JPH0198913A - 測距用受光センサー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はアクティブタイプの測距装置に用いられる受光
センサーに関するものである。

〔従来の技術〕

最近のコンパクトカメラに多用されているアクティブタ
イプの測距装置では、被写体に向けて測距用の光ビーム
を投射し、この光ビームのうちの被写体からの反射光を
受光センサーで受けるようにしている。受光センサーは
、複数個の微少な受光素子を基線長方向に配列したもの
で、そのいずれの受光素子に被写体からの反射光が入射
したかを電気的に識別し、被写体距離に対応した測距信
号を得るようにしている。

特公昭５５−３３００５号公報記載の測距装置では、基
線長方向に複数個の受光素子を配列するとともに各々の
受光素子に一定の参照電位を与えておき、この参照電位
との比較によっていずれの受光素子に反射光が入射した
かを検出して測距信号を得るようにしている。

また特開昭５４−１１９２６７号公報に記載された測距
装置においては、前述のように配列された受光素子のい
ずれに被写体からの反射光が入射したかを識別するだけ
でなく、隣接した２個あるいは３個の受光素子にまたが
って反射光が入射した場合には、個々の受光素子に入射
したときの中間の被写体距離に対応した測距信号を検出
できるように工夫されている。

さらに、特開昭５６−２９１１２号公報記載の測距装置
では、複数の受光素子から光電出力が現れたときには、
受光素子の各々に接続されたコンパレータの基準電圧を
、光電出力の最大レベルのものを基準にして変えること
によって、クロストーク等の影響による偽信号の発生を
回避するようにしている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、特公昭５５−３３００５号公報の測距装置に
おいては、遠距離被写体からの微弱な反射光を受光する
遠距離側の受光素子に合わせて参照電位を決めておくと
、近距離側の受光素子に強い反射光が入射したときには
、特定の受光素子だけでなく、これに隣接した受光素子
からもクロストーク等の影響による偽信号が発生され、
誤測距しやすくなるという欠点がある。

また、特開昭５４−１１９２６７号公報の測距装置では
、被写体からの反射光が隣接した２個の受光素子に入射
したときには、この２個の受光素子の各々から受光信号
「１」が出力されるようにしなくてはならない。したが
って、３個並んだ受光素子のうちの中央の受光素子は、
その１個だけに反射光が入射したときの他に、各々両側
の受光素子にまたがって反射光が入射した状態も含め、
ある距離範囲にわたってその受光素子から受光信号「Ｉ
Ｊが出力されるようにしなくてはならない６しかしなが
ら、前記距離範囲の上限と下限では入射光強度が変化す
るのが通常であるため、実際には複数の受光素子を単に
配列しただけでは良好な測距機能を得ることができない
。

さらに、特開昭５６−２９１１２号公報の測距装置では
、受光センサーに接続して用いられる信号処理回路の構
成が複雑になり、コストが高（なるという難点がある。

〔発明の目的〕

本発明は以上のような従来技術の問題点を解決するため
になされたもので、被写体距離の遠近に伴う反射光強度
の変化や、クロストーク等の影響に左右されることがな
く、しかも信号処理回路を複雑化させることがない測距
用受光センサーを提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記目的を達成するために、被写体からの反射
光を受光し、その受光位置に対応した測距信号を出力す
る受光センサーを構成するにあたり、測距対象となる被
写体距離範囲を複数の測距−４〜 エリアに分割し、これらの測距エリアに対応するように
複数の受光素子を基線長方向に配列して受光センサーを
構成し、基線長方向におけるこれらの受光素子の各々の
幅を、対応する測距エリアの最遠位置にある被写体から
の反射光が入射したときと、その測距エリアの最短位置
にある被写体からの反射光が入射したときとで、同じ出
力レベルの光電出力が得られるような幅に設定したもの
である。

