JPH09229676A - 測距装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高輝度下での電荷飽和を防ぐようにして、信
号電荷蓄積時の最適化を図るようにする。 【解決手段】 循環シフトレジスタＧに蓄積された電荷
量を判定する電荷量判定手段Ｈと、発生する駆動クロッ
クを任意に可変可能なクロック発生手段Ｉと、上記電荷
量判定手段Ｈからの出力信号に応じて上記クロック発生
手段Ｉの動作を制御して上記駆動クロックを低速側から
高速側に順次切り換えて行く駆動周波数制御手段Ｊと、
上記駆動クロックが所定の駆動周波数に達したときに、
信号電荷の積分時間を順次短くするように上記信号電荷
積分手段Ｄを制御する積分時間制御手段Ｋとを設け、信
号電荷の蓄積時に上記信号電荷積分手段の駆動周波数を
低速から高速に変えて行き、それでも蓄積電荷が飽和す
る場合には、蓄積時間を短縮させるようにすることによ
り、高輝度下での電荷飽和を防ぐようにする。

Description

【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、カメラのＡＦ機
能に用いて好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、特公平5-22843 号公報には電荷転
送部をリング状にして信号を積分すると同時に外光を除
去するスキム手段が提案されている。上記スキム手段を
用いた撮像素子（以下スキムＣＣＤという）の模式図と
そのタイミングチャート等を表したのが図８および図９
である。

【０００３】図８（ａ）は、スキムＣＣＤの構造を模式
的に表した概略図であり、光電変換素子を仮に３個とし
てある。受光（光電変換) 素子２０で入射光量に対応し
た電荷を生成するが、このスキムＣＣＤは、ＩＲＥＤ１
４のような発光素子をパルス状に点滅させて測距対象物
に投光する。

【０００４】そして、その反射光を受光（光電変換) 素
子２０で受けて光電変換し、上記光電変換した電荷を蓄
積するアクティブモードと、ＩＲＥＤ１４を発光させ
ず、外光のみで電荷を蓄積するパッシブモードの両方式
で測距を行うことができるようにしている。そして、上
記のアクティブの測距動作で、信頼性のある測距結果が
得られない場合には、上記パッシブ動作へ移行するハイ
ブリッドタイプの測距装置である。

【０００５】上記受光センサー２０には、オン画素２２
とオフ画素２３の各1 個づつが各受光センサー1 つに対
応する構成となっており、センサー２０で蓄積された電
荷は各オン／オフ画素に転送され、その後、リング２１
に転送される。

【０００６】図８（ｂ）は、各電荷転送のタイミングを
示すタイミングチャートである。図８（ｂ）に示したよ
うに、蓄積時間信号のHigh（オン) の期間にセンサー２
０に蓄積された電荷は、オン画素転送信号のHighに同期
してオン画素２２に転送される。また、蓄積時間信号の
Low(オフ) の期間にセンサー２０に蓄積された電荷は、
オフ画素転送信号のHighに同期してオフ画素２３に転送
される。

【０００７】Ｘ、Ｙ、Ｚの各画素の蓄積電荷が、それぞ
れのオン画素、オフ画素に転送された後、リング転送信
号のHighに同期して、各画素データはリング２１に転送
される。このリング転送信号は、Ｘ画素のオン画素同士
が加算されるように同期をとって出力される。

【０００８】また、アクティブ測距であればＩＲＥＤ端
子（図示せず）は、蓄積時間信号に同期してオン／オフ
し、パッシブ測距であれば、蓄積時間信号に係わらずオ
フのままである。なお、図中の数字１、２、３はリング
回数を示し、図９のリング１回、２回、３回に相当す
る。

【０００９】１回の蓄積電荷量の調節は、蓄積時間や、
スキムＣＣＤの駆動周波数を調節することで可能とな
る。蓄積時間は、後述する図２に示すマイコン１のよう
なマイコンから測距センサ制御部８に通信することで、
蓄積時間信号のHigh/Lowの比を決められるので、オン画
素の蓄積電荷量を減らすことができる。

【００１０】また、蓄積時間信号は、スキムＣＣＤの駆
動周波数を分周して作られているので、その駆動周波数
を高速にすることで、１回のオン／オフ画素のそれぞれ
の蓄積時間を短くすることができる。また、１回の蓄積
電荷量を減らすことができ、駆動周波数を低速にするこ
とで、１回のオン／オフ画素それぞれの蓄積時間を長く
でき、１回の蓄積電荷量を増やすことができる。

【００１１】図９は、リング１回での蓄積電荷量と、リ
ング回数を増やした場合に、その蓄積電荷量が加算され
ていくのを模式的表したものである。ここで、リング回
数とは、画素信号がリングに転送された回数を言い、リ
ング１回とは、蓄積された電荷がリングに１回だけ転送
され、蓄積が１回だけ行われたことを表し、リング３回
とは、蓄積を３回行い、リングには、３回の蓄積で得ら
れた蓄積電荷の総和が保存されていることになる。

【００１２】このように、リング１回の信号電荷が十分
なレベルにない場合は、リングを回して( 蓄積回数を増
やして) 、順次信号電荷を加算して、ＳＮ比の良好な信
号電荷を得ることができる。下記に示す表１は、アクテ
ィブ／パッシブの各測距方式での特徴及び優位点を簡単
に表した表である。

