JP3619417B2

JP3619417B2 - カメラの測距装置

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Publication number: JP3619417B2
Application number: JP2000039931A
Authority: JP
Inventors: 尚人中原
Original assignee: ペンタックス株式会社
Priority date: 2000-02-17
Filing date: 2000-02-17
Publication date: 2005-02-09
Anticipated expiration: 2020-02-17
Also published as: US20010024571A1; US6470150B2; JP2001228390A

Description

【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は、複数の測距エリアについて測距する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、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、かつ測距時間を短縮す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、複数の測光エリアについて測光可能な測光手段を有するカメラに搭載され、複数の測距エリアを有する測距装置であって、前記各測距エリア内の被写体光をそれぞれが受光して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、前記画素信号を所定の変換レンジで対数変換する変換手段と、前記各測距エリアと重複する前記測光エリアの測光値の差が小さくなるほど前記変換レンジを狭く設定し、同測光値の差が大きくなるほど前記変換レンジを広く設定する変換レンジ設定手段とを備えたことに特徴を有する。この構成によれば、測距エリアと重複する測光エリアの測光値の差が小さくなるほど狭い（大きくなるほど広い）変換レンジで対数変換するので、コントラストの明確なセンサデータに基づいて測距演算でき、測距精度の向上を図れる。
【０００５】
このカメラの測距装置には、前記各光電変換素子に積分を開始させ、前記光電変換素子のいずれかの積分値が所定の積分終了値に達したときに前記光電変換素子すべての積分を終了させる積分制御手段を設けるのが好ましい。前記変換レンジ設定手段は、前記各測距エリアと重複する前記測光エリアの各測光値の中から最大値と最小値を求め、該最大値と該最小値の差分が小さくなるほど前記変換レンジを狭く、同差分が大きくなるほど前記変換レンジを広く設定すれば、各測距エリアについて明確なコントラストのあるセンサデータを得ることができるので好ましい。さらに、前記変換レンジ設定手段は、前記受光手段が積分を実行している間に前記変換レンジを設定すれば、時間のロスを無くせるのでより好ましい。
【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。
【０００７】
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。
【０００８】
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、Ａ／Ｄ変換器２１ｂ及びカウンタ２１ｃを内蔵しており、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。
【０００９】
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。ズームモータ３０は、電源オフ時にはズームレンズ２のレンズ鏡筒がカメラボディ１の外観内に収まる収納位置まで駆動し、電源オン時にはズームレンズ２がワイド端位置に移動するまで駆動する。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。
【００１０】
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、撮影範囲を複数のエリアに分割して各測光エリア内の被写体について測光ができる。本実施形態では、図５に示すように、撮影範囲を９個の測光エリアに分割して測光する。これらの測光エリアのうち３個の測光エリアａ，ｂ，ｃはそれぞれ測距エリアＡ、Ｂ、Ｃと重複する部分を有している。つまり、測光エリアａ，ｂ，ｃの測光値によって、測距エリアＡ，Ｂ，Ｃ内の被写体のおおよその輝度（平均輝度）を知ることができる。