〔作用〕

上記の構成によれば、特定の受光素子に被写体からの反
射光が入射した場合、その受光素子に対応する測距エリ
アのどの距離位置に被写体があったとしても、その測距
エリアの最短位置あるいは最遠位置に被写体があったと
きの光電出力よりも大きい光電出力が得られるようにな
るから、被写体距離にかかわらず確実に一定出力レベル
以上の光電出力が得られるようになる。

以下、図面を参照して本発明の一実施例について説明す
る。

〔実施例〕

本発明の受光センサーを利用した測距光学系の概略を示
す第２図において、投光部２は、近赤外光を放射する放
電管３．放電管３からの光をスリット状に整形するスリ
ット板４．投光レンズ５とからなる。また受光部７は、
受光レンズ８．受光センサー９とから構成されている。

投光レンズ５と受光レンズ８の各々の光軸５ａ、８ａは
、撮影レンズ１０の光軸１０ａと平行となっており、基
線長しだけ隔てられている。受光センサー９は、詳しく
は後述するように、横長矩形の微少な受光素子８１〜Ｓ
６を基線長し方向に配列してなるものである。

投光部２から被写体に向けてスリット光を照射したとき
、その一部の光が近距離被写体１２で反射されると、そ
の反射光１２ａは受光レンズ８を通して受光素子Ｓ３に
入射する。また、中距離被写体１３あるいは遠距離被写
体１４からスリット光の一部が反射されると、反射光１
３ａ、１４ａのそれぞれは受光素子３２．ＳＬに入射す
るようになる。したがって受光センサー９のうちで、ど
の受光素子に被写体からの反射光が入射したかを検出す
ることによって被写体距離を求めることができる。なお
、このように測距用の光ビームとしてスリット光を用い
ると、主要被写体を撮影画面の中央部から外した状態で
もこれに測距用の光ビームが照射されるようになり、測
距時における照準操作や測距の後にフレーミングをし直
すという面倒な操作をしなくても済むようになるが、ス
リット光の代わりにスポット光を投射して測距を行うこ
ともできる。

第３図は至近距離から無限遠までの距離範囲について、
撮影レンズ１０をセットし得る位置を表したもので、撮
影レンズ１０は、０．８５５ｍ。

０．９３５ｍ、１．０５ｍ・・・・５．８６ｍを最適合
焦位置とする１０個所にセットされる。ここで、許容錯
乱円の径を０．０２５ｍｍに設定した場合、撮影レンズ
１０のセット位置が０．８５５ｍの位置であったとして
も、０．８０７〜０゜８９３ｍの距離範囲を合焦範囲と
見做すことがで＝７− きる。

このように撮影レンズ１０のセット位置を設定したとき
、受光素子５ｌ−３６が分担する測距エリアＲ１〜Ｒ６
は下表のとおりである。

上表から明らかなように、測距エリアＲ１〜Ｒ５は部分
的に重なり合ついる。したがって、この重なり合った被
写体距離、例えば１．５ｍの距離位置にある被写体から
の反射光は受光素子Ｓ２゜Ｓ３の両方に入射し、受光素
子Ｓ２．Ｓ３から光電出力が得られることになる。なお
受光素子Ｓ６は近距離警告用に用いられ、この受光素子
Ｓ６だけに光電出力が現れたときには、これが警告信号
として用いられる。

第４図に示したように、前記受光センサー９は信号処理
回路１５に接続して用いられる。信号処理回路１５は、
例えば第５図に示したような回路構成となっており、受
光素子Ｓ１〜Ｓ６からの各光電流信号は、それぞれ初段
のオペアンプによって電圧信゛号に変換される。この電
圧信号には直流成分、すなわち太陽光等の外光による光
電信号も含まれているが、初段のオペアンプの出力端に
はそれぞれ低周波成分カット用のコンデンサが接続され
ているから、次段のオペアンプには光電信号のうちの高
周波成分だけが入力される。次段のオペアンプによって
それぞれ一定の増幅率で増幅された光電出力は、それぞ
れコンパレータ１７ａ〜１７ｆの信号入力端に供給され
る。