【００１３】

【表１】

【００１４】この表１のように、アクティブ測距は近く
て高反射率の被写体、そして、低輝度な暗い場所から比
較的高輝度下での測距を得意とし、パッシブはコントラ
ストがあって遠くの被写体、そして、明るい場所での測
距を得意とする。

【００１５】図１０は、従来のＩＣＧモードで行われて
いるシーケンスを表すフローチャートである。最初のス
テップ（６０１）でＩＣＧモードがスタートすると、ま
ず、ステップ（６０２）で後述する図２のスキムＣＣＤ
２４のようなスキムＣＣＤと通信を行う。上記スキムＣ
ＣＤの電荷蓄積時間やその他の蓄積条件は、スキムＣＣ
Ｄとの通信によって変更することができ、蓄積時間の初
期値として、最長の蓄積時間となるように通信データを
設定する。

【００１６】通信終了後、ステップ（６０３）でスキム
ＣＣＤの残留電荷をクリアし、ステップ（６０４）で電
荷の蓄積を開始すると同時に、スキムＣＣＤから出力さ
れるＳＫＯＳをモニターする。

【００１７】このＳＫＯＳは、ＩＣＧモードで電荷蓄積
中に、電荷転送チャンネルが飽和状態になると反転する
ので、このＳＫＯＳが反転するまでの時間をモニターし
ておくことで、現在の電荷蓄積条件が適切であるか否か
を判断することができる。

【００１８】蓄積中は、ステップ（６０５）でＳＫＯＳ
の反転をチェックし、ＳＫＯＳが反転したら、ステップ
（６０８）で反転するまでのリング数（時間）をチェッ
クし、反転するまでのカウント数（時間）が所定数（フ
ローチャートでは、仮に４発としている）以上であれ
ば、ステップ（６０７）に進んで、そのままＩＣＧモー
ドを終了する。

【００１９】また、ステップ（６０８）のチェックの結
果、４発以内であれば、ステップ（６０９）で現在の蓄
積時間をチェックし、現在の蓄積時間が最短でなけれ
ば、ステップ（６１０）で蓄積時間を短くして、再度Ｉ
ＣＧモードを繰り返す。また、最短時間であれば、その
ままステップ（６０７）に進んでＩＣＧモードを終了す
る。

【００２０】ステップ（６０５）でＳＫＯＳが反転しな
ければ、ステップ（６０６）で現在の蓄積リング回数を
チェックし、上記蓄積リング回数が最大リング回数なら
ば蓄積を繰り返し、所定数以上ならステップ（６０７）
に進んでＩＣＧモードを終了して、次の積分モードに移
行する。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】一般に、スキムＣＣＤ
の駆動周波数は、低速だと蓄積電荷の転送効率や暗電流
に対して強くなるが、入射光量が多い（高輝度下の場
合) と電荷転送チャンネルが飽和し易すくなる。また、
その反対に高速だと飽和に対して強くなるが、電荷転送
チャンネルの転送効率が悪くなり、信号成分が劣化し易
くなることが知られている。

【００２２】しかしながら、上記従来例では入射光量が
多い場合（高反射、高輝度) 、蓄積電荷の飽和を防ぐた
め、スキムＣＣＤの駆動周波数は固定値とし、入射光量
に応じて蓄積時間を可変（電子シャッター機能) するこ
とで対応していた。

【００２３】しかし、そのように駆動周波数を固定し
て、入射光量の増加に合わせて電荷の蓄積時間を減少さ
せると、選択する駆動周波数によっては入射光量が多い
場合に、蓄積電荷がどうしても飽和してしてしまい測距
演算ができない問題があった。

【００２４】また、入射光量が少ない場合に、測距演算
するのに充分な信号成分が得られなかったり、ＩＲＥＤ
による信号成分が外光成分に埋もれてしまったり、セン
サからリングに転送する際の転送効率によってもＩＲＥ
Ｄの信号成分が埋もれてしまい、ＳＮ比が悪くなり測距
演算できなかったりという欠点があった。

【００２５】また、一般に、スキムＣＣＤの駆動周波数
は、低速だと蓄積電荷の転送効率や暗電流に対して強く
なるが、入射光量が多い（高輝度下の場合) と電荷転送
チャンネルが飽和し易すくなり、高速だと逆に、飽和に
対して強くなるが、電荷転送チャンネルの転送効率が悪
くなり、信号成分が劣化し易くなるという問題があっ
た。

【００２６】しかしながら、上記従来例では表１で説明
したアクティブ、パッシブの能力や特性を考慮せず、パ
ッシブが非常に苦手としている低輝度な被写体、低コン
トラストな被写体を測距しようとして、アクティブと同
様な低速の駆動周波数でスキムＣＣＤを駆動していたた
め、測距時間が冗長になり、且つ、信頼性のない測距結
果しか得られないという欠点があった。

