JP2000214375A - 測距装置 - Google Patents

測距装置

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JP2000214375A
JP2000214375A JP11012073A JP1207399A JP2000214375A JP 2000214375 A JP2000214375 A JP 2000214375A JP 11012073 A JP11012073 A JP 11012073A JP 1207399 A JP1207399 A JP 1207399A JP 2000214375 A JP2000214375 A JP 2000214375A
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capacitor
signal
light
distance
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Hideo Yoshida
秀夫 吉田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 第１積分に要する時間が最小となるときに積
分コンデンサが最大に放電又は充電されるように積分コ
ンデンサの容量値を設定することにより、測距精度の向
上が図れる測距装置を提供すること。 【解決手段】 測距対象物に向けて光束を投光し、測距
対象物での反射光を受けて、演算処理、積分処理を通じ
て測距対象物までの距離を検出する測距装置において、
第１積分に要する時間が最小となるときに積分コンデン
サ６が最大に放電又は充電されるように積分コンデンサ
６の容量値が設定され、かつ、測距対象物までの距離検
出の際、第１積分に要する時間が最小の時間より長くな
るときは積分コンデンサの第１積分及び第２積分を繰り
返して行う。

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、カメラ等に好適
に用いられるアクティブ型の測距装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】カメラ等に用いられるアクティブ型の測
距装置は、赤外線発光ダイオード（以下、「ＩＲＥＤ」
という。）から測距対象物に向けて光束を投光し、その
投光された光束の反射光を位置検出素子（以下、「ＰＳ
Ｄ」という。）により受光し、このＰＳＤから出力され
る信号を信号処理回路および演算回路により演算処理し
て距離情報として出力し、ＣＰＵにより測距対象物まで
の距離を検出する。また、１回のみの投光による測距で
は誤差が生じることがあるので、投光を複数回行って複
数の距離情報を求め、その複数の距離情報を積分回路に
より一定期間ずつ積算することで積分して平均化するの
が望ましい。その積分回路による距離情報の積算は、積
分コンデンサに基準電圧を印加して電荷を蓄積し、その
状態から距離情報に対応して電荷を放電することにより
行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た測距装置にあっては、正確な測距が行えないおそれが
ある。すなわち、積分コンデンサからの放電時間は、測
距条件などにより変更される場合、その放電時間の相違
により放電量が異なることとなる。このため、放電量が
多いときには、積分コンデンサの容量を十分に利用でき
るが、放電量が少ないときには積分コンデンサの容量を
十分に利用して積分動作を行うことができず、測定精度
が十分なものとはならない。
【０００４】そこで本発明は、このような点に鑑みてな
されたものであって、測距精度の向上が図れる測距装置
を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明に係る測距
装置は、測距対象物に向けて光束をパルス投光する投光
手段と、測距対象物に投光された光束の反射光を測距対
象物までの距離に応じた位置検出素子上の受光位置で受
光し、その受光位置に応じた信号を出力する受光手段
と、受光手段から出力された信号に基づいて演算を行
い、測距対象物までの距離に応じた出力比信号を出力す
る演算手段と、積分コンデンサを有し、演算手段から出
力された信号に応じて積分コンデンサを放電又は充電し
て演算手段から出力された信号を積分する第１積分を行
い、その後に一定電流で積分コンデンサを充電又は放電
して第２積分を行い、この第２積分の際に積分コンデン
サの電圧と基準電圧とを比較して、その結果に応じた比
較結果信号を出力する積分手段と、積分手段から出力さ
れた信号に基づいて測距対象物までの距離を検出する検
出手段とを備えて構成され、前述の積分手段が、第１積
分に要する時間が最小となるときに積分コンデンサが最
大に放電又は充電されるように積分コンデンサの容量値
が設定され、かつ、測距対象物までの距離検出の際、第
１積分に要する時間が最小の時間より長くなるときは積
分コンデンサの第１積分及び第２積分を繰り返して行う
ことを特徴とする。