前記コンパレータ１７ａ〜１７ｆの参照電圧入力端には
、分圧農工８によって得られた参照電圧Ｖｒ＋〜Ｖｒ６
が印加されている。この参照電圧Ｖｒ＋〜■ｒ６は、被
写体距離が遠くなる程被写体からの反射光が弱く、その
光電出力も小さくなることを考慮し、■ｒＩくｖｒ２〈
・・〈ｖｒ６となるように決められている。これにより
、受光素子８１〜Ｓ６のいずれかに被写体からの反射光
が入射すると、これに対応したコンパレータ１７ａ〜１
７ｆの出力端には信号出力「１」が現れ、反射光の入射
がなかったものには信号出力「ｏ」が現れるようになる
。

ところで前述のように、受光素子３１〜Ｓ５は、それぞ
れ一定の幅をもった測距エリアＲ１−Ｒ５内にある被写
体からの反射光を受光し、これに応じてコンパレータ１
７ａ〜１７ｆの出力端に信号出力「１」を出しさせるよ
うな光電出力を得なくてはならない。このため、受光素
子３１〜Ｓ５の基線長り方向の幅ＤＩ−Ｄ５は、第１図
に示したようにして決定される。第１図において、受光
素子Ｓ１の右端は、測距エリアＲ１の最遠位置である４
、２７ｍに被写体があるときの反射光を検出できる位置
に決められる。このときの光電出力の検出レベルは、信
号処理回路１５の第２段のオペアンプ出力がノイズレベ
ルよりも２〜３倍大きくなるレベルとして設定される。

こうして受光素子Ｓ１の右端を決めた後は、被写体を測
距エリアＲ１の最近位置である２、１９ｍに移動させ、
最初の検出レベルと等しい光電出力を得ることができる
ところで受光素子Ｓ１の左端を決め、これにより幅Ｄ１
を決定する。これは、例えば受光素子Ｓ１の右端の位置
を決めてからテスト被写体を４．２７ｍの位置に移動し
た後、受光素子Ｓ１の前面を覆ったマスクを基線長し方
向に開いてゆき、前記検出レベルの光電出力が得られた
ときのマスクの移動量と一致する。もちろん、このよう
なシミュレーションを行う代わりに、コンピュータ解析
によって幅Ｄ１を求めることも可能である。

こうして受光素子Ｓ１の幅Ｄ１を決定した後は、次の受
光素子Ｓ２の右端を受光素子Ｓ１の左端に近接させ、被
写体を測距エリアＲ２の最遠位置すなわち２．８６ｍの
位置におく。そして、そのときの光電出力の検出レベル
を測定した後、被写体を測距エリアＲ２の最近位置１．
４６ｍに移動して、そのときの光電出力が前記測定され
た検出レベルに一致するところで受光素子Ｓ２の最近側
の端部を決める。これにより受光素子Ｓ２の幅Ｄ２が決
定され、以下同様にして受光素子Ｓ３〜Ｓ５の各幅Ｄ３
〜Ｄ５を決める。なお、受光素子８１〜Ｓ５を密着させ
ずに、各々の境界部に適宜の隙間を設けることも可能で
ある。

前記コンパレータ１７ａ〜１１ｆの出力端に現れる２値
化された信号出力Ａ１〜Ａ６は、ＡＦ制御回路２０に供
給される。第６図はＡＦ制御回路２０の一例を示してい
る。このＡＦ制御回路２０は、例えばシャッタボタンの
半押しによって作動される。電源■。Ｃが印加されると
、この電源ＶＣＣの安定を待ってリセットパルス発生回
路２３からリセットパルスが出力され、これによりアン
ドゲート２４の開閉を制御するＲＳフリップフロップ回
路ＦＦＯがリセットされ、ζ端子に信号「１」が現れ、
アンドゲート２４がオープンされる。