【００２７】本発明は上述の問題点にかんがみ、電荷の
飽和を防止して信号電荷蓄積時の最適化を図るようにす
ることを第１の目的とする。

【００２８】また、信頼性のある測距結果を得ながらレ
リーズタイムラグを減少させることを第２の目的とす
る。

【００２９】

【課題を解決するための手段】本発明の測距装置は、測
距対象物に向けて投光された光束が上記測距対象物によ
って反射されて戻ってきたのを受光して光電変換する光
電変換素子と、上記光電変換素子から出力される信号電
荷の積分時間を任意に設定可能な信号電荷積分手段と、
上記信号電荷積分手段によって積分された信号電荷を所
定の電荷転送パルスに従って転送する信号電荷供給手段
と、上記信号電荷供給手段によって転送される信号電荷
を次段に設けられている循環シフトレジスタに注入する
信号電荷注入手段と、上記信号電荷注入手段から注入さ
れる信号電荷を徐々に蓄積する循環シフトレジスタと、
上記循環シフトレジスタに蓄積された電荷量が所定値に
なったか否かを判定する電荷量判定手段と、上記各手段
を駆動するためのクロックを発生する手段であって、発
生する駆動クロックの周波数を任意に可変可能なクロッ
ク発生手段と、上記電荷量判定手段からの出力信号に応
じて上記クロック発生手段を制御して上記駆動クロック
の周波数を低速側から高速側に順次切り換えて行く駆動
周波数制御手段と、上記クロック発生手段で発生される
駆動クロックが所定の駆動周波数に達したときに上記信
号電荷積分手段を制御して、信号電荷の積分時間を順次
短くする積分時間制御手段とを具備することを特徴とし
ている。

【００３０】また、本発明の他の特徴とするところは、
測距対象物に向けてパルス状光束を点滅して投光する投
光手段と、上記測距対象物によって反射されてくる上記
パルス状光束を受光する複数の光電変換素子と、上記光
電変換素子から出力される信号電荷の積分時間を任意に
設定可能な信号電荷積分手段と、上記信号電荷積分手段
によって積分された信号電荷を所定の電荷転送パルスに
従って転送する信号電荷供給手段と、 上記信号電荷供
給手段によって転送される信号電荷を循環シフトレジス
タに注入するための信号電荷注入手段と、少なくとも一
部がループ状に結合されて配列された複数の電荷転送チ
ャンネル部と、上記各電荷転送チャンネル部上にゲート
絶縁膜を介して設けられた複数の転送電極と、上記各転
送電極に印加される転送クロックにより動作する電荷転
送チャンネル部を転送される信号電荷の量を検出するた
めのゲート酸化膜を介して設けられたフローティングゲ
ート電極とを有し、上記ループ状に結合された部分で電
荷を循環させて電荷を累積加算する循環シフトレジスタ
と、上記循環シフトレジスタに蓄積された電荷量が所定
値になったか否かを判定する電荷量判定手段と、上記各
手段を駆動するためのクロックを発生する手段であっ
て、発生する駆動クロックの周波数を任意に可変可能な
クロック発生手段と、上記電荷量判定手段からの出力信
号に応じて上記クロック発生手段の動作を制御して上記
駆動クロックを低速側から高速側に順次切り換えて行く
駆動周波数制御手段と、上記クロック発生手段で発生さ
れる駆動クロックが所定の駆動周波数に達したときに上
記信号電荷積分手段を制御して、信号電荷の積分時間を
順次短くする積分時間制御手段とを具備することを特徴
としている。

【００３１】また、本発明のその他の特徴とするところ
は、測距対象物に向けてパルス状光束を点滅して投光す
る投光手段と、上記測距対象物によって反射されてくる
パルス状光束を受光する複数の光電変換素子と、上記光
電変換素子から出力される信号電荷を積分し所定の電荷
転送パルスに従ってその信号電荷を転送する信号電荷供
給手段と、上記投光手段を発光させて測距するモード、
および上記投光手段を発光させずに測距するモードの２
種類のモードで動作可能な測距手段と、上記各手段を駆
動するクロックを発生する手段であって、発生する駆動
クロックの周波数を任意に可変可能なクロック発生手段
と、上記クロック発生手段で発生する駆動クロックの初
期値を、上記各測距モードに対応して独立して設定可能
なクロック初期値設定手段とを具備することを特徴とし
ている。

【００３２】また、本発明のその他の特徴とするところ
は、測距対象物に向けてパルス状光束を点滅して投光す
る投光手段と、上記測距対象物によって反射されてくる
パルス状光束を受光する複数の光電変換素子と、上記光
電変換素子から出力される信号電荷を積分し所定の電荷
転送パルスに従ってその信号電荷を転送する信号電荷供
給手段と、 上記信号電荷供給手段によって転送される
信号電荷を循環シフトレジスタに注入するための信号電
荷注入手段と、少なくとも一部がループ状に結合されて
配列された複数の電荷転送チャンネル部と、上記各電荷
転送チャンネル部上にゲート絶縁膜を介して設けられた
複数の転送電極と、上記各転送電極に印加される転送ク
ロックにより動作する電荷転送チャンネル部を転送され
る信号電荷の量を検出するためのゲート酸化膜を介して
設けられたフローティングゲート電極とを有し、上記ル
ープ状に結合された部分で電荷を循環させて電荷を累積
加算する循環シフトレジスタと、上記循環シフトレジス
タに蓄積された電荷が所定量以上になったか否かを判定
する電荷量判定手段と、上記投光手段を発光させて測距
するアクティブ測距モード、および上記投光手段を発光
させずに測距するパッシブ測距モードで動作可能な測距
手段と、上記各手段を駆動するクロックを発生する手段
であって、発生する駆動クロックの周波数を任意に可変
可能なクロック発生手段と、上記クロック発生手段で発
生する駆動クロックの初期値を、上記各測距モードに対
応して独立して設定可能なクロック初期値設定手段とを
具備することを特徴としている。