【００１１】
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から入力したセンサデータ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、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。
【００１２】
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、被写体光束を受光し電気的な画素信号（電圧）に変換して出力する測距センサ３６を有している。本実施形態の測距センサ３６は、図６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、センサ上に結像された被写体光束を各光電変換素子が受光して光電変換し、光電変換した電荷を積分（蓄積）して、積分した電荷を画素単位の画素信号（電圧）として順番に出力する。本実施形態では、ラインセンサ３６ｂは３個の測距エリアＡ，Ｂ，Ｃについて測距できるように形成されている（図５参照）。ＣＰＵ２１は、ラインセンサ３６ｂの光電変換素子のいずれかの積分値が予め設定されている積分終了値に達した時に、ラインセンサ３６ｂのすべての光電変換素子の積分を終了させ、各光電変換素子の画素データを一斉に入力する。
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）を備えていて、ＣＰＵ２１は、この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。
【００１３】
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を作動させてフィルムの巻戻しを行なう。
【００１４】
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。
【００１５】
図７（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。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７（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。
【００１６】
図７（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変換した画素データａ〜ｅを図７（Ｂ）に棒グラフで示した。図７（Ｂ）において、ΔＥＶは基準電圧Ｖｒｅｆに対応する輝度と画素信号Ｖｘに対応する輝度の差分であり、ΔＥＶは下記の式で定義される。表１には、ΔＥＶと画素データａ〜ｅとの関係を示した。
ΔＥＶ＝ｌｏｇ_２（基準電圧Ｖｒｅｆ−画素信号Ｖｘ）
【表１】

【００１７】
図７（Ｃ）〜（Ｅ）には、図７（Ｂ）に示したＡ／Ｄ変換した各画素データａ〜ｅ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７（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７（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７（Ｅ）は１ＥＶを２５６分割して対数変換（１ＥＶ対数変換）した結果である。
【００１８】
Ａ／Ｄ変換した画素データ（図７（Ｂ））では、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ため、分解能を平均化すべく画素データを所定の変換レンジで対数変換し、対数変換した画素データに基づき測距演算を実行する。そして、この演算で適正な測距演算値が得られなかった場合に、異なる変換レンジで対数変換し、その画素データに基づき測距演算を再実行することも可能である。しかしながら、この場合は最初の測距演算時間が無駄となってしまう。特に、複数の測距エリアについて測距する場合には、通常は各測距エリアの輝度が異なるため、全ての測距エリアについて適正な測距演算値を得るまで、複数回対数変換及び測距演算を実行しなければならない。
そこで、本実施形態では、測距エリアと重複する各測光エリアの測光値の差、即ち輝度差に対応した適切な対数変換レンジを設定している。ここで、測距エリアと重複する各測光エリアの各々の輝度の差を対数変換レンジの設定基準に採用するのは、各測光エリアの輝度差から測距エリア内の被写体の輝度、即ち各測距エリアの画素データの大きさを把握すれば、適切な対数変換レンジを設定できるからである。