【０００６】また本発明に係る測距装置は、測距対象物
に向けて光束をパルス投光する投光手段と、測距対象物
に投光された光束の反射光を測距対象物までの距離に応
じた位置検出素子上の受光位置で受光し、その受光位置
に応じた信号を出力する受光手段と、受光手段から出力
された信号に基づいて演算を行い、測距対象物までの距
離に応じた出力比信号を出力する演算手段と、積分コン
デンサを有し、演算手段から出力された信号に応じて積
分コンデンサを放電又は充電して演算手段から出力され
た信号を積分する第１積分を行い、その後に一定電流で
積分コンデンサを充電又は放電して第２積分を行い、こ
の第２積分の際に積分コンデンサの電圧と基準電圧とを
比較して、その結果に応じた比較結果信号を出力する積
分手段と、積分手段から出力された信号に基づいて測距
対象物までの距離を検出する検出手段とを備えて構成さ
れ、前述の積分手段が、容量の異なる複数の積分コンデ
ンサを有し、測距対象物までの距離検出の際に積分コン
デンサが最大に放電又は充電されるように複数の積分コ
ンデンサのうちから一つを選択して第１積分及び第２積
分を行うことを特徴とする。
【０００７】更に本発明に係る測距装置は、測距対象物
に向けて光束をパルス投光する投光手段と、測距対象物
に投光された光束の反射光を測距対象物までの距離に応
じた位置検出素子上の受光位置で受光し、その受光位置
に応じた信号を出力する受光手段と、受光手段から出力
された信号に基づいて演算を行い、測距対象物までの距
離に応じた出力比信号を出力する演算手段と、積分コン
デンサを有し、演算手段から出力された信号に応じて積
分コンデンサを放電又は充電して演算手段から出力され
た信号を積分する第１積分を行い、その後に一定電流で
積分コンデンサを充電又は放電して第２積分を行い、こ
の第２積分の際に積分コンデンサの電圧と基準電圧とを
比較して、その結果に応じた比較結果信号を出力する積
分手段と、積分手段から出力された信号に基づいて測距
対象物までの距離を検出する検出手段とを備えて構成さ
れ、前述の積分手段が、出力電流値の異なる複数の電流
源を有し、測距対象物までの距離検出の際に積分コンデ
ンサが最大に放電又は充電されるように電流源のうちか
ら一つを選択して第１積分を行うことを特徴とする。
【０００８】これらの発明によれば、第１積分を行う際
に積分コンデンサの放電又は充電可能なダイナミックレ
ンジを最大限に利用することができる。従って、測距精
度の向上が図れる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明にお
いて同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を
省略する。また、以下では、本実施形態に係るアクティ
ブ型の測距装置が自動焦点式カメラの測距装置として適
用される場合について説明する。
【００１０】（第一実施形態）図１は、本実施形態に係
る測距装置の構成図である。ＣＰＵ１は、この測距装置
を備えるカメラ全体を制御するものであり、ＥＥＰＲＯ
Ｍ２に予め記憶されているプログラム及びパラメータに
基づいて、この測距装置を含むカメラ全体を制御する。
この測距装置においては、ＣＰＵ１は、ドライバ３を制
御してＩＲＥＤ（赤外線発光ダイオード）４からの赤外
光の出射を制御する。また、ＣＰＵ１は、自動焦点用Ｉ
Ｃ（以下「ＡＦＩＣ」という。）１０の動作を制御する
と共にＡＦＩＣ１０から出力されるＡＦ信号の入力を受
ける。
【００１１】ＩＲＥＤ４から出射された赤外光は、ＩＲ
ＥＤ４の前面に配置された投光レンズ（図示せず）を介
して測距対象物に投光され、その一部が反射されて反射
光はＰＳＤ（位置検出素子）５の前面に配置された受光
レンズ（図示せず）を介してＰＳＤ５の受光面上の何れ
かの位置で受光される。この受光位置は、測距対象物ま
での距離に応じたものである。
【００１２】ＰＳＤ５は、その受光位置に応じた２つの
信号Ｉ1及びＩ2を出力する。信号Ｉ 1は、受光光量が一
定であれば距離が近いほど大きな値となる近側信号であ
り、信号Ｉ2は、受光光量が一定であれば距離が遠いほ
ど大きな値となる遠側信号である。信号Ｉ1及びＩ2の和
は、ＰＳＤ５が受光した反射光の光量を表す。近側信号
Ｉ1はＡＦＩＣ１０のＰＳＤＮ端子に入力され、遠側信
号Ｉ2はＡＦＩＣ１０のＰＳＤＦ端子に入力される。た
だし、実際には外界条件により近側信号Ｉ1 及び遠側信
号Ｉ2それぞれに定常光成分Ｉ0が付加された信号がＡＦ
ＩＣ１０に入力される。
【００１３】ＡＦＩＣ１０は、集積回路（ＩＣ）であっ
て、第１信号処理回路１１、第２信号処理回路１２、演
算回路１４及び積分回路１５から構成される。第１信号
処理回路１１は、ＰＳＤ５から出力された信号Ｉ1＋Ｉ0
の入力を受け、その信号に含まれる定常光成分Ｉ0を除
去して近側信号Ｉ1を出力する。また、第２信号処理回
路１２は、ＰＳＤ５から出力された信号Ｉ2＋Ｉ0の入力
を受け、その信号に含まれる定常光成分Ｉ0を除去して
遠側信号Ｉ2を出力する。
【００１４】演算回路１４は、第１信号処理回路１１か