【００３３】

【作用】本発明は上記技術手段よりなるので、電荷量判
定手段の出力信号に応じてクロック発生手段の制御が行
われ、これにより、信号電荷積分手段の駆動周波数を低
速から高速に変えて行き、それでも蓄積電荷が飽和する
場合には、蓄積時間を短縮させて高輝度下での電荷飽和
を防ぐようにすることにより、信号電荷蓄積時の最適化
を図るようにしている。

【００３４】また、本発明の他の特徴によれば、アクテ
ィブ／パッシブの能力および特性を考慮して、アクティ
ブ測距モードで測距する場合は、その駆動周波数を低速
から順次高速に切り換えて行き、一方、パッシブ測距モ
ードで測距する場合にはアクティブ測距モードよりは高
速であるが低い周波数を初期値として設定して、それか
ら順次高速に切り換えることで、不得意で信頼性が得ら
れない条件下での測距は予め行わないようにすることに
より、測距能力を損なうことなく、測距時間を大幅に短
縮することができるようにする。

【００３５】

【発明の実施の形態】次に、図１の機能構成図を参照し
ながら本発明の測距装置の概略構成および動作を説明す
る。

【００３６】図１において、Ａは測距対象物、Ｂは投光
手段、Ｃは光電変換素子、Ｄは信号電荷積分手段、Ｅは
信号電荷供給手段、Ｆは信号電荷注入手段、Ｇは循環シ
フトレジスタ、Ｈは電荷量判定手段、Ｉはクロック発生
手段、Ｊは駆動周波数制御手段、Ｋは積分時間制御手
段、Ｌは測距手段、Ｍは測距結果出力手段である。

【００３７】投光手段Ｂは、測距対象物Ａに向けてパル
ス状光束を点滅して投光するものである。光電変換素子
Ｃは、上記測距対象物Ａによって反射されてくる上記パ
ルス状光束を受光して光電変換する。

【００３８】信号電荷積分手段Ｄは、上記光電変換素子
Ｃから出力される信号電荷の積分時間を任意に設定可能
に構成されている。信号電荷供給手段Ｅは、上記信号電
荷積分手段Ｄによって積分された信号電荷は所定の電荷
転送パルスに従って転送する。

【００３９】信号電荷注入手段Ｆは、上記信号電荷供給
手段によって転送される信号電荷を次段に設けられてい
る循環シフトレジスタに注入するためのものである。循
環シフトレジスタＧは、少なくとも一部がループ状に結
合されて配列された複数の電荷転送チャンネル部と、上
記各電荷転送チャンネル部上にゲート絶縁膜を介して設
けられた複数の転送電極と、上記各転送電極に印加され
る転送クロックにより動作する電荷転送チャンネル部を
転送される信号電荷の量を検出するためのゲート酸化膜
を介して設けられたフローティングゲート電極とを有
し、上記ループ状に結合された部分で電荷を循環させて
電荷を累積加算する。

【００４０】循環シフトレジスタＧは、上記信号電荷注
入手段Ｆから注入される信号電荷を徐々に蓄積する。電
荷量判定手段Ｈは、上記循環シフトレジスタＧに蓄積さ
れた電荷量を判定するためのものである。

【００４１】クロック発生手段Ｉは、上記各手段を駆動
するためのクロックを発生するために設けられているも
のであり、発生する駆動クロックを任意に可変可能に構
成されている。駆動周波数制御手段Ｊは、上記電荷量判
定手段Ｈからの出力信号に応じて上記クロック発生手段
Ｉの動作を制御して上記駆動クロックを低速側から高速
側に順次切り換えて行くものである。

【００４２】積分時間制御手段Ｋは、上記駆動クロック
が所定の駆動周波数に達したときに、その駆動周波数で
上記信号電荷積分手段Ｄにて行う信号電荷の積分時間を
順次短くするように制御する。

【００４３】このように構成された本実施形態の測距装
置は、信号電荷の蓄積条件を決めるＩＣＧモードで入射
光量に応じて蓄積時間を変化させる前に、スキムＣＣＤ
の駆動周波数を低速から高速に変えて行く。

【００４４】それでも蓄積電荷が飽和するようであれ
ば、上記積分時間制御手段Ｋの制御により、上記信号電
荷積分手段Ｄによる信号電荷の蓄積時間を短縮させて高
輝度下での電荷飽和を防ぐようにして、信号電荷蓄積時
の最適化を図るようにしている。

【００４５】したがって、上記測距装置によれば、低輝
度時の良好な転送効率や十分な信号成分を得ることがで
きるようになる。また、高輝度下での電荷飽和を防ぐこ
とができるので、種々の条件下での測距において、常に
最良な信号成分を蓄積するようにすることができるよう
にする。

【００４６】次に、本発明の測距装置の詳細を、図面を
参照しながら説明する。 （第１の実施形態）図２は、本実施形態の測距装置をカ
メラに適用した例について、各ユニット毎に簡略的に表
した構成図である。