【００１９】
具体的には、各測距エリアＡ，Ｂ，Ｃと重複する測光エリアａ，ｂ，ｃのそれぞれの測光値（測光データ）の中から最大値と最小値を求め、その最大値から最小値を引いた差分（輝度差）を基準レベルＸＥＶとし、この基準レベルＸＥＶが小さくなるほど狭い（大きくなるほど広い）対数変換レンジで対数変換を行なう。例えば、基準レベルＸＥＶが２ＥＶよりも大きい場合には、各測距エリアＡ，Ｂ，Ｃの平均輝度差が大きく、各測距エリアの画素データの差が大きいと推定されるので、低輝度部分の分解能を高めるべく４ＥＶ対数変換する（図７（Ｃ））。この場合には、４ＥＶ対数変換により高輝度部分の分解能は低下するが、各測距エリアＡ，Ｂ，Ｃについて十分明確なコントラストのあるセンサデータを得ることができる。対数変換レベルＸＥＶが１ＥＶよりも大きく２ＥＶ以下である場合は、４ＥＶ対数変換すると低輝度部分の分解能に対して高輝度部分の分解能が低下し過ぎるおそれがあるので、２ＥＶ対数変換する（図７（Ｄ））。変換レンジを４ＥＶよりも狭い２ＥＶとすれば、低輝度部分と高輝度部分の分解能がほぼ同等となり、各測距エリアＡ，Ｂ，Ｃについて明確なコントラストのあるセンサデータを得ることができる。対数変換レベルＸＥＶが１ＥＶ以下である場合は、各測距エリアＡ，Ｂ，Ｃの平均輝度差が小さいため、１ＥＶ対数変換を実行する（図７（Ｅ））。変換レンジを２ＥＶよりもさらに狭い１ＥＶとすれば、高輝度部分の分解能が高くなり、各測距エリアＡ，Ｂ，Ｃについて明確なコントラストのあるセンサデータを得ることができる。以上により得た、コントラストが明確なセンサデータに基づいて測距演算するので、測距精度の向上が図れるとともに異なる対数変換レンジで対数変換した画素データを用いて何度も測距演算を実行する必要がなく、演算時間の短縮にもつながる。
【００２０】
図８（Ａ）には、測光センサ３７ａが出力した測光データの一例を示してある。この場合には、測距エリアと重複する測光エリアの測光データの最大値、最小値はそれぞれ６ｅＶ（測光データｂ）、４ｅＶ（測光データｃ）であるから、基準レベルＸＥＶは２ＥＶとなる。したがって、Ａ／Ｄ変換した画素データ（図８（Ｂ））を２ＥＶ対数変換し、２ＥＶセンサデータを得る（図８（Ｃ））。
【００２１】
本実施形態では、測距エリアと重複する各測光エリアの夫々の測光値（測光データ）の中から最大値と最小値を求め、その差分（輝度差）を基準レベルＸＥＶとし、基準レベルＸＥＶの大きさが小さくなるほど狭い（大きくなるほど広い）対数変換レンジを設定する構成としているが、これに限定されず、測距エリアと重複する各測光エリアの夫々の測光値に応じて対数変換レンジを各測距エリア毎に設定してもよい。また、設定する対数変換レンジ及び対数変換レンジの段階数はこれに限定されるものではない。なお、Ａ／Ｄ変換及び対数変換した各画素データは、ＲＡＭ２１ａに書き込まれ一時的に記憶されている。
【００２２】
次に、カメラボディ１の動作について、図９〜図１３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９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、測光処理及び測距処理を実行する（Ｓ１１、Ｓ１３）。測光処理は、撮影画面内全体の明るさ（以下「メイン測光値Ｂｖ」という。）と測距エリアと重複する各測光エリアの明るさ（以下「測光データ」という。）を求める処理であり、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。なお、求めたメイン測光値Ｂｖ、各測光データはＲＡＭ２１ａにメモリされる。
【００２３】
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。
【００２４】
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リターンする（Ｓ３１）。
【００２５】
次にＳ１３で実行される測距処理について図１０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に積分を開始させる（Ｓ１０１）。そして、測距センサ３６が積分を実行している間に、基準レベル決定処理を実行し（Ｓ１０３）、いずれかの画素データが積分終了値に達した時に、センサデータ入力処理を実行し（Ｓ１０５）、対数変換した画素データに基づき測距演算を実行する（Ｓ１０７）。
【００２６】
