JP2000213930A - 測距装置 - Google Patents

測距装置

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JP2000213930A
JP2000213930A JP11014395A JP1439599A JP2000213930A JP 2000213930 A JP2000213930 A JP 2000213930A JP 11014395 A JP11014395 A JP 11014395A JP 1439599 A JP1439599 A JP 1439599A JP 2000213930 A JP2000213930 A JP 2000213930A
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light
distance
capacitor
integration
charging
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Hideo Yoshida
秀夫 吉田
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Fuji Photo Optical Co Ltd
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    • G02B7/30—Systems for automatic generation of focusing signals using parallactic triangle with a base line
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２回目以降の測距では積分コンデンサ若しく
は定常光除去用コンデンサの予備充電を行わず又は積分
コンデンサ若しくは定常光除去用コンデンサの予備充電
の期間を短縮することにより、タイムパララックスを低
減しつつ、正確な測距結果が得られる測距装置を提供す
ること。 【解決手段】 ＩＲＥＤ４による投光、ＰＳＤ５による
受光、演算手段による演算処理及び積分手段による積分
処理を複数回繰り返して測距を行った後、各測距の結果
に基づいて検出手段により測距対象物までの距離検出を
行い、１回目の測距前に積分コンデンサ６の予備充電を
行うが、２回目以降の測距前では予備充電を行わない。

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及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
り積分して平均化することが考えられる。この場合、積
分回路において、一定の基準電圧を積分コンデンサに印
加し、各距離情報に応じて積分コンデンサを徐々に放電
させる。そして、所定数の投光が終了した後、一定電流
で積分コンデンサを充電して基準電圧となるまでの時間
を計測し、その時間に基づいて測距対象物までの距離を
算出することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
測距装置においても、やはり測距結果に誤差が生ずる場
合がある。例えば、積分コンデンサに基準電圧を印加し
た際、誘電分極により積分コンデンサの端子間は基準電
圧より低い電圧となってしまう。このため、積分コンデ
ンサの充電時間が測距対象物までの距離に対応しないも
のとなり、正確な測距結果が得られないこととなる。
【０００４】この不具合を回避するために、積分コンデ
ンサに基準電圧より高い電圧を予め印加し、一定時間印
加した後に印加電圧を基準電圧とすることが考えられ
る。しかしながら、このようにすると、測距を行うため
の時間が基準電圧より高い電圧を予充電する時間だけ長
くなってしまう。特に、積分コンデンサの充放電を複数
繰り返して複数の測距結果を算出しその平均で測距対象
物までの距離を計測する場合には、予充電の時間が積算
されて長くなり、タイムパララックスが大きくなってし
まう。
【０００５】そこで本発明は、このような技術課題を解
決するためになされたものであって、タイムパララック
スの低減を図りつつ、正確な測距結果が得られる測距装
置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明に係る測距装置は、測距対象物に向け
て光束を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出力信
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
距離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、積分手段にて第１積分を
行う前に、積分コンデンサに予め一定の電圧を印加して
予備充電を行う充電手段と、備えて構成され、投光手段
による投光、受光手段による受光、演算手段による演算
処理及び積分手段による積分処理を繰り返して複数回測
距を行い、各測距の結果に基づいて検出手段により測距
対象物までの距離検出を行うと共に、１回目の測距前に
充電手段による予備充電を行い、２回目以降の測距前で
は予備充電を行わないことを特徴とする。
【０００７】また本発明に係る測距装置は、前述の演算
手段が、定常光除去コンデンサを有し、投光手段が投光
されていない時に受光手段の出力信号の出力レベルに対
応して定常光除去コンデンサに電荷を蓄積させ、投光手
段が投光した時に定常光除去コンデンサの蓄積状態に応
じて受光手段の出力信号から投光手段の投光以外の定常
光による出力成分を除去して、測距対象物までの距離に
応じた距離信号を出力し、前述の充電手段が、積分手段
にて第１積分を行う前に、定常光除去コンデンサに予め
一定の電圧を印加して予備充電を行い、１回目の測距前