【００４７】図２において、ＭＰＵ１は、不図示のＲＡ
ＭやＲＯＭ、演算手段、記憶手段を有するマイコンであ
り、メインスイッチ２はカメラの電源をオン／オフする
ためのスイッチであり、テレスイッチ３はカメラの電源
がオン状態の場合に鏡筒をテレ側に駆動させるためのス
イッチであり、ワイドスイッチ４はカメラの電源がオン
状態の場合に鏡筒をワイド側に駆動させるためのスイッ
チであり、第１のスイッチ５、カメラの電源がオン状態
の場合に撮影準備を開始するスイッチで、この第１のス
イッチ５がオンすると測距、測光等の撮影準備を行い、
撮影開始スイッチのオンを待つ。

【００４８】第２のスイッチ６は、第１のスイッチ５が
オンしている状態で、オンすると測距結果に応じてレン
ズピントを合わせ、露光し、フィルムを巻き上げる。

【００４９】ＡＬＳ７は、撮影時の外光輝度を測定する
ための測光センサを示し、不図示の温度センサを含み、
外光輝度に応じた信号をＭＰＵ１に出力する。スキムＣ
ＣＤは符号２４で表されており、これは、撮影時被写体
距離を測定するための測距センサ制御部であるＡＦＣ８
と、ＡＦＳ９に示す測距センサからなる。

【００５０】ＳＨＣ１０はシャッター駆動部であり、Ａ
ＬＳ７によって得られた測光値を用いて、シャッターの
露光時間を制御するためのものである。ＦＭ１１は、不
図示の露光終了後のフィルムを１駒分巻き上げるための
給送駆動部である。

【００５１】ＺＭ１２は、テレスイッチ３やワイドスイ
ッチ４のオンによって焦点距離を変えるために、不図示
の鏡筒を駆動するための鏡筒駆動部である。ＬＭ１３
は、測距結果を用いて被写体にピントを合わせるために
不図示のレンズを駆動するためのレンズ駆動部である。

【００５２】図３は、本実施形態の測距システムの基本
システムについて表したものである。図３において、投
光素子１４は被写体に光を投光するためのＬＥＤやＩＲ
ＥＤ等の投光手段を示し、第１のセンサ１６、第２のセ
ンサ１７は被写体が反射した投光素子からの反射光を受
け、その受光量に応じて電荷量に変換する光電変換素子
であり、第１のセンサ出力１８、第２のセンサ出力１９
は、各センサ１６、１７が光電変換した場合の像出力を
模式的に表したものである。なお、本実施形態での測距
方式は、２つのセンサ出力１８、１９の位相差から三角
測距の原理を用いて被写体距離を求める、位相差検出方
式である。

【００５３】図６は、ＡＦシーケンスを表すフローチャ
ートである。まず、最初のステップ（３０１）でＡＦが
スタートすると、次の、ステップ（３０２）でスキムＣ
ＣＤの駆動周波数（ｆｃ）に２ＭＨｚを設定する。次
に、ステップ（３０３）で測距モードとしてアクティブ
モードを設定し、ＩＲＥＤ等の投光手段を点滅させて、
ステップ（３０４）のＩＣＧモードを実行する。

【００５４】上記ＩＣＧモードでは、スキムＣＣＤが飽
和することなく、最適な条件で電荷の蓄積が行えるよう
に、スキムＣＣＤへ入射する外光成分を測定し、駆動周
波数、蓄積時間等の蓄積条件を変化するモードである。

【００５５】ＩＣＧモードで駆動周波数や蓄積時間が決
まったら、ステップ（３０５）の積分モードに進み、そ
の中で最大蓄積リング回数を設定し、ＩＣＧで求めた蓄
積時間に応じてスキムＣＣＤを制御する。

【００５６】上記最大蓄積リング回数とは、スキムＣＣ
Ｄへの入射光が少なく、測距演算するのに充分な信号が
得られない場合（主に低輝度、低反射率、遠距離被写体
など) は、この最大蓄積リング回数まで電荷を蓄積した
ら、その時点で積分モードを強制的に終了する。

【００５７】十分な電荷を蓄積したとき、若しくは、最
大蓄積リング回数まで蓄積を行って積分モードを終了し
たら、ステップ（３０６）の読み出しモードに進み、そ
こで積分モードで得られた電荷をＡＤ変換し、像データ
をマイコンのメモリーに読み込む。

【００５８】その後、得られた像データからステップ
（３０７）で被写体距離を演算して求める。演算後、ス
テップ（３０８）でアクティブかパッシブかをチェック
し、アクティブであればステップ（３１１）でパッシブ
を設定し、投光手段を消灯させ、アクティブと同様な動
作を行い、被写体距離を求める。

【００５９】アクティブ／パッシブの両方を用いて被写
体距離を求めたら、ステップ（３０９）に進み、測距結
果選択演算を行い、アクティブの測距結果を用いるか、
パッシブの測距結果を用いるかを選択してステップ（３
１０）でＡＦが終了する。

【００６０】図４は、本実施形態のＩＣＧモードで行わ
れているシーケンスを表すフローチャートである。ま
ず、最初のステップ（４０１）でＩＣＧモードがスター
トすると、まず、ステップ（４０２）でスキムＣＣＤ２
４の駆動周波数を駆動周波数としては最低の500kHzに設
定する。