ら出力された近側信号Ｉ1と、第２信号処理回路１２か
ら出力された遠側信号Ｉ2との入力を受け、出力比（Ｉ1
／（Ｉ1＋Ｉ2））を演算し、その結果を表す出力比信号
を出力する。なお、この出力比（Ｉ1／（Ｉ1＋Ｉ2））
は、ＰＳＤ５の受光面上の受光位置、即ち測距対象物ま
での距離を表す。
【００１５】積分回路１５は、この出力比信号の入力を
受け、ＡＦＩＣ１０のＣINT端子に接続された積分コン
デンサ６とともにその出力比を多数回積算し、これによ
りＳ／Ｎ比の改善を図る。そして、その積算された出力
比は、ＡＦ信号としてＡＦＩＣ１０のＳOUT端子から出
力される。ＣＰＵ１は、ＡＦＩＣ１０から出力されたＡ
Ｆ信号の入力を受け、所定の演算を行ってＡＦ信号を距
離信号に変換し、その距離信号をレンズ駆動回路７に送
出する。レンズ駆動回路７は、その距離信号に基づいて
撮影レンズ８を合焦動作させる。
【００１６】次に、ＡＦＩＣ１０の第１信号処理回路１
１及び積分回路１５の回路構成について、具体的に説明
する。
【００１７】図２は、第１信号処理回路１１及び積分回
路１５の回路図である。なお、第２信号処理回路１２
も、第１信号処理回路１１と同様の回路構成である。上
述のように第１信号処理回路１１は、ＰＳＤ５から出力
された定常光成分Ｉ0を含む近側信号Ｉ1の入力を受け、
これに含まれる定常光成分Ｉ0を除去して近側信号Ｉ1を
出力する回路である。即ち、ＰＳＤ５の近距離側端子
は、ＡＦＩＣ１０のＰＳＤＮ端子を経て、第１信号処理
回路１１のオペアンプ２０の−入力端子に接続されてい
る。
【００１８】オペアンプ２０の出力端子はトランジスタ
２１のベース端子に接続されており、トランジスタ２１
のコレクタ端子は、トランジスタ２２のベース端子に接
続されている。また、トランジスタ２２のコレクタ端子
は、オペアンプ２３の−入力端子が接続されると共に演
算回路１４に接続されている。更に、トランジスタ２２
のコレクタ端子には圧縮ダイオード２４のカソード端子
が、オペアンプ２３の＋入力端子には圧縮ダイオード２
５のカソード端子がそれぞれ接続されており、これら圧
縮ダイオード２４及び２５それぞれのアノード端子には
電源２６が接続されている。電源２６は、直流電圧Ｖ
REFを供給するの定電圧源である。
【００１９】また、ＡＦＩＣ１０のＣＨＦ端子には定常
光除去用コンデンサ２７が外付けされており、この定常
光除去用コンデンサ２７は、第１信号処理回路１１内の
定常光除去用トランジスタ２８のベース端子に接続され
ている。定常光除去用コンデンサ２７とオペアンプ２３
とはスイッチ２９を介して接続されており、このスイッ
チ２９のオン／オフはＣＰＵ１により制御される。定常
光除去用トランジスタ２８のコレクタ端子はオペアンプ
２０の−入力端子に接続されており、トランジスタ２８
のエミッタ端子は抵抗器３０を介して接地されている。
【００２０】積分回路１５は以下のような構成である。
ＡＦＩＣ１０のＣINT端子に外付けされた積分コンデン
サ６は、スイッチ６０を介して演算回路１４の出力端子
に接続されると共にスイッチ６２を介して定電流源６３
に接続されている。またスイッチ６５を介してオペアン
プ６４の出力端子に接続されると共に直接にオペアンプ
６４の−入力端子に接続されている。更に、その電位が
ＡＦＩＣ１０のＳOUT端子から出力されている。なお、
これらスイッチ６０、６２及び６５は、ＣＰＵ１からの
制御信号により制御される。また、オペアンプ６４の＋
入力端子には、第２基準電源６６が接続されている。基
準電源６６は、直流電源であり、基準電圧ＶREF2を供給
する。
【００２１】次に、このＡＦＩＣ１０の作用の概略につ
いて、図１及び図２を参照して説明する。
【００２２】ＣＰＵ１は、ＩＲＥＤ４を発光させていな
いときには、第１信号処理回路１１のスイッチ２９をオ
ン状態にする。このときにＰＳＤ５から出力される定常
光成分Ｉ0は、第１信号処理回路１１に入力され、オペ
アンプ２０、トランジスタ２１及び２２から構成される
電流増幅器により電流増幅され、圧縮ダイオード２４に
より対数圧縮されて電圧信号に変換され、この電圧信号
がオペアンプ２３の−入力端子に入力される。オペアン
プ２０に入力される信号が大きいと、圧縮ダイオード２
４のカソード電位が大きくなるので、オペアンプ２３か
ら出力される信号が大きくなり定常光除去用コンデンサ
２７が充電される。すると、トランジスタ２８にベース
電流が供給されることになるので、トランジスタ２８に
コレクタ電流が流れ、第１信号処理回路１１に入力され
た信号Ｉ0のうちオペアンプ２０に入力される信号は小
さくなる。そして、この閉ループの動作が安定した状態
では、第１信号処理回路１１に入力された信号Ｉ0の全
てがトランジスタ２８に流れ、定常光除去用コンデンサ
２７には、そのときのベース電流に対応した電荷が蓄え
られる。
【００２３】ＣＰＵ１がＩＲＥＤ４を発光させると共に
スイッチ２９をオフ状態にすると、このときにＰＳＤ５
から出力される信号Ｉ1＋Ｉ0のうち定常光成分Ｉ0は、
定常光除去用コンデンサ２７に蓄えられた電荷によりベ