基準レベル決定処理は、詳細は後述するが、測距エリアと重複する各測光エリアの夫々の測光値の差に応じて基準レベルＸＥＶを決定する処理である。センサデータ入力処理は、これも詳細は後述するが、センサデータを１０ビットＡ／Ｄ変換し、さらにＳ１０３で設定した基準レベルＸＥＶに応じて対数変換レンジを設定し、その対数変換レンジで対数変換する処理である。本実施形態では、Ａ／Ｄ変換した１０ビットのセンサデータを８ビットのセンサデータに対数変換している。
【００２７】
次に、測距演算で求めた全ての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（Ｓ１０９）。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、測距エラーフラグをセットしてリターンする（Ｓ１０９；Ｎ、Ｓ１１１）。有効な測距演算値が得られたときは、測距エラーフラグをクリアし、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（Ｓ１０９；Ｙ、Ｓ１１３、Ｓ１１５、Ｓ１１７、Ｓ１１９）。
【００２８】
次にＳ１０７で実行される基準レベル決定処理について図１１に示されるフローチャートを参照して詳細に説明する。この処理は、Ｓ１１でＲＡＭ２１ａにメモリした測光データの中から最大値ＭＡＸ（最高輝度）、最小値ＭＩＮ（最低輝度）となる測光データを検出し、最大値ＭＡＸと最小値ＭＩＮの差を基準レベルＸＥＶとして設定する処理である。
この処理に入ると先ず、ＲＡＭ２１ａから測光データ［０］を読み出して、最大値ＭＡＸ及び最小値ＭＩＮとして設定し（Ｓ１５１）、変数ｉに１を設定する（Ｓ１５３）。ここで、変数ｉは測光エリアａ，ｂ，ｃのいずれの測光データであるかを識別するための番号であり、ＲＡＭ２１ａにメモリしたｉ番目の測光データを測光データ［ｉ］とする。
次に、最大値ＭＡＸと最小値ＭＩＮを検出するため、変数ｉと測光エリア総数が等しくなるまでＳ１５５〜Ｓ１６５の処理を繰り返す（Ｓ１５５〜Ｓ１６１、Ｓ１６３；Ｎ、Ｓ１６５、Ｓ１５５）。すなわち、Ｓ１５５では、測光データ［ｉ］が最大値ＭＡＸにメモリされている測光データよりも大きいかどうかをチェックし（Ｓ１５５）、測光データ［ｉ］が最大値ＭＡＸよりも大きいときは、最大値ＭＡＸに測光データ［ｉ］を上書メモリしてＳ１５９へ進む（Ｓ１５５；Ｙ、Ｓ１５７）。一方、測光データ［ｉ］が最大値ＭＡＸよりも大きくないときは、Ｓ１５７をスキップして（Ｓ１５５；Ｎ）、Ｓ１５９へ進む。Ｓ１５９では、測光データ［ｉ］が最小値ＭＩＮにメモリされている測光データよりも小さいかどうかをチェックし、測光データ［ｉ］が最小値ＭＩＮよりも小さいときは、最小値ＭＩＮに測光データ［ｉ］を上書メモリして（Ｓ１５９；Ｙ、Ｓ１６１）、測光データ［ｉ］が最小値ＭＩＮよりも小さくないときは、Ｓ１６１をスキップして（Ｓ１５９；Ｎ）、変数ｉとＲＡＭ２１ａに予めメモリされている測距エリアと重複している測光エリア数を比較し（Ｓ１６３）、両数値が等しくなければ変数ｉに１加算してＳ１５５へ戻る（Ｓ１６３；Ｎ、Ｓ１６５、Ｓ１５５）。
そして、変数ｉと測距エリアと重複している測光エリア数が等しくなったときは、最大値ＭＡＸから最小値ＭＩＮを引いた値を求め、その値を基準レベルＸＥＶとしてＲＡＭ２１ａにメモリする（Ｓ１６３；Ｙ、Ｓ１６７）。
【００２９】
次にＳ１０９で実行されるセンサデータ入力処理について図１２に示されるフローチャート及び図７（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変換して画素データを求める（Ｓ２０１）。画素信号（電圧）及び画素データは、輝度が低いものほど大きくなる。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変換値を比較する（Ｓ２０３；Ｙ、Ｓ２０５）。なお、本実施形態では、電圧０Ｖを０、基準電圧Ｖｒｅｆの１０ビットＡ／Ｄ変換値を１０２３としている。
画素データが基準電圧ＶｒｅｆのＡ／Ｄ変換値よりも小さいときは、基準電圧ＶｒｅｆのＡ／Ｄ変換値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のＡ／Ｄ変換値以上であるときは、０をＷＤＡＴＡとしてメモリする（Ｓ２０５；Ｎ、Ｓ２０９）。したがって、輝度が低いものほどＷＤＡＴＡの値は小さくなる。
次に、カウンタ２１ｃに画素信号の総数をセットし、Ａ／Ｄ変換器２１ｂを起動して、次の画素信号をＡ／Ｄ変換して画素データを求め、対数変換処理を行なう（Ｓ２１１、Ｓ２１３、Ｓ２１５）。対数変換処理は、詳細は後述するが、Ｓ１６７で求めた基準レベルＸＥＶに応じて、Ｓ２０７またはＳ２０９でメモリしたＷＤＡＴＡ値を８ビットデータに対数変換する処理である。