【００６１】スキムＣＣＤ２４の電荷蓄積時間やその他
の蓄積条件は、スキムＣＣＤ２４との通信によって変更
できるので、蓄積時間の初期値として、蓄積時間が最長
となるように通信データを設定し、ステップ（４０３）
でスキムＣＣＤ２４と通信する。

【００６２】通信終了後、ステップ（４０４）でスキム
ＣＣＤ２４の残電荷をクリアし、ステップ（４０５）で
電荷の蓄積を開始する。また、それと同時にスキムＣＣ
Ｄ２４から出力されるＳＫＯＳ信号をモニターする。

【００６３】上記ＳＫＯＳ信号は、ＩＣＧモードで電荷
蓄積中に、電荷転送チャンネルが飽和しそうになると反
転する。したがって、上記ＳＫＯＳ信号が反転するまで
の時間をモニターしておくことで、現在の電荷蓄積条件
が適切か否かを判断することができる。

【００６４】蓄積中は、ステップ（４０６）でＳＫＯＳ
信号の反転をチェックする。そして、上記ＳＫＯＳ信号
が反転したら、ステップ（４０９）に進んで反転するま
でのリング回数（時間) をチェックする。

【００６５】ＳＫＯＳ信号が反転するまでのリング数
（時間) が所定数以内（フローチャートでは仮に４発と
している) の場合は、ステップ（４１０）に進んで周波
数をチェックし、次に、ステップ（４１１）に進んで電
荷蓄積時間チェックする。

【００６６】ステップ（４１０）の判断の結果、駆動周
波数が最小でなければステップ（４１３）に進んで駆動
周波数を高速にする処理を行う。また、ステップＳ（４
１１）の判断の結果、蓄積時間が最小でなければステッ
プ（４１２）に進んで蓄積時間を短くし、所定リング回
数内にＳＫＯＳ信号が反転しないように蓄積条件を変化
させる。

【００６７】すなわち、ステップＳ（４０６）でＳＫＯ
Ｓ信号が反転したら、リングのカウント数をチェック
し、リングのカウント数が所定カウント内（フローチャ
ートでは仮に４発としている) なら、ステップ（４１
０）でスキムＣＣＤ２４の駆動周波数をチェックする。

【００６８】一方、ステップＳ（４１０）の判断の結
果、駆動周波数が最高速になっていれば、ステップ（４
１１）に進むが、設定されている駆動周波数が最高速で
なければ、ステップ（４１３）でより高速な周波数に駆
動周波数を高速に変えて、再度ＩＣＧを実行する。

【００６９】ステップ（４１０）で駆動周波数が最高速
に設定されていたら、ステップ（４１１）で蓄積時間を
チェックするが、設定されている蓄積時間が最短時間で
あれば、そのままステップ（４０８）に進んでＩＣＧモ
ードを終了し、次の積分モードに移行する。しかし、ス
テップ（４１１）で蓄積時間が最短でなければ、ステッ
プ（４１２）に進んでより短い蓄積時間を設定し直す。

【００７０】一方、ステップ（４０６）でＳＫＯＳ信号
が反転しない場合には、ステップ（４０７）に進んでリ
ングのカウント数をチェックする。そして、ステップ
（４０７）の判断の結果、リングのカウント数が蓄積最
大リング回数を越えた時点で蓄積を中止し、ステップ
（４０８）に進んでＩＣＧモードを終了して、次の積分
モードに移行する。

【００７１】図５は、本実施形態でスキムＣＣＤ２４の
駆動周波数が最低速から最高速まで変化し、なお且つ、
蓄積時間が１回短縮した場合の主要波形のタイミングを
模式的に表したタイミングチャートである。

【００７２】図５において、ＩＲＣＬＫ信号は、この信
号に同期してＩＲＥＤが点灯する信号であり、ＩＣＧモ
ードで蓄積条件を変更する際の基準クロックになる。Ｓ
ＫＯＳ信号は、スキムＣＣＤ２４からの出力端子で、ス
キムＣＣＤ２４の設定条件に応じた、蓄積電荷の出力を
行う。

【００７３】ＩＣＧモードで、スキムＣＣＤ２４の駆動
周波数の初期値として500kHzが設定され、リング（＝Ｉ
ＲＣＬＫ信号) のカウント４発（この値は任意で、特に
４発にこだわるわけではない) 以内にＳＫＯＳ信号が反
転したので、駆動周波数を１ＭＨｚに切り換え、再度、
ＩＣＧードを実行する。それでも、ＳＫＯＳ信号がリン
グ（＝ＩＲＣＬＫ信号) ４発以内に反転するので、駆動
周波数を２ＭＨｚに切り換えるが、更に、ＳＫＯＳ信号
が反転する。

【００７４】しかし、今度は、駆動周波数が設定値の最
速の２ＭＨｚであるため、駆動周波数はそのままで、蓄
積時間を短くしてＳＫＯＳ信号がリング（＝ＩＲＣＬＫ
信号) ４発以内に反転するかをチェックし、４発以内に
反転しないので、その次のシーケンスである積分モード
に移行している。

【００７５】図７は、本発明の測距装置の第２の実施形
態の測距装置の測距シーケンスの概略を表すフローチャ
ートである。まず、最初にステップＳ１でＡＦがスター
トすると、まず、ステップＳ２で測距モードとしてアク
ティブを設定し、ステップＳ３でアクティブ／パッシブ
のモードチェックをする。