ース電位が印加されているトランジスタ２８にコレクタ
電流として流れ、近側信号Ｉ1は、オペアンプ２０なら
びにトランジスタ２１及び２２から構成される電流増幅
器により電流増幅され、圧縮ダイオード２４により対数
圧縮され電圧信号に変換されて出力される。即ち、第１
信号処理回路１１からは、定常光成分Ｉ0が除去されて
近側信号Ｉ1のみが出力され、その近側信号Ｉ1は演算回
路１４に入力される。一方、第２信号処理回路１２も、
第１信号処理回路１１と同様に、定常光成分Ｉ0が除去
されて遠側信号Ｉ2のみが出力され、その遠側信号Ｉ2は
演算回路１４に入力される。
【００２４】第１信号処理回路１１から出力された近側
信号Ｉ1及び第２信号処理回路１２から出力された遠側
信号Ｉ2は、演算回路１４に入力され、演算回路１４に
より出力比（Ｉ1／（Ｉ1＋Ｉ2））が演算されて出力さ
れ、その出力比は、積分回路１５に入力される。ＩＲＥ
Ｄ４が所定回数だけパルス発光している時には、積分回
路１５のスイッチ６０はオン状態とされ、スイッチ６２
及び６５はオフ状態とされて、演算回路１４から出力さ
れた出力比信号は積分コンデンサ６に蓄えられる。そし
て、所定回数のパルス発光が終了すると、スイッチ６０
がオフ状態とされ、スイッチ６５がオン状態とされて、
積分コンデンサ６に蓄えられた電荷はオペアンプ６４の
出力端子から供給される逆電位の電荷によって減少して
いく。
【００２５】ＣＰＵ１は、積分コンデンサ６の電位をモ
ニタして、元の電位に復帰するのに要する時間を測定
し、その時間に基づいてＡＦ信号を求め、更に、測距対
象物までの距離を求める。
【００２６】次に、積分コンデンサ６の容量について詳
細に説明する。
【００２７】積分コンデンサ６の容量は、演算回路１４
から出力される出力比信号が最大の時に後述する第１積
分に要する時間が最小となる条件において、積分コンデ
ンサ６が最大に放電されるように設定されている。例え
ば、積分コンデンサ６の容量をＣ、積分コンデンサ６の
放電時に利用可能な電圧をＶMAX、第１積分時の最大出
力比放電電流値をＩ、第１積分にて放電に要する時間を
Ｔとすると、次の式（１）の関係が成立する。 Ｃ・ＶMAX＝Ｉ・Ｔ ‥‥（１）
【００２８】ここで、放電に利用可能な電圧ＶMAXを
０．９７Ｖ、最大出力比放電電流値を７．８μＡ、放電
時間Ｔを２６００μｓとすると、積分コンデンサ６の容
量Ｃは、約０．０２１μＦとなる。従って、積分コンデ
ンサ６として、０．０２２μＦの容量のものを採用すれ
ばよい。
【００２９】このように積分コンデンサ６の容量を設定
することにより、測距の際に第１積分に要する時間が最
小となるときでも、積分コンデンサ６の放電可能なダイ
ナミックレンジを最大限に利用することができ、測距精
度の向上が図れることになる。
【００３０】なお、放電時間Ｔは、第１積分に要する時
間が最小となるときの放電時間であり、例えば、一回の
発光に対応した放電時間と一つの測距結果を出力するた
めに行われる発光回数とにより決定される。一回の発光
に対応した放電時間が２６μｓであり、一つの測距結果
を出力するために行われる発光回数が１００回である場
合には、２６μｓ×１００回＝２６００μｓが放電時間
Ｔとなる。
【００３１】また、放電に利用可能な電圧ＶMAXは、例
えば、次のように定められる。図３に示すように、演算
回路１４として二つのトランジスタ７１、トランジスタ
７２及び定電流源７３を備えた差動回路を用いる場合、
第１積分の際、積分コンデンサ６には、まず、第２基準
電源６６の基準電圧ＶREF2が充電される。そして、電源
２６から基準電源ＶREF2の供給を受けた圧縮ダイオード
２４がトランジスタ２２の作動により近側信号Ｉ１を対
数圧縮して第１信号処理回路１１から出力する。その近
側信号Ｉ１等に基づいてトランジスタ７１が作動し、そ
の作動により積分コンデンサ６が放電する。この場合、
積分コンデンサ６で利用可能な電圧（ダイナミックレン
ジ）ＶMAXは、次の式（２）により表すことができる。 ＶMAX＝ＶREF−（ＶREF2−ＶD−ＶQBE＋ＶQCE） ‥‥（２）
【００３２】なお、ＶDは圧縮ダイオード２４の順方向
電圧、ＶQBEはトランジスタ７１のベース・エミッタ間
の電圧、ＶQCEはトランジスタ７１のコレクタ・エミッ
タ間の電圧である。例えば、ＶREFを１．５Ｖ、ＶREF2
を１．６３Ｖ、ＶDを０．６Ｖ、ＶQBEを０．６Ｖ、Ｖ
QCEを０．１Ｖとすると、式（２）により、ＶMAXは０．
９７Ｖとなる。
【００３３】次に、本実施形態に係る測距装置の動作に
ついて説明する。
【００３４】まず、測距の際に第１積分に要する時間が
最小となる場合（例えば、ＩＲＥＤ発光回数が１００回
の場合）の測距装置の動作について説明する。図４
（ａ）に積分コンデンサ６の充電電圧、図４（ｂ）にス
イッチ６５の動作、図４（ｃ）にスイッチ６２の動作の
タイミングチャートを示す。
【００３５】カメラのレリーズボタンが半押しされて測
距状態に入ると、ＡＦＩＣ１０は電源電圧供給が再開さ
れ、スイッチ６５はオン状態とされて、積分コンデンサ
６に基準電圧ＶREF2が印加され充電が行われる。この充