画素信号のＡ／Ｄ変換が完了したら、Ｓ２０５〜Ｓ２０９と同様に、基準電圧ＶｒｅｆのＡ／Ｄ変換値及び画素データからＷＤＡＴＡを求め、メモリする（Ｓ２１７；Ｙ、Ｓ２１９、Ｓ２２１、Ｓ２２３）。ＷＤＡＴＡ値をメモリしたら、カウンタ２１ｃのカウンタ値を１減算し、カウンタ値が０になるまでＳ２１３からＳ２２５の処理を繰り返す（Ｓ２２５、Ｓ２２７；Ｎ、Ｓ２１３〜Ｓ２２５）。カウンタ値が０になったときは、対数変換処理を実行し、カウンタ値が１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基準レベルＸＥＶに応じて対数変換する（Ｓ２２７；Ｙ、Ｓ２２９）。
【００３０】
次にＳ２１５、Ｓ２２９で実行される対数変換処理について図１３に示されるフローチャート及び図７（Ｂ）〜（Ｅ）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基準レベル決定処理（図１１）で設定した基準レベルＸＥＶに応じて４ＥＶ、２ＥＶまたは１ＥＶ対数変換して、８ビットの４ＥＶセンサデータ、２ＥＶセンサデータ、又は１ＥＶセンサデータを求めＲＡＭ２１ａにメモリする。
【００３１】
この処理に入ると先ず、基準レベルＸＥＶが２ＥＶよりも大きいかどうかをチェックする（Ｓ３０１）。基準レベルＸＥＶが２ＥＶよりも大きいときは、低輝度部分の分解能を高めるため、４ＥＶ対数変換を実行する（Ｓ３０１；Ｙ、Ｓ３０３〜Ｓ３２１）。すなわち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´値を減算した値を４ＥＶセンサデータとしてメモリし、リターンする（Ｓ３０３；Ｙ、Ｓ３０５、Ｓ３２１）。ＷＤＡＴＡ値が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、リターンする（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、リターンする（３０７；Ｎ、Ｓ３１１；Ｙ、Ｓ３１３、Ｓ３２１）。ＷＤＡＴＡ値が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´値を減算した値を４ＥＶセンサデータとしてメモリし、リターンする（Ｓ３１１；Ｎ、Ｓ３１５；Ｙ、Ｓ３１７、Ｓ３２１）。ＷＤＡＴＡ値が６４未満であるときは、ＷＤＡＴＡ´を０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、リターンする（Ｓ３１５；Ｎ、Ｓ３１９、Ｓ３２１）。したがって、図７（Ｃ）では、画素データａよりも低輝度である画素データの４ＥＶセンサデータは、全て２５５となる。以上の処理により、低輝度部分の分解能が高くなり、各測距エリアについて被写体の焦点状態を容易に判別できるようになる。
【００３２】
基準レベルＸＥＶが２ＥＶよりも大きくないときは、次に１ＥＶよりも大きいかどうかをチェックする（Ｓ３０１；Ｎ、Ｓ３２３）。基準レベルＸＥＶが１ＥＶよりも大きいときは、低輝度部分の分解能が低い反面、４ＥＶ対数変換すると逆に高輝度部分の分解能が低下し過ぎるおそれがあるので、４ＥＶ対数変換よりも変換レンジの狭い２ＥＶ対数変換を実行する（Ｓ３２３；Ｙ、Ｓ３３５〜Ｓ３３５）。すなわち、ＷＤＡＴＡ値が５１２以上であるときは、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センサデータとしてメモリし、リターンする（Ｓ３２５；Ｙ、Ｓ３２７、Ｓ３３５）。ＷＤＡＴＡ値が２５６以上５１２未満であるときは、次式；（ＷＤＡＴＡ−２５６）／２より算出した値をＷＤＡＴＡ´とし、２５５からＷＤＡＴＡ´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；Ｎ、Ｓ３２９；Ｙ、Ｓ３３１、Ｓ３３５）。ＷＤＡＴＡ値が２５６未満であるときは、０をＷＤＡＴＡ´にメモリし、２５５からＷＤＡＴＡ´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、図７（Ｄ）に示すように、画素データｃ及び画素データｃよりも低輝度な画素データａ、ｂの２ＥＶセンサデータは、全て２５５となる。Ｓ３２３〜Ｓ３３３の処理により、低輝度部分と高輝度部分の分解能がほぼ等しくなり、各測距エリアについて被写体の焦点状態を容易に判別できるようになる。
【００３３】