【００７６】その結果、アクティブモードであれば、ス
テップＳ４で駆動周波数（ｆｃ）の初期値として500kHz
を設定し、ＩＲＥＤなどの投光手段を点滅させる。ま
た、パッシブモードであれば、ステップＳ１２に進んで
駆動周波数（ｆｃ）の初期値として１ＭＨｚを設定し
て、ＩＣＧモードを実行する。

【００７７】上記ＩＣＧモードでは、スキムＣＣＤが飽
和することなく、最適な条件で電荷の蓄積が行えるよう
に、スキムＣＣＤへ入射する外光成分を測定し、駆動周
波数、蓄積時間等の蓄積条件を変化するモードである。
なお、ＩＣＧモードは、図４で上述したとおりである。

【００７８】ＩＣＧモードで駆動周波数や蓄積時間が決
まったら、ステップＳ６の積分モードの中で、最大蓄積
リング回数を設定して、電荷蓄積を行う。この最大蓄積
リング回数とは、スキムＣＣＤへの入射光が少なく、測
距演算するのに充分な信号が得られない場合（主に低輝
度、低反射率、遠距離被写体など）は、この最大蓄積リ
ング回数まで電荷を蓄積したら、その時点で積分モード
の処理を強制的に終了する。

【００７９】また、十分な電荷を蓄積したとき、若しく
は、最大蓄積リング回数まで蓄積を行って積分モードを
終了したら、ステップＳ７の読み出しモードに進み、そ
こで積分モードで得られた電荷をＡＤ変換し、像データ
をマイコンのメモリーに読み込む処理を行う。

【００８０】その後、得られた像データからステップＳ
８で被写体距離を演算して求める。演算後、ステップＳ
９でアクティブかパッシブかをチェックし、アクティブ
であればステップＳ１３でパッシブモードを設定し、投
光手段を消灯させ、アクティブと同様な動作を行い、被
写体距離を求める。

【００８１】アクティブ／パッシブの両方を用いて被写
体距離を求めたら、ステップＳ１０に進み、測距結果選
択演算を行い、アクティブの測距結果を用いるか、パッ
シブの測距結果を用いるかを選択してステップＳ１１で
ＡＦが終了する。

【００８２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
信号電荷蓄積時に信号電荷積分手段の駆動周波数に低い
値を設定し、蓄積電荷が飽和すれば順次高速に切り換え
るようにするとともに、周波数を高速に切り換えるだけ
では飽和を防げないようであれば、蓄積時間を短くする
ようにしたので、低輝度時に良好な転送効率が得られる
とともに、十分な信号成分を得ることができ、且つ、高
輝度下での電荷飽和を防ぐことができる。これにより、
各条件下での測距において、常に最良な信号成分を蓄積
することができる。

【００８３】また、本発明の他の特徴によれば、アクテ
ィブ／パッシブの能力および特性を考慮して、アクティ
ブ測距モードで測距する場合は、その駆動周波数を低速
から順次高速に切り換えて行くようにし、一方、パッシ
ブ測距モードで測距する場合はアクティブ測距モードで
測距する場合よりは高速ではあるが低い周波数を初期値
として設定して、その後で順次高速に切り換えるように
したので、不得意で信頼性が得られない条件下での測距
は予め行わないようにすることができ、測距能力を損な
うことなく、測距時間を大幅に短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の測距装置の概略構成を示す機能構成図
である。