に充電手段により積分コンデンサと共に定常光除去コン
デンサの予備充電を行い、２回目以降の測距前では積分
コンデンサ及び定常光除去コンデンサの予備充電を行わ
ないことを特徴とする。
【０００８】これらの発明によれば、測距を複数回行い
複数の測距結果に基づいて測距対象物までの距離を求め
るため正確な距離を得ることができると共に、２回目以
降の測距では積分コンデンサ又は定常光除去用コンデン
サの予備充電を行わないことにより、測距時間が短縮化
され、レリーズ操作開始から露光終了までのタイムパラ
ラックスの低減が図れる。
【０００９】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
出力信号に基づいて演算を行い測距対象物までの距離に
応じた距離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、積分手段にて第１積
分を行う前に、積分コンデンサに予め一定の電圧を印加
して予備充電を行う充電手段とを備えて構成され、投光
手段による投光、受光手段による受光、演算手段による
演算処理及び積分手段による積分処理を繰り返して複数
回測距を行い、各測距の結果に基づいて検出手段により
測距対象物までの距離検出を行い、１回目の測距前に充
電手段による予備充電を行い、２回目以降の測距前では
１回目の測距の予備充電より短い時間で予備充電を行う
ことを特徴とする。
【００１０】また本発明に係る測距装置は、前述の演算
手段が、定常光除去コンデンサを有し、投光手段が投光
されていない時に受光手段の出力信号の出力レベルに対
応して定常光除去コンデンサに電荷を蓄積させ、投光手
段が投光した時に定常光除去コンデンサの蓄積状態に応
じて受光手段の出力信号から投光手段の投光以外の定常
光による出力成分を除去して、測距対象物までの距離に
応じた距離信号を出力し、前述の充電手段が、積分手段
にて第１積分を行う前に、定常光除去コンデンサに予め
一定の電圧を印加して予備充電を行い、１回目の測距前
に充電手段により積分コンデンサと共に定常光除去コン
デンサの予備充電を行い、２回目以降の測距前では積分
コンデンサ及び定常光除去コンデンサの予備充電を１回
目の測距の予備充電より短い時間で行うことを特徴とす
る。
【００１１】これらの発明によれば、測距を複数回行い
複数の測距結果に基づいて測距対象物までの距離を求め
るため正確な距離を得ることができると共に、２回目以
降の測距では積分コンデンサ又は定常光除去用コンデン
サの予備充電の期間を短縮することにより、測距時間が
短縮化され、レリーズ操作開始から露光終了までのタイ
ムパララックスの低減が図れる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態の説明を行う。なお、以下の説明においては、
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。
【００１３】（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。
【００１４】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。
【００１５】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。
【００１６】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。
【００１７】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。
【００１８】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。
【００１９】次に、ＡＦＩＣ１０の第１信号処理回路１
１及び積分回路１５について、より具体的な回路構成に
ついて説明する。
【００２０】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。
【００２１】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。
【００２２】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。
【００２３】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ＶREFを供給
する。
【００２４】また、オペアンプ６４の−入力端子には、
コンパレータ６７が接続されている。コンパレータ６７
は、積分コンデンサ６の電圧を入力し、その積分コンデ
ンサ６の電圧が基準電圧ＶREF以上の電圧となったとき
にＣＰＵ１及びスイッチ６２にそれぞれ信号を出力す
る。コンパレータ６７の出力信号を受けたスイッチ６２
は、オフ状態となり、定電流源６３から積分コンデンサ
６への充電を停止させる。また、積分コンデンサ６と電
源ラインとの間には、スイッチ６８が接続されている。
スイッチ６８は、ＣＰＵ１の指令信号を受けてオンオフ
するスイッチであり、オン状態時に基準電圧ＶREFより
高電圧である電圧ＶCCを積分コンデンサ６に供給し、オ
フ状態時にその電圧ＶCCの供給を停止する。
【００２５】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。
【００２６】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。
【００２７】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。
【００２８】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。
【００２９】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。