基準レベルＸＥＶが１ＥＶよりも小さいときは、各測距エリアの輝度差があまりないと考えられるので、２ＥＶ対数変換よりもさらに変換レンジの狭い１ＥＶ対数変換を実行する（Ｓ３２３；Ｎ、Ｓ３３７〜Ｓ３４３）。即ちＷＤＡＴＡ値が５１２以上であるときは、次式；（ＷＤＡＴＡ−５１２）／２より算出した値をＷＤＡＴＡ´とし、２５５からＷＤＡＴＡ´値を減算した値を１ＥＶセンサデータとしてメモリし、リターンする（Ｓ３３７；Ｙ、Ｓ３３９、Ｓ３４３）。ＷＤＡＴＡ値が５１２未満であるときは、０をＷＤＡＴＡ´にメモリし、２５５からＷＤＡＴＡ´値を減算した値、即ち２５５を１ＥＶセンサデータとしてメモリし、リターンする（Ｓ３３７；Ｎ、Ｓ３４１、Ｓ３４３）。Ｓ３３７〜Ｓ３４３の処理により、高輝度部分の分解能が高くなり、各測距エリアについて被写体の焦点状態を容易に判別できるようになる。
【００３４】
以上のように、本実施形態では、測距エリアと重複する各測光エリアの夫々の測光データの中から最大値と最小値を求め、その差（基準レベルＸＥＶ）に応じて画素データの分解能を高めることができる対数変換レンジ、すなわち、基準レベルＸＥＶが小さくなるほど狭い（大きくなるほど広い）対数変換レンジを設定するので、どの測距エリアについてもコントラストの明確なセンサデータを得ることができる。そして、コントラストの明確なセンサデータに基づいて測距演算するので、測距精度の向上が図れるとともに対数変換レンジの異なるセンサ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。
【００３５】
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。
【００３６】
【発明の効果】
本発明は、測距エリアと重複する測光エリアの測光値の差が小さくなるほど狭い（大きくなるほど広い）変換レンジで対数変換するので、コントラストの明確なセンサデータに基づいて測距演算でき、測距精度の向上を図れるとともに対数変換レンジの異なるセンサ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可能となる。
【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光エリアと測距エリアの関係を示す図である。
【図６】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７】（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変換して示す図であり、（Ｃ）〜（Ｄ）は（Ｂ）の各画素データをそれぞれ４ｅＶ、２ｅＶ、１ｅＶ対数変換して示す図である。
【図８】同レンズシャッタ式カメラの測光センサの出力に基づいて変換レンジを設定する様子を説明する図である。
【図９】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１０】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１１】同レンズシャッタ式カメラの対数変換レベル決定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１３】同レンズシャッタ式カメラの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
２１ＣＰＵ
２１ａＲＡＭ
２１ｂＡ／Ｄ変換器
２１ｃカウンタ
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

複数の測光エリアについて測光可能な測光手段を有するカメラに搭載され、複数の測距エリアを有する測距装置であって、
前記各測距エリア内の被写体光をそれぞれが受光して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、
前記画素信号を所定の変換レンジで対数変換する変換手段と、
前記各測距エリアと重複する前記測光エリアの測光値の差が小さくなるほど前記変換レンジを狭く設定し、同測光値の差が大きくなるほど前記変換レンジを広く設定する変換レンジ設定手段と、
を備えたことを特徴とするカメラの測距装置。
請求項１記載のカメラの測距装置において、前記各光電変換素子に積分を開始させ、前記光電変換素子のいずれかの積分値が所定の積分終了値に達したときに、前記光電変換素子すべての積分を終了させる積分制御手段を有するカメラの測距装置。
請求項１または２記載のカメラの測距装置において、前記変換レンジ設定手段は、前記各測距エリアと重複する前記測光エリアの各測光値の中から最大値と最小値を求め、該最大値と該最小値の差分が小さくなるほど前記変換レンジを狭く設定し、同差分が大きくなるほど前記変換レンジを広く設定するカメラの測距装置。
請求項１から３いずれか一項に記載のカメラの測距装置において、前記変換レンジ設定手段は、前記受光手段が積分を実行している間に、前記変換レンジを設定するカメラの測距装置。