JPH0777650A - カメラの測距装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 測距動作時の積分時間を決定する為の回路構
成を簡素化すると共に、積分動作中には制御手段におい
て他の信号処理を行えるようにする。 【構成】 予め受光手段５からの一方の信号を所定時間
積分し、得られる積分値から、二種の信号を積分する時
間を算出し、これを制御手段２６による積分時間として
指示する積分時間決定手段２６を設け、測距動作を開始
する前に、受光手段からの一方の信号の積分値より実際
の測距時の積分時間を決定し、この積分時間に基づいて
被写体距離情報を算出するようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、赤外光を被写体へ向け
て投射し、その反射光を半導体位置検出器等の受光手段
上に結像し、その結像位置によって被写体までの距離を
算出するカメラの測距装置の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、赤外光を投光レンズによって
集光して被写体に向けて投射し、その反射光を受光レン
ズによって集光して半導体位置検出等の受光素子上に結
像して被写体までの距離情報を得る、いわゆるアクティ
ブ方式のカメラの測距装置は知られている。

【０００３】この種の測距装置においては、被写体まで
の距離が遠距離になるほど、被写体からの反射光が微弱
になるため、回路のＳ／Ｎが悪化し、測距精度の低下を
招いていた。従って、Ｓ／Ｎを向上させ測距精度の低下
を防止するために、積分器によって信号をノイズと共に
積分するようにしていた。しかしながら、被写体からの
反射光は、被写体までの距離，被写体の反射率，投光す
る赤外光の投光出力に依存し、その変化量は約１０００
倍程度にもなる。従って、積分器のダイナミックレンジ
が「２Ｖ」程度であるとすると、信号光の大きさは、近
距離，高反射率の被写体で「２Ｖ」、遠距離，低反射率
の被写体でその「１／１０００」の「２ｍＶ」となって
しまうため、精度のよい検出が困難になる。

【０００４】そこで、従来では、積分器のダイナミック
レンジを等価的に広くし、積分電圧を大きく取るため
に、信号の大きさによって積分時間を可変していた。す
なわち、近距離，高反射率の被写体の場合は、積分時間
を短くして積分器の飽和を防ぎ、遠距離，低反射率の被
写体の場合は、積分時間を長くして信号の振幅を大きく
してＳ／Ｎの向上を行っていた。

【０００５】図６は従来のこの種の測距装置を備えたカ
メラの要部構成を示すブロック図である。

【０００６】同図において、１０１は被写体に向けて投
射する赤外光を集光する為の投光レンズ、１０２は所定
の周波数に変調された赤外光を発光する赤外発光ダイオ
ード（以下、ＩＲＥＤと記す）、１０３は前記ＩＲＥＤ
１０２を駆動するＩＲＥＤ駆動回路、１０４は前記ＩＲ
ＥＤ１０２からの赤外光の被写体での反射光を集光する
受光レンズである。１０５は、受光レンズ１０４の結像
位置に置かれ、結像の位置に応じて電流（Ｉ_A 及びＩ
_B ）をその両端の電極から発生する公知の半導体位置検
出素子（以下、ＰＳＤと記す）である。１０６及び１０
７はＰＳＤ１０５の両電極より出力される電流Ｉ_A ，Ｉ
_B をそれぞれ電流／電圧変換するためのアンプ、１０８
及び１０９は前記アンプ１０６及び１０７の帰還抵抗、
１１０及び１１１は前記アンプ１０７及び１０８の出力
の直流光（例えば太陽光）及び低周波のノイズをカット
するためのコンデンサである。

【０００７】１１２は前記アンプ１０７及び１０８の出
力を加算する加算器、１１３はアンプ１０８の出力より
アンプ１０７の出力を減算する減算器、１１４，１１５
は前記加算器１１２，減算器１１３の出力をそれぞれ増
幅するための増幅器、１１６及び１１７は前記増幅器１
１４及び１１５の出力電圧をそれぞれ電圧／電流変換す
る抵抗、１１８及び１１９は前記抵抗１１６及び１１７
により電圧／電流変換された電流の周波数に同期して開
閉されるアナログスイッチである。