【００３０】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。
【００３１】図３（ａ）にＡＦＩＣのスタンバイ状態、
図３（ｂ）に積分コンデンサ６の充電電圧、図３（ｃ）
にスイッチ６５の動作、図３（ｄ）にスイッチ６８の動
作、図３（ｅ）にスイッチ６２の動作、図３（ｆ）にス
イッチ６９の動作、図３（ｇ）に定常光除去用コンデン
サ２７の充電電圧のタイミングチャートを示す。
【００３２】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、内蔵されたスタンバ
イ回路（図示なし）が作動して電源電圧供給が再開さ
れ、スイッチ６５及びスイッチ６８はオン状態とされ
て、積分コンデンサ６に電圧ＶCCが印加され過充電され
る。この過充電により、積分コンデンサ６の誘電分極が
促進される。そして、過充電から一定時間経過後にスイ
ッチ６８がオフ状態とされ、積分コンデンサ６には基準
電圧ＶREFが印加され予充電が継続して行われる。ま
た、この積分コンデンサ６の予充電の期間内に、定常光
除去用コンデンサ２７の予充電も行われる。この定常光
除去用コンデンサ２７の予充電は、例えば、一定電圧を
供給可能な電源ライン７０と定常光除去用コンデンサ２
７と間にスイッチ６９を接続しておき、図３（ｆ）の立
ち上がりのタイミングでスイッチ６９をオン状態とする
ことにより定常光除去用コンデンサ２７に一定電圧を供
給して行えばよい。そして、予充電の開始から一定時間
後に、スイッチ６５がオフ状態とされ、予充電が完了す
る。
【００３３】そして、ＣＰＵ１からの信号によりドライ
バ３が作動し、ＩＲＥＤ４が赤外光をパルス発光する。
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、ＩＲ
ＥＤ４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。
【００３４】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１
４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。
【００３５】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。
【００３６】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３（ｂ）に示
すように、ＩＲＥＤ４の発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。
【００３７】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）。
【００３８】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、１回目の測距による測距対象物までの
距離が求められる。
【００３９】第２積分の時間を含む信号が積分回路１５
からＣＰＵ１への出力終了から一定時間ｔの経過後（例
えば、１ｍｓ後）、積分コンデンサ６及び定常光除去用
コンデンサ２７の過充電及び予充電を行うことなく、２
回目の測距が開始される。
【００４０】即ち、ＣＰＵ１から信号がドライバ３に出
力され、ドライバ３の駆動によりＩＲＥＤ４が赤外光を
パルス発光する。また、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。更に、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。そして、演算回路１４により、近側信号Ｉ1及
び遠側信号Ｉ2に基づいて出力比Ｉ1 ／（Ｉ1＋Ｉ2）の
データが出力され、その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。
【００４１】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）。
【００４２】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、ＣＰＵ
１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、２回目の測距による測距対象物までの距離が求め
られる。
【００４３】次いで、２回目の測距における第２積分の
時間を含む信号が積分回路１５からＣＰＵ１に出力され
たから一定時間ｔの経過後（例えば、１ｍｓ後）、積分
コンデンサ６及び定常光除去用コンデンサ２７の過充電
及び予充電を行うことなく、３回目の測距が開始され
る。この３回目の測距は、上述した２回目の測距と同様
に行われる。
【００４４】そして、複数回にわたる測距を行った後、
各測距において得られた測距結果に基づいて測距対象物
までの距離が求められる。
【００４５】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。
【００４６】以上のように、本実施形態に係る測距装置
によれば、測距を複数回行い複数の測距結果に基づいて
測距対象物までの距離を求めるため、正確な距離を得る
ことができる。そして、１回目の測距の第２積分終了時
から一定時間経過後に、積分コンデンサ６及び定常光除
去用コンデンサ２７の過充電及び予充電を行うことなく
次の測距を開始することにより、測距時間が短縮化さ
れ、レリーズ操作開始から露光終了までのタイムパララ
ックスの低減が図れる。
【００４７】例えば、図４に示すように、１回目の測距
と同様に、２回目以降の測距においても積分コンデンサ
６等の過充電及び予充電を行うとすると、２回目以降の
測距時間が１回目の測距時間と同じとなり、１回目と同
じ動作が２回目以降に繰り返されることにより、測距時
間に長時間を要することとなる。一方、１回目の測距が