第４図のマイクロコンピュータ２２は、シャツタボタン
の半押し信号が入力されてから１００ｍ５ｅｃの遅延の
後、ＡＦ制御回路２０にクロックパルスを出力する。こ
のクロックパルスは、アンドゲート２４を通ってカウン
タ２５に供給される。

カウンタ２５にはデコーダ２６が接続され、デコーダ２
６はカウンタ２５でのクロックパルスの計数値に対応し
て測距シーケンスをコントロールする。デコーダ２６は
、信号処理回路１５からの信号出力ＡＩ−Ａ６をラッチ
するためのＤフリップフ回路１回路ＤＦＦ　１〜ＤＦＦ
６　（以下、それぞれ単にＤＦＦＩ〜ＤＦＦ６と記す）
、及びシフトレジスタ２８をリセットする。その後、Ａ
Ｆ）リガパルスをストロボ制御回路２９に出力する。

ストロボ制御回路２９は第８図のように構成されており
、端子Ｔ、に前記ＡＦ）リガパルスが供給されることに
よって放電管３が発光する。ＡＦトリガパルスが出力さ
れた後、放電管３からのストロボ光がピークに達するま
での所定時間分のクロックパルスがカウンタ２５によっ
て計数されると、前記ストロボ光の立ち上がり時間のパ
ラツキを考慮した所定の時間幅をもった読み込みパルス
がデコーダ２６から出力される。この読み込みパルスは
、ＤＦＦ　１〜ＤＦＦ６のクロック端子に接続されたア
ンドゲートＧ１〜Ｇ６の一方に入力される。したがって
、こうしてアンドゲートＧ１〜Ｇ６が読み込みパルスに
よってオープンされている間に、信号処理回路１５から
の信号出力Ａ１〜Ａ６の中に信号値「１」のものがある
と、ＤＦＦ１〜ＤＦＦ６のうち対応したものがセットさ
れることになる。

ＤＦＦＩ〜ＤＦＦ６の内、信号出力Ａ１〜Ａ６の中の信
号値「１」によってセットされたもののＱ端子には信号
「１」が現れ、これがシフトレジスタ２８に入力され、
所定のビット位置にメモリされる。したがって、例えば
信号出力Ａ１〜Ａ６の信号値がｒａ」、ｒｏ」、ｒｌ」
、ｒｏ」。

ｒＩＪ、ｒＱ」であったとすると、シフトレジスタ２８
にはｒｏｏｌｏｌｏ」の測距データが格納されるように
なる。読み込みパルスの出力を終えた後、デコーダ２６
はシフトレジスタ２８にシフトパルスを出力する。これ
により、シフトパルスた２８にメモリされた測距データ
は順次にマイクロコンピュータ２２に転送される。

デコーダ２６は所定個数のシフトパルスをシフトレジス
タ２８に出力した後、測距完了信号を出力する。この測
距完了信号は、インバータ２９を介してＦＦＯのセット
端子に供給され、これによりＦＦＯがセット状態になる
。この結果、ＦＦＯの菟端子出力が「０」になってアン
ドゲート２４をクローズして測距シーケンスが完了する
。

マイクロコンピュータ２２は、ＡＦ制御回路２０から入
力された測距データをＡＦ子テーブル０と対照して撮影
レンズ１０のセット位置を決定する。ＡＦ子テーブル０
は第７図に示したように構成され、受光素子３１〜Ｓ６
の受光パターンすなわち前述した測距データの他に、測
光回路３１で検出された被写体輝度データ（ＥＶ値）を
も考慮して撮影レンズ１００セット位置を決定する。こ
れは、ＥＶ値によってプログラムシャッタの最大開口径
が変わることに対応して、その被写界深度を最大限に利
用できるようにするためである。なお、第７図のＡＦ子
テーブル０の中でＮ、、Ｎ。