【０００８】１２０及び１２１は、前記抵抗１１６及び
１１７により電圧／電流変換された電流を、それぞれア
ナログスイッチ１１８及び１１９によって同期積分する
ための積分器である。１２２及び１２３は前記積分器１
２０及び１２１の積分用コンデンサ、１２４及び１２５
は前記積分用コンデンサ１２２及び１２３の積分電圧を
放電するためのアナログスイッチである。１２６は、内
部にメモリ，タイマ，Ａ／Ｄ変換器を有し、カメラのシ
ーケンスをコントロールするためのマイクロコンピュー
タ、１２７（ＳＷ１）はカメラのレリーズボタンの第１
ストロークによりオンするスイッチ、１２８（ＳＷ２）
は前記のカメラのレリーズボタンの第２のストロークに
よりオンするスイッチである。

【０００９】１２９は抵抗１３０，１３１を介して生成
される所定の電圧ｖ_THと前記積分器１２０の出力（Ｖ
_A+B ）を比較するコンパレータである。

【００１０】図７は上記各部のタイミングチャートを示
す図である。

【００１１】同図において、（ａ）はマイクロコンピュ
ータ１２６のＩＲＯＮ端子より出力されるＩＲＥＤ１０
２の駆動信号であり、（ｂ）は加算値を積分する積分器
１２０の積分出力であり、（ｃ）は減算値を積分する積
分器１２１の積分出力であり、（ｄ）はマイクロコンピ
ュータ２６のＳＰＬ１，ＳＰＬ２端子より出力されるサ
ンプリング用のアナログスイッチ１１８，１１９を駆動
する信号であり、（ｆ）は積分器２１，２２のリセット
する為にアナログスイッチ１２４，１２５へ出力するリ
セット信号である。

【００１２】このような構成において、マイクロコンピ
ュータ１２６は、ＩＲＯＮ端子より図７（ａ）に示す様
なＩＲＥＤ駆動信号を出力し、ＩＲＥＤ１０２を点灯さ
せ、同時にＳＰＬ１，ＳＰＬ２端子より前記ＩＲＥＤ駆
動信号に同期した信号を出力して、ＰＳＤ１０５の両端
出力の加算値Ｖ_A+B と減算値Ｖ_A-B の積分動作を開始す
る。また、この積分動作開始と同時に内部のタイマをス
タートさせ、積分時間の測定を開始する。

【００１３】次に、積分動作開始後、積分電圧Ｖ_A+B が
所定の電圧ｖ_THに達すると、コンパレータ１２９の出力
が反転するが、この反転信号を受けるとマイクロコンピ
ュータ１２６は、先のタイマの作動を停止し、積分開始
からコンパレータ１２６の出力が反転するまでの時間ｔ
を得る。なお、詳細な動作説明は、実施例において行う
ので、ここでは省略している。

【００１４】ここで、積分器１２０，１２１のダイナミ
ックレンジをＶ_D とし、積分器１２０，１２１を飽和さ
せない最長の積分時間をＴとすると、ｔ，ｖ_TH、及び、
Ｖ_D，Ｔの間には、以下のような関係が成り立つ。

【００１５】 ｔ／ｖ_TH≦Ｔ／Ｖ_D …………（１） そこで、上記が成立するような積分時間Ｔを、マイクロ
コンピュータ１２６によって決定していた。

【００１６】つまり、積分開始後の積分器の出力を所定
のスレッシュホールド電圧を持つコンパレータで検出
し、積分開始から該コンパレータによって反転信号が検
出されるまでの時間ｔ、及びスレッシュホールド電圧
（ｖ_TH）と積分器のダイナミックレンジ（Ｖ_D ）によっ
て、積分時間を決定していた。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来例では、反射光の信号を積分しながら、積分開始後の
積分出力を所定のスレッシュホールド電圧を持つコンパ
レータで検出し、積分開始から該コンパレータにて反転
信号が検出されるまでの時間ｔをカウントする必要があ
り、この事から電圧検出用のコンパレータを備える必要
がある為、回路規模が大きくなるという問題点があっ
た。

【００１８】また、信号積分中に、コンパレータからの
反転信号をマイクロコンピュータでモニタする必要があ
る為、この信号積分中は該マイクロコンピュータにて、
例えば測光、又は多点測距の場合には他の測距点の演算
などの他の処理をすることができなかった。