電により、積分コンデンサ６の誘電分極が促進される。
そして、積分コンデンサ６の充電開始から一定期間後
に、スイッチ６５がオフ状態となり充電が終了され、Ｃ
ＰＵ１からの信号によりドライバ３が作動してＩＲＥＤ
４が赤外光をパルス発光する。
【００３６】ＩＲＥＤ４から発光された赤外光は、測距
対象物により反射された後、ＰＳＤ５により受光され
る。一方、ＩＲＥＤ４の発光と同時に、第１信号処理回
路１１のスイッチ２９がオフ状態とされ、定常光成分Ｉ
0が除去された近側信号Ｉ1が演算回路１４に入力され
る。また、同様にして、第２信号処理回路１２から定常
光成分Ｉ0が除去された遠側信号Ｉ2が演算回路１４に入
力される。
【００３７】演算回路１４は、この近側信号Ｉ1及び遠
側信号Ｉ2に基づいて出力比Ｉ1／（Ｉ1＋Ｉ2）のデータ
を出力する。この出力が安定した時点で、直ちに積分回
路１５のスイッチ６０がオン状態とされ、演算回路１４
から出力された出力比に対応した負の電圧が積分コンデ
ンサ６に入力される。
【００３８】そして、積分回路１５のスイッチ６０は、
ＩＲＥＤ４による消灯と同時にオフ状態とされる。そし
て、信号誤差時間経過後に第１信号処理回路１１のスイ
ッチ２９がオン状態とされ、定常光除去用コンデンサ２
７にＰＳＤ５から出力された出力信号の定常光成分Ｉ0
の蓄積が開始される。
【００３９】積分回路１５の積分コンデンサ６は、演算
回路１４から出力された出力比、即ち距離情報信号を入
力し、その距離情報信号の値に応じた電圧値だけ放電す
る。即ち、積分コンデンサ６の電圧は、図４（ａ）に示
すように、ＩＲＥＤ４の発光毎に距離情報信号が入力さ
れ階段状に減少する（第１積分）。一段一段の電圧降下
量は、それ自体、測距対象物までの距離に対応した距離
情報であるが、本実施形態では、ＩＲＥＤ４の各パルス
発光により得られる電圧降下量の総和をもって距離情報
としている。
【００４０】積分コンデンサ６に対して所定の発光回数
だけの入力が終了すると、スイッチ６０はオフ状態のま
ま保持され、スイッチ６２はＣＰＵ１の信号によりオン
状態とされる。これにより、積分コンデンサ６は、定電
流源４の定格により定まる一定の速さで充電される（第
２積分）。
【００４１】この第２積分の期間中にコンパレータ６７
が積分コンデンサ６の電圧と基準電圧ＶREFとを大小比
較し、両者が一致したと判定したときにスイッチ６２を
オフとして積分コンデンサ６の充電を停止させる。そし
て、ＣＰＵ１は、第２積分に要した時間を計測する。定
電流源４による充電速度は一定であるので、第２積分に
要した時間から、測距対象物までの距離が求められる。
【００４２】次に、反射率等の被写体条件により、測距
の際に第１積分に要する時間が最小時間より長くなる場
合（例えば、ＩＲＥＤ発光回数が２００回の場合）の測
距装置の動作について説明する。図５（ａ）に積分コン
デンサ６の充電電圧、図５（ｂ）にスイッチ６５の動
作、図５（ｃ）にスイッチ６２の動作のタイミングチャ
ートを示す。
【００４３】カメラのレリーズボタンが半押しされて測
距状態に入ると、前述した場合と同様に、ＡＦＩＣ１０
は電源電圧供給が再開され、スイッチ６５はオン状態と
されて、積分コンデンサ６に基準電圧ＶREF2が印加され
充電が行われる。そして、スイッチ６５がオフ状態とな
り充電が終了され、ＣＰＵ１からの信号によりドライバ
３が作動してＩＲＥＤ４が赤外光をパルス発光する。Ｉ
ＲＥＤ４から発光された赤外光は、測距対象物により反
射された後、ＰＳＤ５により受光される。一方、ＩＲＥ
Ｄ４の発光と同時に、第１信号処理回路１１のスイッチ
２９がオフ状態とされ、定常光成分Ｉ0が除去された近
側信号Ｉ1が演算回路１４に入力される。また、同様に
して、第２信号処理回路１２から定常光成分Ｉ0が除去
された遠側信号Ｉ2が演算回路１４に入力される。
【００４４】演算回路１４は、この近側信号Ｉ1及び遠
側信号Ｉ2に基づいて出力比Ｉ1／（Ｉ1＋Ｉ2）のデータ
を出力する。この出力が安定した時点で、直ちに積分回
路１５のスイッチ６０がオン状態とされ、演算回路１４
から出力された出力比に対応した負の電圧が積分コンデ
ンサ６に入力される。
【００４５】そして、積分回路１５のスイッチ６０は、
ＩＲＥＤ４による消灯と同時にオフ状態とされる。そし
て、信号誤差時間経過後に第１信号処理回路１１のスイ
ッチ２９がオン状態とされ、定常光除去用コンデンサ２
７にＰＳＤ５から出力された出力信号の定常光成分Ｉ0
の蓄積が開始される。
【００４６】積分回路１５の積分コンデンサ６は、演算
回路１４から出力された出力比、即ち距離情報信号を入
力し、その距離情報信号の値に応じた電圧値だけ放電す
る。即ち、積分コンデンサ６の電圧は、図５（ａ）に示
すように、ＩＲＥＤ４の発光毎に距離情報信号が入力さ
れ階段状に減少する（第１積分）。一段一段の電圧降下
量は、それ自体、測距対象物までの距離に対応した距離
情報であるが、本実施形態では、ＩＲＥＤ４の各パルス
発光により得られる電圧降下量の総和をもって距離情報
としている。
【００４７】積分コンデンサ６に対して所定の発光回数