、・・、Ｎ、。で表したレンズセット位置は、第３図で
示した０、８５５ｍ、０．９３５ｍ、　　・・。

５．８６ｍを最適合焦位置とするレンズセット位置に対
応するものである。

こうしてレンズセット位置が決定されると、マイクロコ
ンピュータ２２はモータ駆動回路３２にレンズセット位
置に対応した個数の駆動パルスを出力する。これにより
ステッピングモータ３３が所定量回転し、撮影レンズ１
０は決定されたレンズセット位置に移動されるようにな
る。

前記ＡＦ子テーブル０には、破線で囲んだように、低輝
度被写体に補助照明を与える内蔵ストロボ３５の制御デ
ータ、すなわち内蔵ストロボ３５の発光タイミングデー
タもメモリされている。そして、レンズセット位置がＡ
Ｆ子テーブル０の破線で囲んだデータによって決定され
た場合には、シャッタ駆動回路３６の作動によってプロ
グラムシャッタがＡＦ子テーブル０にメモリされた開口
径になったときに、マイクロコンピュータ２２がストロ
ボ制御回路３７に発光トリガ信号を出力して内蔵ストロ
ボ３５が発光動作される。なお、第８図はストロボ制御
回路２９の一例を示すもので、端子Ｔ、は充電禁止信号
入力端、端子Ｔ２は充電開始信号入力端、端子Ｔ３はＡ
Ｆ放電管３の充電完了信号出力端、端子Ｔ４は内蔵スト
ロボ３５の発光トリガ信号入力端で、各々マイクロコン
ピュータ２２に接続される。また、端子Ｔ、はＡＦ制御
回路２０から出力されるＡＦ）リガパルスの入力端とし
て用いられる。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明の測距用受光センサーに
おいては、基線長方向に配列された複数の受光素子の基
線長方向の幅を調整し、各々の受光素子が見込む測距エ
リア内からの反射光であれば、これを受光したときの光
電出力が一定レベル以上になるように設定しているから
、こうして得られる光電出力を２値化するときにクロス
トークの影響を受けて偽信号が入り込むことがなく、し
かも２値化のための信号処理回路も複雑化させるような
ことがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を用いた受光センサーの構成の概略及び
光電出力の相関を示す説明図である。 第２図は本発明を用いた測距用光学系の概略図である。 第３図は撮影レンズのセット位置と測距エリアとの関係
を示す説明図である。 第４図は測距装置の回路構成を示すブロック図である。 第５図は第４図に用いられる信号処理回路の一例を示す
回路図である。 第６図は第４図に用いられるＡＦ制御回路の一例を示す
回路図である。 第７図はレンズセット位置を決めるＡＦ子テーブル概念
図である。 第８図は第４図に用いられるストロボ制御回路の一例を
示す回路図である。 ２・・・投光部 ７・・・受光部 ９・・・受光センサー Ｓ１〜Ｓ６・・受光素子 Ｒ１−Ｒ６・・測距エリア １０・・撮影レンズ １５・・信号処理回路 ２０・・ＡＦ制御回路 ３０・・ＡＦ子テーブル

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）被写体に向けて光束を投射する投光手段と、この
   投光手段と一定の基線長だけ隔てて配置され、被写体に
   投射された光束のうち被写体で反射された光を受光する
   受光センサーとを備えた測距装置において、 測距距離範囲を複数の測距エリアに分割し、その測距エ
   リアに対応した複数の受光素子を基線長方向に配列して
   前記受光センサーを構成するとともに、各々の受光素子
   の基線長方向での幅を、その受光素子に対応する測距エ
   リアの最遠位置の被写体から反射された光が入射したと
   きと、その測距エリアの最短位置の被写体から反射され
   た光が入射したときとで、ほぼ同じ出力レベルの光電出
   力が得られる幅にしたことを特徴とする測距用受光セン
   サー。
2. （２）前記測距エリアの各々は、隣接する測距エリアと
   部分的に重なり合っていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の測距用受光センサー。
3. （３）前記各々の受光素子の基線長方向の幅は、遠距離
   側を基準にして決められていることを特徴とする特許請
   求の範囲第２項記載の測距用受光センサー。