【００１９】（発明の目的）本発明の目的は、測距動作
時の積分時間を決定する為の回路構成を簡素化すること
ができ、しかも積分動作中には制御手段において他の信
号処理を行うことのできるカメラの測距装置を提供する
ことである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明は、予め受光手段
からの一方の信号を所定時間積分し、得られる積分値か
ら、二種の信号を積分する時間を算出し、これを制御手
段による積分時間として指示する積分時間決定手段を設
け、測距動作を開始する前に、受光手段からの一方の信
号の積分値より実際の測距時の積分時間を決定し、この
積分時間に基づいて被写体距離情報を算出するようにし
ている。

【００２１】

【実施例】以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細
に説明する。

【００２２】図１は本発明の第１の実施例における測距
装置を備えたカメラの要部構成を示すブロック図であ
り、１〜２８は、図５に示した１０１（投光レンズ）〜
１２８（レリーズボタンの第２のストロークによりオン
するスイッチＳＷ２）と同一機能を持つ部材であるの
で、ここではその詳細は省略する。

【００２３】図２は図１に示す各部のタイミングチャー
トを示す図であり、同図において、（ａ）はマイクロコ
ンピュータ２６のＩＲＯＮ端子より出力されるＩＲＥＤ
２の駆動信号であり、（ｂ）は加算値を積分する積分器
２０の積分出力であり、（ｃ）は減算値を積分する積分
器２１の積分出力であり、（ｄ）はマイクロコンピュー
タ２６のＳＰＬ１端子より出力されるサンプリング用の
アナログスイッチ１８を駆動する信号であり、（ｅ）は
マイクロコンピュータ２６のＳＰＬ２端子より出力され
るサンプリング用のアナログスイッチ１９を駆動する信
号であり、（ｆ）は積分器２１，２２をリセットする為
にアナログスイッチ１２４，１２５へ出力するリセット
信号である。

【００２４】次に、上記構成におけるカメラの動作につ
いて、図３のフローチャートに従って説明する。

【００２５】カメラのレリーズボタンの第１のストロー
クがなされ、スイッチＳＷ１がオンすると（ステップ２
０１）、マイクロコンピュータ２６は端子ＲをＬレベル
にして積分器２０，２１のリセットを解除する（ステッ
プ２０２）と共に、ＩＲＯＮ端子よりＩＲＥＤ駆動回路
３に図２（ａ）に示す様な駆動信号を出力し、ＩＲＥＤ
２を点灯させる（ステップ２０３）。また、これと同時
に、マイクロコンピュータ２６は図示しないタイマをス
タートさせると共に、ＳＰＬ１端子より前記ＩＲＥＤ駆
動信号に同期した信号を出力してアナログスイッチ１８
をオンオフさせ、増幅器１４より入力される加算出力の
プリ積分を開始する（ステップ２０４，２０５）。

【００２６】次に、マイクロコンピュータ２６は前記タ
イマが所定時間ｔに達したか否かを判別し（ステップ２
０６）、達したことを判別すると前記ＳＰＬ１端子より
の信号を停止する（ステップ２０７）。これにより、図
２（ｂ）に示す様に、所定時間ｔが経過するまでの間行
われたプリ積分値ｖ_A+B が得られる。

【００２７】次いで、マイクロコンピュータ２６は得ら
れた積分値ｖ_A+B を内蔵するＡ／Ｄ変換器によってディ
ジタル値に変換し（ステップ２０８）、次に端子ＲをＨ
レベル（図２（ｆ）参照）にして積分器２０，２１をリ
セットし、同時に前記タイマもリセットする（ステップ
２０９）。そして、積分器２０，２１のダイナミックレ
ンジＶ_D と前記のディジタル変換された積分値（ｖ
_A+B ）及び先の所定時間ｔとから、上記（１）式に基づ
いて（但し、ｖ_THの代りにｖ_A+B を用いる）、測距時の
積分時間Ｔを演算する（ステップ２１０）。

【００２８】その後、マイクロコンピュータ２６はＳＰ
Ｌ１及びＳＰＬ２端子より前記ＩＲＥＤ駆動信号に同期
した信号を出力し、アナログスイッチ１８，１９をオン
オフさせ、増幅器１４，１５より入力される加算出力、
及び、減算出力の積分を開始する（ステップ２１１）。
またこの時、再びタイマをスタートさせる（ステップ２
１２）。次に、前記プリ積分によって得られた時間Ｔに
前記タイマが達したか否かを判別し（ステップ２１
３）、達したことを判別すると前記ＳＰＬ１，ＳＰＬ２
端子よりの信号を停止する（ステップ２１４）。これに
より、図２（ｂ），（ｃ）に示す様に、時間Ｔが経過す
るまでの間行われた積分値Ｖ_A+B 、及び、Ｖ_A-B が得ら
れる。