（例えば、１００回）の入力が終了すると、スイッチ６
０がオフ状態とされ、スイッチ６２がＣＰＵ１の信号に
よりオン状態とされる。これにより、積分コンデンサ６
は、定電流源４の定格により定まる一定の速さで充電さ
れる（第２積分）。
【００４８】この第２積分の期間中にコンパレータ６７
が積分コンデンサ６の電圧と基準電圧ＶREFとを大小比
較し、両者が一致したと判定したときにスイッチ６２を
オフとして積分コンデンサ６の充電を停止させる。
【００４９】その後、再びＣＰＵ１からの信号によりド
ライバ３が作動してＩＲＥＤ４のパルス発光が行われ、
測距対象物により反射された反射光がＰＳＤ５により受
光される。一方、ＩＲＥＤ４の発光と同時に、第１信号
処理回路１１のスイッチ２９がオフ状態とされ、定常光
成分Ｉ0が除去された近側信号Ｉ1が演算回路１４に入力
される。また、同様にして、第２信号処理回路１２から
定常光成分Ｉ0が除去された遠側信号Ｉ2が演算回路１４
に入力される。
【００５０】演算回路１４は、この近側信号Ｉ1及び遠
側信号Ｉ2に基づいて出力比Ｉ1／（Ｉ1＋Ｉ2）のデータ
を出力する。この出力が安定した時点で、直ちに積分回
路１５のスイッチ６０がオン状態とされ、演算回路１４
から出力された出力比に対応した負の電圧が積分コンデ
ンサ６に入力される。
【００５１】そして、積分回路１５のスイッチ６０は、
ＩＲＥＤ４による消灯と同時にオフ状態とされる。そし
て、信号誤差時間経過後に第１信号処理回路１１のスイ
ッチ２９がオン状態とされ、定常光除去用コンデンサ２
７にＰＳＤ５から出力された出力信号の定常光成分Ｉ0
の蓄積が開始される。
【００５２】積分回路１５の積分コンデンサ６は、演算
回路１４から出力された出力比、即ち距離情報信号を入
力し、その距離情報信号の値に応じた電圧値だけ放電す
る。即ち、積分コンデンサ６の電圧は、図５（ａ）に示
すように、ＩＲＥＤ４の発光毎に距離情報信号が入力さ
れ階段状に減少する（第１積分）。
【００５３】積分コンデンサ６に対して所定の発光回数
の入力が終了すると、スイッチ６０がオフ状態とされ、
スイッチ６２がＣＰＵ１の信号によりオン状態とされ
る。これにより、積分コンデンサ６は、定電流源４の定
格により定まる一定の速さで充電される（第２積分）。
この第２積分の期間中にコンパレータ６７が積分コンデ
ンサ６の電圧と基準電圧ＶREFとを大小比較し、両者が
一致したと判定したときにスイッチ６２をオフとして積
分コンデンサ６の充電を停止させる。
【００５４】そして、ＣＰＵ１は、一回目と二回目以降
の第２積分に要した時間を計測する。定電流源４による
充電速度は一定であるので、第２積分に要した総合の合
計時間と第１積分回数から、測距対象物までの距離が求
められる。
【００５５】この後、レリーズボタンが全押しされる
と、ＣＰＵ１は、求められた距離に基づいてレンズ駆動
回路７を制御して、撮影レンズ８に適切な合焦動作を行
わせ、シャッタ（図示せず）を開いて露光を行う。以上
のようにして、レリーズ操作に伴い、予充電、測距（第
１積分及び第２積分）、合焦ならびに露光という一連の
撮影動作が行われる。
【００５６】以上のように、本実施形態に係る測距装置
によれば、積分コンデンサ６の容量を第１積分に要する
時間が最小となるときに最大に放電されるように設定さ
れているため、測距の際に第１積分に要する時間が最小
となるときでも、積分コンデンサ６の放電可能なダイナ
ミックレンジを最大限に利用することができる。従っ
て、測距を精度良く行うことができる。
【００５７】また、第１積分に要する時間が最小時間よ
り長くなるときには第１積分及び第２積分を繰り返して
行うことにより、測距対象物までの距離を確実に測定す
ることができる。
【００５８】なお、本発明は、上述の実施形態に限定さ
れるものではなく種々の変形が可能である。例えば、積
分回路の充電・放電が上述の実施形態とは逆の場合、即
ち第１積分で積分コンデンサの電圧が階段状に増加する
ように充電を複数回行った後、第２積分で放電を１回だ
け行うような積分回路においても、本発明を適用するこ
とが可能である。
【００５９】（第二実施形態）次に第二実施形態に係る
測距装置について説明する。
【００６０】本実施形態に係る測距装置は、図１、図２
に示す第一実施形態に係る測距装置とほぼ同様な構成を
有しほぼ同様な動作をするものであるが、測距条件に応
じて第１積分の放電電流値を適宜変更する点で異なって
いる。
【００６１】図６に本実施形態に係る測距装置の演算回
路を示す。図６に示すように、本実施形態に係る測距装
置の演算回路１４は、エミッタ端子を互いに接続したト
ランジスタ７１、７２を備えている。その各エミッタ端
子には、電流値の異なる複数の定電流源７３（７３ａ、
７３ｂ、７３ｃ）が接続されている。また、各定電流源
７３はそれぞれスイッチ７４（７４ａ、７４ｂ、７４
ｃ）を介して接地されている。
【００６２】この演算回路１４によれば、ＣＰＵ１から
の信号により、スイッチ７４ａ、７４ｂ、７４ｃのいず
れかがオン状態とされ、そのオン状態に応じて定電流源