【図２】本発明に係るカメラのシステムブロック図であ
る。

【図３】本発明に係る測距システムを説明する概略図で
ある。

【図４】本発明に係るＩＣＧモードを説明するフローチ
ャートである。

【図５】本発明に係るＩＣＧモードでのスキムＣＣＤの
主要波形を示すタイミングチャートである。

【図６】測距シーケンスを説明するためのフローチャー
トである。

【図７】測距シーケンスの他の例を説明するためのフロ
ーチャートである。

【図８】（ａ）はスキムＣＣＤの原理を説明する概略
図、（ｂ）は各電荷転送のタイミングを示すタイミング
チャートである。

【図９】リング回数と蓄積電荷量との関係を示す図であ
る。

【図１０】従来のＩＣＧモードにおける処理手順を表す
フローチャートである。

【符号の説明】

１ マイコン ２ メインスイッチ ３ テレスイッチ ４ ワイドスイッチ ５ 第１のスイッチ ６ 第２のスイッチ ７ 測光センサ ８ 測距制御部 ９ 測距センサー １０ シャッター駆動部 １１ 給送駆動部 １２ 鏡筒駆動部 １３ レンズ駆動部 １４ 投光素子 １５ 被写体 １６ 第１のセンサ １７ 第２のセンサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 5/232 Ｇ０３Ｂ 3/00 Ａ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 測距対象物に向けて投光された光束が上
   記測距対象物によって反射されて戻ってきたのを受光し
   て光電変換する光電変換素子と、 上記光電変換素子から出力される信号電荷の積分時間を
   任意に設定可能な信号電荷積分手段と、 上記信号電荷積分手段によって積分された信号電荷を所
   定の電荷転送パルスに従って転送する信号電荷供給手段
   と、 上記信号電荷供給手段によって転送される信号電荷を次
   段に設けられている循環シフトレジスタに注入する信号
   電荷注入手段と、 上記信号電荷注入手段から注入される信号電荷を徐々に
   蓄積する循環シフトレジスタと、 上記循環シフトレジスタに蓄積された電荷量が所定値に
   なったか否かを判定する電荷量判定手段と、 上記各手段を駆動するためのクロックを発生する手段で
   あって、発生する駆動クロックの周波数を任意に可変可
   能なクロック発生手段と、 上記電荷量判定手段からの出力信号に応じて上記クロッ
   ク発生手段を制御して上記駆動クロックの周波数を低速
   側から高速側に順次切り換えて行く駆動周波数制御手段
   と、 上記クロック発生手段で発生される駆動クロックが所定
   の駆動周波数に達したときに上記信号電荷積分手段を制
   御して、信号電荷の積分時間を順次短くする積分時間制
   御手段とを具備することを特徴とする測距装置。
2. 【請求項２】 測距対象物に向けてパルス状光束を点滅
   して投光する投光手段と、 上記測距対象物によって反射されてくる上記パルス状光
   束を受光する複数の光電変換素子と、 上記光電変換素子から出力される信号電荷の積分時間を
   任意に設定可能な信号電荷積分手段と、 上記信号電荷積分手段によって積分された信号電荷を所
   定の電荷転送パルスに従って転送する信号電荷供給手段
   と、 上記信号電荷供給手段によって転送される信号電荷を循
   環シフトレジスタに注入するための信号電荷注入手段
   と、 少なくとも一部がループ状に結合されて配列された複数
   の電荷転送チャンネル部と、上記各電荷転送チャンネル
   部上にゲート絶縁膜を介して設けられた複数の転送電極
   と、上記各転送電極に印加される転送クロックにより動
   作する電荷転送チャンネル部を転送される信号電荷の量
   を検出するためのゲート酸化膜を介して設けられたフロ
   ーティングゲート電極とを有し、上記ループ状に結合さ
   れた部分で電荷を循環させて電荷を累積加算する循環シ
   フトレジスタと、 上記循環シフトレジスタに蓄積された電荷量が所定値に
   なったか否かを判定する電荷量判定手段と、 上記各手段を駆動するためのクロックを発生する手段で
   あって、発生する駆動クロックの周波数を任意に可変可
   能なクロック発生手段と、 上記電荷量判定手段からの出力信号に応じて上記クロッ
   ク発生手段の動作を制御して上記駆動クロックを低速側
   から高速側に順次切り換えて行く駆動周波数制御手段
   と、 上記クロック発生手段で発生される駆動クロックが所定
   の駆動周波数に達したときに上記信号電荷積分手段を制
   御して信号電荷の積分時間を順次短くする積分時間制御
   手段とを具備することを特徴とする測距装置。
3. 【請求項３】 測距対象物に向けてパルス状光束を点滅
   して投光する投光手段と、 上記測距対象物によって反射されてくるパルス状光束を
   受光する複数の光電変換素子と、 上記光電変換素子から出力される信号電荷を積分し所定
   の電荷転送パルスに従ってその信号電荷を転送する信号
   電荷供給手段と、 上記投光手段を発光させて測距するモード、および上記
   投光手段を発光させずに測距するモードの２種類のモー
   ドで動作可能な測距手段と、 上記各手段を駆動するクロックを発生する手段であっ
   て、発生する駆動クロックの周波数を任意に可変可能な
   クロック発生手段と、 上記クロック発生手段で発生する駆動クロックの初期値
   を、上記各測距モードに対応して独立して設定可能なク
   ロック初期値設定手段とを具備することを特徴とする測
   距装置。
4. 【請求項４】 測距対象物に向けてパルス状光束を点滅
   して投光する投光手段と、 上記測距対象物によって反射されてくるパルス状光束を
   受光する複数の光電変換素子と、 上記光電変換素子から出力される信号電荷を積分し所定
   の電荷転送パルスに従ってその信号電荷を転送する信号
   電荷供給手段と、 上記信号電荷供給手段によって転送される信号電荷を循
   環シフトレジスタに注入するための信号電荷注入手段
   と、 少なくとも一部がループ状に結合されて配列された複数
   の電荷転送チャンネル部と、上記各電荷転送チャンネル
   部上にゲート絶縁膜を介して設けられた複数の転送電極
   と、上記各転送電極に印加される転送クロックにより動
   作する電荷転送チャンネル部を転送される信号電荷の量
   を検出するためのゲート酸化膜を介して設けられたフロ
   ーティングゲート電極とを有し、上記ループ状に結合さ
   れた部分で電荷を循環させて電荷を累積加算する循環シ
   フトレジスタと、 上記循環シフトレジスタに蓄積された電荷が所定量以上
   になったか否かを判定する電荷量判定手段と、 上記投光手段を発光させて測距するアクティブ測距モー
   ド、および上記投光手段を発光させずに測距するパッシ
   ブ測距モードで動作可能な測距手段と、 上記各手段を駆動するクロックを発生する手段であっ
   て、発生する駆動クロックの周波数を任意に可変可能な
   クロック発生手段と、 上記クロック発生手段で発生する駆動クロックの初期値
   を、上記各測距モードに対応して独立して設定可能なク
   ロック初期値設定手段とを具備することを特徴とする測
   距装置。