終了すると、積分コンデンサ６はその１回目の測距開始
時の基準電圧に復帰しているため、２回目の測距を開始
する際に積分コンデンサ６を充電しなくても誘電分極に
よる測距誤差を生ずることはない。また、定常光除去用
コンデンサ２７にも１回目の動作時の定常光抜き取りレ
ベルが保持されているため、２回目の測距を開始する際
に定常光除去用コンデンサ２７を充電しなくても誘電分
極による測距誤差を生ずることはない。従って、２回目
以降の測距において、積分コンデンサ６及び定常光除去
用コンデンサ２７の過充電及び予充電を行うことなく測
距を開始することにより、測距誤差を生ずることなく、
測距時間を短縮してタイムパララックスの低減を図るこ
とができる。
【００４８】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。
【００４９】（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。
【００５０】前述の第一実施形態に係る測距装置は２回
目以降の測距で積分コンデンサ６などの過充電及び予充
電を行わないものであったが、本実施形態に係る測距装
置は２回目以降の測距でも積分コンデンサ６などの過充
電及び予充電を行うものであって、その２回目以降の測
距では１回目の測距での過充電及び予充電の充電期間よ
り短い時間で過充電及び予充電を行うものである。本実
施形態に係る測距装置は、図１及び図２に示す第一実施
形態に係る測距装置と同様な構造を有している。
【００５１】図５に本実施形態に係る測距装置の動作の
タイミングチャートを示す。
【００５２】図５に示すように、本実施形態に係る測距
装置では、１回目の測距においては、第一実施形態の測
距装置と同様に行われる。そして、１回目の測距の終了
後、積分コンデンサ６の充電が行われる。すなわち、ス
イッチ６５及びスイッチ６８はオン状態とされ、積分コ
ンデンサ６に電圧ＶCCが印加され過充電される。この過
充電は、１回目の測距の過充電より短い時間で行われ
る。そして、過充電から一定時間経過後にスイッチ６８
がオフ状態とされ、積分コンデンサ６には基準電圧Ｖ
REFが印加され予充電が継続して行われる。この予充電
も、１回目の測距の予充電より短い時間で行われる。ま
た、この積分コンデンサ６の予充電の期間内に、定常光
除去用コンデンサ２７の予充電も行われる。
【００５３】そして、充電終了後、１回目の測距と同様
にして、ＣＰＵ１から信号がドライバ３に出力され、ド
ライバ３の駆動によりＩＲＥＤ４が赤外光をパルス発光
する。また、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。更に、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。
そして、演算回路１４により、近側信号Ｉ1及び遠側信
号Ｉ2に基づいて出力比Ｉ1／（Ｉ1＋Ｉ2）のデータが出
力され、その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。
【００５４】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）。
【００５５】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、ＣＰＵ
１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、２回目の測距による測距対象物までの距離が求め
られる。
【００５６】次いで、２回目の測距における第２積分の
時間を含む信号が積分回路１５からＣＰＵ１に出力され
たから一定時間ｔの経過後（例えば、１ｍｓ後）、積分
コンデンサ６及び定常光除去用コンデンサ２７の過充電
及び予充電を短い時間で行った後、３回目の測距が開始
される。この３回目の測距は、上述した２回目の測距と
同様に行われる。
【００５７】そして、複数回にわたる測距を行った後、
各測距において得られた測距結果に基づいて測距対象物
までの距離が求められる。
【００５８】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。
【００５９】以上のように、本実施形態に係る測距装置
によれば、測距を複数回行い複数の測距結果に基づいて
測距対象物までの距離を求めるため、正確な距離を得る
ことができる。そして、１回目の測距後に、積分コンデ
ンサ６及び定常光除去用コンデンサ２７の充電を１回目
の測距前の充電時間より短い時間で行うことにより、測
距時間が短縮化され、レリーズ操作開始から露光終了ま
でのタイムパララックスの低減が図れる。また、２回目
以降の測距においても、積分コンデンサ６及び定常光除
去用コンデンサ２７の過充電及び予充電を行うことによ
り、それらの誘電分極による測距誤差を生ずることを防
止できる。
【００６０】（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。
【００６１】第二実施形態に係る測距装置においては、
２回目以降の測距にて積分コンデンサ６と定常光除去用
コンデンサ２７の双方について過充電及び予充電を行う
ものであったが、本実施形態に係る測距装置は２回目以
上の測距にて積分コンデンサ６のみ予充電を行うもので
ある。
【００６２】図６に本実施形態に係る測距装置の動作の
タイミングチャートを示す。
【００６３】図６に示すように、本実施形態に係る測距
装置では、２回目の測距におけるスイッチ６８のオン状
態の期間が短いため、積分コンデンサ６の過充電は行わ
れない。一方、スイッチ６５が一定時間オン状態とな
り、その期間に積分コンデンサ６の基準電圧ＶREFの予
充電が行われる。また、２回目の測距におけるスイッチ
６９のオン状態の期間が短いため、定常光除去用コンデ
ンサ２７の充電は行われない。
【００６４】このような測距装置であっても、１回目の