７３ａ、７３ｂ、７３ｃのいずれかが第１積分における
積分コンデンサ６の放電電流として用いられる。
【００６３】定電流源７３ａの電流をＩａ、定電流源７
３ｂの電流をＩｂ、定電流源７３ｃの電流をＩｃとする
と、これらの電流Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃは次のように定めら
れる。積分コンデンサ６の容量が０．０６８μＦであ
り、積分コンデンサ６で利用可能な電圧（ダイナミック
レンジ）ＶMAXが０．９Ｖであり、測距条件などにより
第１積分時間が７８００μｓ、３９００μｓ、２６００
μｓに切り替えられる場合、第１積分時間が７８００μ
ｓのとき、前述の式（１）により、放電電流値は７．８
μＡとなる。また、第１積分時間が３９００μｓのと
き、前述の式（１）により、放電電流値は１５．６μＡ
となる。更に、第１積分時間が２６００μｓのとき、前
述の式（１）により、放電電流値は２３．４μＡとな
る。
【００６４】従って、定電流源７３ａの電流Ｉａを７．
８μＡ、定電流源７３ｂの電流Ｉｂを１５．６μＡ、定
電流源７３ｃの電流Ｉｃを２３．４μＡとして設定し、
測距条件などにより第１積分時間が変更されたときに定
電流源７３ａ、７３ｂ、７３ｃを適宜選択することによ
り、積分コンデンサ６の放電可能なダイナミックレンジ
を最大限に利用して測距を行うことができる。従って、
測距を精度良く行うことができる。
【００６５】なお、本実施形態では３つの定電流源７３
を用いたものについて説明したが、本発明に係る測距装
置はそのようなものに限定されるものではなく、定電流
源７３を二つ又は４つ以上用いたものであってもよい。
【００６６】（第三実施形態）次に第三実施形態に係る
測距装置について説明する。
【００６７】本実施形態に係る測距装置は、図１、図２
に示す第一実施形態に係る測距装置とほぼ同様な構成を
有しほぼ同様な動作をするものであるが、測距条件に応
じて第１積分及び第２積分の際に容量の異なる積分コン
デンサを適宜選択する点で異なっている。
【００６８】図７は、本実施形態に係る測距装置の積分
コンデンサの説明図である。図７に示すように、本実施
形態に係る測距装置は、容量の異なる複数の積分コンデ
ンサ６（６ａ、６ｂ、６ｃ）を備えている。各積分コン
デンサ６は、スイッチ７５（７５ａ、７５ｂ、７５ｃ）
を介して積分回路１５に接続されている。
【００６９】これらの積分コンデンサ６ａ、６ｂ、６ｃ
は、ＣＰＵ１からの信号により、スイッチ７５ａ、７５
ｂ、７５ｃのいずれかがオン状態とされ、そのオン状態
に応じていずれかが積分回路１５と選択的に接続され、
第１積分及び第２積分の際に用いられる。
【００７０】積分コンデンサ６ａの容量をＣａ、積分コ
ンデンサ６ｂの容量をＣｂ、積分コンデンサ６ｃの容量
をＣｃとすると、これらの容量Ｃａ、Ｃｂ、Ｃｃは次の
ように定められる。第１積分の放電電流が７．８μＡで
あり、積分コンデンサ６で利用可能な電圧（ダイナミッ
クレンジ）ＶMAXが０．９３Ｖであり、測距条件などに
より第１積分時間が７８００μｓ、３９００μｓ、２６
００μｓに切り替えられる場合、その第１積分時間が７
８００μｓのときに、積分コンデンサ６のダイナミック
レンジを最大限に利用して測距を行うためには、前述の
式（１）により、積分コンデンサの容量は、約０．０６
８μＦとなる。また、第１積分時間が３９００μｓのと
きに積分コンデンサ６のダイナミックレンジを最大限に
利用して測距を行うためには、前述の式（１）により、
積分コンデンサの容量は、約０．０３３μＦとなる。更
に、第１積分時間が２６００μｓのときに積分コンデン
サ６のダイナミックレンジを最大限に利用して測距を行
うためには、前述の式（１）により、積分コンデンサの
容量は、約０．０２２μＦとなる。
【００７１】従って、積分コンデンサ６ａの容量Ｃａを
０．０６８μＦ、積分コンデンサ６ｂの容量Ｃｂを０．
０３３μＦ、積分コンデンサ６ｃの容量Ｃｃを０．０２
２μＦとし、測距条件などにより第１積分時間が変更さ
れたときに積分コンデンサ６ａ、６ｂ、６ｃを適宜選択
することにより、各積分コンデンサ６の放電可能なダイ
ナミックレンジを最大限に利用して測距を行うことがで
きる。従って、測距を精度良く行うことができる。
【００７２】なお、本実施形態では３つの積分コンデン
サ６を用いたものについて説明したが、本発明に係る測
距装置はそのようなものに限定されるものではなく、積
分コンデンサ６を二つ又は４つ以上用いたものであって
もよい。
【００７３】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、第
１積分を行う際に積分コンデンサの放電又は充電可能な
ダイナミックレンジを最大限に利用することができる。
従って、測距精度の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一実施形態に係る測距装置の構成図である。
【図２】第一実施形態に係る測距装置における第１信号
処理回路および積分回路の回路図である。
【図３】積分コンデンサの放電に利用可能な電圧の説明
