶ対数変換を実行するので、数値上、コントラストが明確な２ＥＶ変換データを得られる。そのため、低輝度または高輝度で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とともに、対数変換レンジの異なる変換データを用いて何度も測距演算を実行する必要がなく測距演算時間の短縮化が図れる。
【００４５】
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。
【００４６】
【発明の効果】
本発明によれば、コントラストが低いと判定した測距エリアについては、基準輝度範囲よりも狭く、且つ、該測距エリアの平均相対輝度を含む所定の輝度範囲に対応する受光手段の出力のみを再度対数変換するので、低輝度または高輝度でコントラストが低い測距エリアでも、コントラストが明確な変換データを得ることができる。そのため、コントラストの明確な変換データに基づいて測距演算を実行でき、測距精度の向上を図ることができる。
【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を示す図であり、（Ｃ）は（Ｂ）の各画素データを４ＥＶ対数変換して求めた４ＥＶ変換データを示す図である。
【図７】同レンズシャッタ式カメラの測距処理の概要を説明する図であり、（Ａ）は４ＥＶ変換データの一例を示す図であり、（Ｂ）、（Ｄ）は測距エリアＬ、Ｒについて２ＥＶ対数変換を実行した結果を示す図であり、（Ｃ）は（Ａ）に示した測距エリアＣの４ＥＶ変換データを示す図である。
【図８】同レンズシャッタ式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９】同レンズシャッタ式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１０】同レンズシャッタ式カメラのＡ／Ｄ入力及び４ＥＶ対数処理に関するフローチャートを示す図である。
【図１１】同レンズシャッタ式カメラの４ＥＶ対数処理に関するフローチャートを示す図である。
【図１２】同レンズシャッタ式カメラの２ＥＶ対数処理に関するフローチャートである。
【符号の説明】
１カメラボディ
２ズームレンズ
１１緑ランプ
２１ＣＰＵ
２１ａＲＡＭ
２１ｂＡ／Ｄ変換器
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
３７ａ測光センサ

Claims

被写体光を各測距エリア毎に受光して積分し、出力する受光手段と、
各測距エリア毎に、所定の基準輝度範囲に対応する前記受光手段の出力を所定の変換レンジで対数変換する対数変換手段と、
前記受光手段の出力に基づいて、コントラストが所定値より低いか否かを各測距エリア毎に判定する判定手段と、
前記判定手段によってコントラストが所定値よりも低いと判定された測距エリアについては、前記基準輝度範囲よりも狭く且つ該測距エリアの平均相対輝度を含む所定の輝度範囲に対応する前記受光手段の出力を、前記対数変換手段に再度対数変換させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする測距装置。
請求項１記載の測距装置において、前記制御手段は、前記受光手段の出力に基づいて前記各測距エリアの平均相対輝度を求める測距装置。
請求項２記載の測距装置において、前記制御手段は、前記対数変換手段が対数変換して求めた変換データを前記受光手段の出力とし、該変換データを所定の基準値からの差に変換し、該変換値を各測距エリア毎に平均して前記各測距エリアの平均相対輝度を求める測距装置。
請求項３記載の測距装置において、前記判定手段は、前記対数変換手段が対数変換して求めた変換データに基づいて、コントラストが所定値よりも低いか否かを各測距エリア毎に判定する測距装置。
請求項１から４のいずれか一項に記載の測距装置において、前記制御手段は、前記対数変換手段に対数変換を再実行させるときは、前記所定の変換レンジとは異なる変換レンジで対数変換させる測距装置。
請求項１から５のいずれか一項に記載の測距装置において、前記対数変換手段によって対数変換された変換データに基づいて測距演算を実行する演算手段を備え、
該演算手段は、
前記判定手段によってコントラストが所定値よりも低くないと判定された測距エリアについては、基準輝度範囲に対応する前記受光手段の出力を対数変換した第１変換データに基づいて測距演算を実行し、
前記判定手段によってコントラストが所定値よりも低いと判定された測距エリアについては、前記基準輝度範囲よりも狭い、該測距エリアの平均相対輝度を含む所定の輝度範囲に対応する前記受光手段の出力を対数変換した第２変換データに基づいて測距演算を実行する測距装置。