【００２９】次いで、マイクロコンピュータ２６は得ら
れた積分値Ｖ_A+B 、及び、Ｖ_A-B をＡ／Ｄ変換器によっ
てディジタル値に変換し（ステップ２１５）、「Ｖ_A-B
／Ｖ_A+B 」なる演算を行い、被写体までの距離を求める
（ステップ２１６）。その後、カメラのレリーズスイッ
チが第２のストロークまで押込まれてスイッチＳＷ２が
オンすると（ステップ２１７）、公知のシーケンスによ
ってレリーズ動作を行う（ステップ２１８）。

【００３０】（第２の実施例）図４及び図５は本発明の
第２の実施例における測距装置を備えたカメラに係る図
である。なお、回路構成は図１と同様であるので、ここ
では省略し、説明においては同一符号を用いて行う。

【００３１】図４は第２の実施例におけるカメラの各部
のタイミングチャートを示す図であり、同図において、
（ａ）はマイクロコンピュータ２６のＩＲＯＮ端子より
出力されるＩＲＥＤ２の駆動信号であり、（ｂ）は加算
値を積分する積分器２０の積分出力であり、（ｃ）は減
算値を積分する積分器２１の積分出力であり、（ｄ）は
マイクロコンピュータ２６のＳＰＬ１端子より出力され
るサンプリング用のアナログスイッチ１８を駆動する信
号であり、（ｅ）はマイクロコンピュータ２６のＳＰＬ
２端子より出力されるサンプリング用のアナログスイッ
チ１９を駆動する信号であり、（ｆ）は積分器２１，２
２をリセットする為にアナログスイッチ１２４，１２５
へ出力するリセット信号である。

【００３２】図５は第２の実施例におけるカメラの主要
部分を示すフローチャートであり、以下これにしたがっ
て説明する。

【００３３】カメラのレリーズボタンの第１のストロー
クがなされ、スイッチＳＷ１がオンすると（ステップ３
０１）、マイクロコンピュータ２６は端子ＲをＬレベル
にして積分器３０，２１のリセットを解除する（ステッ
プ３０２）と共に、ＩＲＯＮ端子よりＩＲＥＤ駆動回路
３に図４（ａ）に示す様な駆動信号を出力し、ＩＲＥＤ
２を点灯させる（ステップ３０３）。また、これと同時
に、マイクロコンピュータ２６は図示しないタイマをス
タートさせると共に、ＳＰＬ１端子より前記ＩＲＥＤ駆
動信号に同期した信号を出力してアナログスイッチ１８
をオンオフさせ、像副器１４より入力される加算出力の
プリ積分を開始する（ステップ３０４，３０５）。

【００３４】次に、マイクロコンピュータ２６は前記タ
イマが所定時間ｔに達したか否かを判別し（ステップ３
０６）、達したことを判別すると次に積分器２０のリセ
ットは行わず、得られた積分値ｖ_A+B を内蔵するＡ／Ｄ
変換器によってディジタル値に変換し（ステップ３０
７）、次いで前記タイマをリセットする（ステップ３０
８）、そして、積分器３０，２１のダイナミックレンジ
Ｖ_D と前記のディジタル変換された積分値ｖ_A+B 及び先
の所定時間ｔとから、上記（１）式に基づいて（但し、
ｖ_THの代りにｖ_A+B を用いる）、測距時の積分時間Ｔを
演算する（ステップ３０９）。

【００３５】その後、マイクロコンピュータ２６はＳＰ
Ｌ２端子より前記ＩＲＥＤ駆動信号に同期した信号を出
力し、アナログスイッチ１９もオンオフさせ、現在行っ
ている増幅器１４より入力される加算出力の積分に加
え、増幅器１５より入力される減算出力の積分も開始す
る（ステップ３１０）。またこの時、再びタイマをスタ
ートさせる（ステップ３１１）。次に、前記プリ積分に
よって得られた時間Ｔに前記タイマが達したか否かを判
別し（ステップ３１２）、達したことを判別すると前記
ＳＰＬ１，ＳＰＬ２端子よりの信号を停止する（ステッ
プ３１３）。これにより、図４（ｂ），（ｃ）に示す様
に、時間Ｔが経過するまでの間行われた積分値Ｖ_A+B 、
及び、Ｖ_A-B が得られる。