測距後に定常光除去用コンデンサ２７に定常光抜き取り
レベルが保持されているので、定常光除去用コンデンサ
２７の充電を再度行わなくても、誘電分極による測距誤
差は問題とならない。
【００６５】
【発明の効果】本発明によれば、測距を複数回行い複数
の測距結果に基づいて測距対象物までの距離を求めるた
め正確な距離を得ることができると共に、２回目以降の
測距では積分コンデンサ若しくは定常光除去用コンデン
サの予備充電を行わず又は積分コンデンサ若しくは定常
光除去用コンデンサの予備充電の期間を短縮することに
より、測距時間が短縮化され、レリーズ操作開始から露
光終了までのタイムパララックスの低減を図ることがで
きる。
【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
処理回路及び積分回路の回路図である。
【図３】第一実施形態に係る測距装置の動作を示すタイ
ミングチャートである。
【図４】第一実施形態に係る測距装置と比較するための
測距装置の動作説明図である。
【図５】第二実施形態に係る測距装置の動作を示すタイ
ミングチャートである。
【図６】第三実施形態に係る測距装置の動作を示すタイ
ミングチャートである。
【符号の説明】
１…ＣＰＵ、２…ＥＥＰＲＯＭ、３…ドライバ、４…Ｉ
ＲＥＤ（投光手段）、５…ＰＳＤ（受光手段）、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 (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 測距対象物に向けて光束を投光する投光
    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前記出力信号に基づいて演
    算を行い前記測距対象物までの距離に応じた距離信号を
    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、 前記積分手段にて前記第１積分を行う前に、前記積分コ
    ンデンサに予め一定の電圧を印加して予備充電を行う充
    電手段と、を備えて構成され、 前記投光手段による投光、前記受光手段による受光、前
    記演算手段による演算処理及び前記積分手段による積分
    処理を繰り返して複数回測距を行い、各測距の結果に基
    づいて前記検出手段により前記測距対象物までの距離検
    出を行うと共に、 １回目の測距前に前記充電手段による予備充電を行い、
    ２回目以降の測距前では前記予備充電を行わないこと、
    を特徴とする測距装置。
  2. 【請求項２】 前記演算手段は、定常光除去コンデンサ
    を有し、前記投光手段が投光されていない時に前記受光
    手段の出力信号の出力レベルに対応して前記定常光除去
    コンデンサに電荷を蓄積させ、前記投光手段が投光した
    時に前記定常光除去コンデンサの前記蓄積状態に応じて
    前記受光手段の出力信号から前記投光手段の投光以外の
    定常光による出力成分を除去して、前記測距対象物まで
    の距離に応じた距離信号を出力し、 前記充電手段は、前記積分手段にて前記第１積分を行う
    前に、前記定常光除去コンデンサに予め一定の電圧を印
    加して予備充電を行い、 １回目の測距前に前記充電手段により前記積分コンデン
    サと共に前記定常光除去コンデンサの予備充電を行い、
    ２回目以降の測距前では前記積分コンデンサ及び前記定
    常光除去コンデンサの前記予備充電を行わないこと、を
    特徴とする請求項１に記載の測距装置。
  3. 【請求項３】 測距対象物に向けて光束を投光する投光
    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前記出力信号に基づいて演
    算を行い前記測距対象物までの距離に応じた距離信号を
    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、 前記積分手段にて前記第１積分を行う前に、前記積分コ
    ンデンサに予め一定の電圧を印加して予備充電を行う充
    電手段と、を備えて構成され、 前記投光手段による投光、前記受光手段による受光、前
    記演算手段による演算処理及び前記積分手段による積分
    処理を繰り返して複数回測距を行い、各測距の結果に基
    づいて前記検出手段により前記測距対象物までの距離検
    出を行い、 １回目の測距前に前記充電手段による予備充電を行い、
    ２回目以降の測距前では前記１回目の測距の予備充電よ
    り短い時間で予備充電を行うこと、を特徴とする測距装
    置。
  4. 【請求項４】 前記演算手段は、定常光除去コンデンサ
    を有し、前記投光手段が投光されていない時に前記受光
    手段の出力信号の出力レベルに対応して前記定常光除去
    コンデンサに電荷を蓄積させ、前記投光手段が投光した
    時に前記定常光除去コンデンサの前記蓄積状態に応じて
    前記受光手段の出力信号から前記投光手段の投光以外の
    定常光による出力成分を除去して、前記測距対象物まで
    の距離に応じた距離信号を出力し、 前記充電手段は、前記積分手段にて前記第１積分を行う
    前に、前記定常光除去コンデンサに予め一定の電圧を印
    加して予備充電を行い、 １回目の測距前に前記充電手段により前記積分コンデン
    サと共に前記定常光除去コンデンサの予備充電を行い、
    ２回目以降の測距前では前記積分コンデンサ及び前記定
    常光除去コンデンサの前記予備充電を前記１回目の測距
    の予備充電より短い時間で行うこと、を特徴とする請求
    項３に記載の測距装置。
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