図である。
【図４】第一実施形態に係る測距装置の動作説明図であ
る。
【図５】第一実施形態に係る測距装置の動作説明図であ
る。
【図６】第二実施形態に係る測距装置に説明図である。
【図７】第三実施形態に係る測距装置に説明図である。
【符号の説明】
１…ＣＰＵ、２…ＥＥＰＲＯＭ、３…ドライバ、４…Ｉ
ＲＥＤ、５…ＰＳＤ、６…積分コンデンサ、７…レンズ
駆動回路、８…撮影レンズ、１０…ＡＦＩＣ、１１…第
１信号処理回路、１２…第２信号処理回路、１４…演算
回路、１５…積分回路。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 測距対象物に向けて光束をパルス投光す
    る投光手段と、 前記測距対象物に投光された前記光束の反射光を前記測
    距対象物までの距離に応じた位置検出素子上の受光位置
    で受光し、その受光位置に応じた信号を出力する受光手
    段と、 前記受光手段から出力された信号に基づいて演算を行
    い、前記測距対象物までの距離に応じた出力比信号を出
    力する演算手段と、 積分コンデンサを有し、前記演算手段から出力された信
    号に応じて前記積分コンデンサを放電又は充電して前記
    演算手段から出力された信号を積分する第１積分を行
    い、その後に一定電流で前記積分コンデンサを充電又は
    放電して第２積分を行い、この第２積分の際に前記積分
    コンデンサの電圧と基準電圧とを比較して、その結果に
    応じた比較結果信号を出力する積分手段と、 前記積分手段から出力された信号に基づいて前記測距対
    象物までの距離を検出する検出手段と、を備えて構成さ
    れ、 前記積分手段は、前記第１積分に要する時間が最小とな
    るときに前記積分コンデンサが最大に放電又は充電され
    るように前記積分コンデンサの容量値が設定され、か
    つ、前記測距対象物までの距離検出の際、前記第１積分
    に要する時間が前記最小の時間より長くなるときは前記
    積分コンデンサの前記第１積分及び前記第２積分を繰り
    返して行うこと、を特徴とする測距装置。
  2. 【請求項２】 測距対象物に向けて光束をパルス投光す
    る投光手段と、 前記測距対象物に投光された前記光束の反射光を前記測
    距対象物までの距離に応じた位置検出素子上の受光位置
    で受光し、その受光位置に応じた信号を出力する受光手
    段と、 前記受光手段から出力された信号に基づいて演算を行
    い、前記測距対象物までの距離に応じた出力比信号を出
    力する演算手段と、 積分コンデンサを有し、前記演算手段から出力された信
    号に応じて前記積分コンデンサを放電又は充電して前記
    演算手段から出力された信号を積分する第１積分を行
    い、その後に一定電流で前記積分コンデンサを充電又は
    放電して第２積分を行い、この第２積分の際に前記積分
    コンデンサの電圧と基準電圧とを比較して、その結果に
    応じた比較結果信号を出力する積分手段と、 前記積分手段から出力された信号に基づいて前記測距対
    象物までの距離を検出する検出手段と、を備えて構成さ
    れ、 前記積分手段は、容量の異なる複数の前記積分コンデン
    サを有し、前記測距対象物までの距離検出の際に前記積
    分コンデンサが最大に放電又は充電されるように前記複
    数の前記積分コンデンサのうちから一つを選択して前記
    第１積分及び前記第２積分を行うこと、を特徴とする測
    距装置。
  3. 【請求項３】 測距対象物に向けて光束をパルス投光す
    る投光手段と、 前記測距対象物に投光された前記光束の反射光を前記測
    距対象物までの距離に応じた位置検出素子上の受光位置
    で受光し、その受光位置に応じた信号を出力する受光手
    段と、 前記受光手段から出力された信号に基づいて演算を行
    い、前記測距対象物までの距離に応じた出力比信号を出
    力する演算手段と、 積分コンデンサを有し、前記演算手段から出力された信
    号に応じて前記積分コンデンサを放電又は充電して前記
    演算手段から出力された信号を積分する第１積分を行
    い、その後に一定電流で前記積分コンデンサを充電又は
    放電して第２積分を行い、この第２積分の際に前記積分
    コンデンサの電圧と基準電圧とを比較して、その結果に
    応じた比較結果信号を出力する積分手段と、 前記積分手段から出力された信号に基づいて前記測距対
    象物までの距離を検出する検出手段と、を備えて構成さ
    れ、 前記積分手段は、出力電流値の異なる複数の電流源を有
    し、前記測距対象物までの距離検出の際に前記積分コン
    デンサが最大に放電又は充電されるように前記電流源の
    うちから一つを選択して前記第１積分を行うこと、を特
    徴とする測距装置。
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