【００３６】次いで、マイクロコンピュータ２６は得ら
れた積分値Ｖ_A+B 、及び、Ｖ_A-B をＡ／Ｄ変換器によっ
てディジタル値に変換し（ステップ３１４）、「Ｖ_A-B
／（Ｖ_A+B −ｖ_A+B ）」なる演算を行い、被写体までの
距離を求める（ステップ３１５）。その後、カメラのレ
リーズスイッチが第２のストロークまで押込まれてスイ
ッチＳＷ２がオンすると（ステップ３１６）、公知のシ
ーケンスによってレリーズ動作を行う（ステップ３１
７）。

【００３７】本実施例によれば、測距動作を始める前
に、ＰＳＤ５の両端より得られる加算値を所定時間ｔだ
けプリ積分してそのＡ／Ｄ変換値（スレッシュホールド
電圧に相当する）を得、この値より測距時の積分時間Ｔ
を演算し、その後この積分時間Ｔだけ積分動作を行って
測距情報を算出する様にしているため、従来の様にスレ
ッシュホールド電圧を持つコンパレータを備える必要が
なくなり、回路規模が大きくなるという問題点を克服す
ることが出来る。また、本実施例において用いるＡ／Ｄ
変換器は、測光やバッテリチェックなどを行う他の回路
で共用することが出来るため、回路規模は大きくはなら
ない。

【００３８】また、信号積分中に、従来の様にコンパレ
ータの出力をマイクロコンピュータでモニタする必要が
ないため、この信号積分中に他の処理が出来るという利
点がある（例えば、測光、または多点測距の場合には、
他の測距点の演算など）。

【００３９】（変形例）本実施例によれば、所定時間ｔ
のプリ積分を１回行い、得られる値をＡ／Ｄ変換して積
分時間Ｔを求める様にしているが、所定時間ｔのプリ積
分中に複数回積分電圧をサンプリングしてＡ／Ｄ変換
し、その平均値を用いて積分時間Ｔを算出する様にして
も良い。

【００４０】また、本実施例では、加算出力、減算出力
の積分をそれぞれの積分器を用いて行っているが、それ
ぞれの出力を時系列に分割して、１つの積分器で行って
もよいのは言うまでもない。また、加算出力、減算出力
ではなく、ＰＳＤの両電極の２つの信号をそれぞれ積分
して、測距結果を出しても良いのは言うまでもない。こ
の場合、プリ積分は、いずれか大きい方の信号で行えば
良い。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
予め受光手段からの一方の信号を所定時間積分し、得ら
れる積分値から、二種の信号を積分する時間を算出し、
これを制御手段による積分時間として指示する積分時間
決定手段を設け、測距動作を開始する前に、受光手段か
らの一方の信号の積分値より実際の測距時の積分時間を
決定し、この積分時間に基づいて被写体距離情報を算出
するようにしている。

【００４２】よって、測距動作時の積分時間を決定する
為の回路構成を簡素化することができ、しかも積分動作
中には制御手段において他の信号処理を行うことが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における測距装置を備え
たカメラの要部構成を示すブロック図である。

【図２】図１の各部のタイミングチャートを示す図であ
る。

【図３】本発明の第１の実施例の主要部分の動作を示す
フローチャートである。

【図４】本発明の第２の実施例における測距装置を備え
たカメラの主要部のタイミングチャートを示す図であ
る。

【図５】本発明の第２の実施例の主要部分の動作を示す
フローチャートである。

【図６】従来の測距装置を備えたカメラの要部構成を示
すブロック図である。

【図７】図６の各部のタイミングチャートを示す図であ
る。

【符号の説明】

２ ＩＲＥＤ ５ ＰＳＤ １２ 加算器 １３ 減算器 ２０，２１ 積分器 ２６ マイクロコンピュータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被写体へ向けて光を投射する投光手段
   と、該投光手段による投射光の被写体での反射光を受光
   する受光手段と、該受光手段からの二種の信号を指示さ
   れる時間だけ積分し、この積分結果に基づいて被写体ま
   での距離情報を算出する制御手段とを備えたカメラの測
   距装置において、予め受光手段からの一方の信号を所定
   時間積分し、得られる積分値から、二種の信号を積分す
   る時間を算出し、これを前記制御手段による積分時間と
   して指示する積分時間決定手段を設けたことを特徴とす
   るカメラの測距装置。