JP3142960B2

JP3142960B2 - 測距装置

Info

Publication number: JP3142960B2
Application number: JP17834692A
Authority: JP
Inventors: 修野中
Original assignee: Olympus Optic Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1992-07-06
Filing date: 1992-07-06
Publication date: 2001-03-07
Anticipated expiration: 2016-03-07
Also published as: JPH0618259A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は測距装置に関し、主と
してコンパクトカメラに用いられる赤外投光三角測距方
式のオートフォーカス技術を用いたカメラの測距装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より使用されている赤外投光三角測
距方式は、カメラ側から被写体に対して赤外光線を投光
し、被写体からに反射してくる反射信号光の受光素子へ
の入射位置から、三角測距の原理によって被写体距離を
検出するものである。

【０００３】この反射信号光の位置を検出する手段とし
ては、一般に専用の位置検出素子（ＰＳＤ）や、分割型
のフォトダイオード等がある。この２つの受光素子の利
点を生かした提案には、本出願人による特願平３−５３
１５４号がある。しかしながら、一般にＰＳＤは測距レ
ンジが広い反面、分割型のフォトダイオードにＳ／Ｎの
点で劣るという欠点を有している。ここで、これらの赤
外投光三角測距式の１つを説明する。

【０００４】図１２は、従来の測距装置に使用される赤
外投光式のアクティブオートフォーカス（ＡＦ）技術を
概略的に示した図である。図１２を参照すると、赤外発
光ダイオード（ＩＲＥＤ）１から投光された光は、投光
用レンズ２を介して被写体３に照射される。そして、こ
の被写体３からの反射光は、受光用レンズ４により集光
されて位置検出素子５上にスポットを結ぶ、尚、同図に
於いて、ｌは投光用レンズ２と被写体３間の距離（被写
体距離）、Ｓは投光用レンズ２と受光用レンズ４との主
点間距離（基線長）、ｆは受光用レンズ４の焦点距離で
ある。また、ｔは位置検出素子５の長さであり、ｘはこ
の位置検出素子５上で一端から上記反射光が結ぶ位置ま
での距離を示している。

【０００５】このような構成の測距装置に於いて、位置
検出素子として半導体検出素子を用いた場合、上記反射
光のスポット位置ｘより、被写体距離ｌの逆数１／ｌ
は、数１の関係式のようにして求めることができる。

【０００６】

【数１】

【０００７】この半導体位置検出素子は、一般的にポジ
ションセンシティブディテクタ（ＰＳＤ）と称されるも
ので、図１３（ａ）に示される如く、入射光の重心位置
に存在した２つの電流Ｉ₁、Ｉ₂を出力する。尚、光信
号の像５_oは長方形としている。ここで、ＰＳＤ５₁の
全長をｔとすると、２つの電流信号Ｉ₁及びＩ₂につい
て、それぞれ数２及び数３の関係式が成り立つ。

【０００８】

【数２】

【０００９】

【数３】

【００１０】尚、上記数２及び数３の関係式に於いて、
Ｉ_pは全光電流を表している。そして、これら数２及び
数３の関係式により、数４の関係式に示される比の演算
に従ってｘを求めることができる。

【００１１】

【数４】

【００１２】一方、図１３（ｂ）のように、２つの受光
素子（シリコンフォトダイオード；ＳＰＤ）５₂及び５
₃が並設された位置検出素子も知られている。この場
合、図１２に示される受光用レンズ４の光軸から分割点
までの距離をｐ、光信号の像５_oを長方形として、ｔ方
向の長さをｂとすると、数５及び数６の関係式が求めら
れる。

【００１３】

【数５】

【００１４】

【数６】そして、これら数５及び数６の関係式を用いて上記数４
の関係式と同様の演算を行うと、数７の関係式の如く結
果が得られる。

【００１５】

【数７】したがって、２つのＳＰＤ５₂及び５₃を使用する場合
も、上記ｂ、ｔが既知のものであれば、Ｉ₁及びＩ₂の
比により、ｘを求めることができる。そして、上記数４
及び数７の関係式を各々数１の関係式と組合わせると、
ＰＳＤを用いた測距の場合は数８の関係式が成立する。

【００１６】

【数８】また、２分割のＳＰＤを用いた測距の場合は、同様にし
て数９の関係式が成立する。

【００１７】

【数９】

【００１８】上記数８及び数９の関係式をグラフ化する
と、図１４（ａ）及び（ｂ）に示される如くなる。すな
わち、同図（ａ）がＰＳＤを用いた測距装置の測距距離
の逆数と出力の特性図、同図（ｂ）が２分割のＳＰＤを
用いた測距装置の測距距離の逆数と出力の特性図であ
る。

【００１９】一般に、ｔ＝２ｍｍ程度、ｂ＝０．３ｍｍ
程度で、ＳＰＤ測距の方が１／ｌ対出力（Ｉ₁／（Ｉ₁
＋Ｉ₂）の傾きは約７倍大きくなる。また、全長ｔは関
係なくなる。これは、同じ１／ｌ変化に対して、出力変
化量が大きいことを意味するため、より高精度なもので
あるとすることができる。一方、２分割ＳＰＤの測距で
は、スポットの一部が必ず両方のＳＰＤにのっていない
と測距を行うことができないので、上記ＰＳＤ測距の場
合に比べて極端に測距レンジが小さいものとなる。

【００２０】すなわち、図１２のｘの変化量が大きくと
らえられるほど、測距可能なｌのレンジは大きくするこ
とができるが、ｂ＝０．３ｍｍの場合、ＳＰＤの測距レ
ンジはｘに換算して０．３ｍｍしかない。一方、ＰＳＤ
の測距に於いてはスポットのはみ出しを考慮しても、２
ｍｍ−０．３ｍｍ＝１．７ｍｍの測距レンジを有してお
り、測距レンジに関してはＰＳＤ測距の方が約６倍有利
になる。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記ｂを６
倍大きくすれば、ＳＰＤ測距に於いてもＰＳＤと同様の
測距レンジにすることが可能であるが、上述した高精度
であるという利点が失われてしまうものであった。更
に、この２分割ＳＰＤによる測距方式は、基本的に受光
素子上の信号光スポットの大きさｂに依存しているた
め、次のような課題を有している。

【００２２】図１５を参照すると、測距用光点（ＩＲＥ
Ｄ）１が焦点距離ｆ_Tの投光用レンズ２にて投光される
と、光点が面積を有しているため、ＩＲＥＤから距離が
離れる程、投光像（スポット）６、７は大きくなってし
まう。つまり、光点の１辺の長さをｂ₀とすると、距離
ｌに於ける投光スポットの大きさｂ_Tは、だいたい数１
０の関係式のように表現することができる。

【００２３】

【数１０】

【００２４】ところで、被写体が人物の場合、例えば顔
の大きさは距離によって変化するものではなく、略一定
である。いま、図１５に示されるように、近い距離ｌ₁
に被写体が存在する場合、投光スポット６は小さい（ｂ
_T1）ので、図１６（ａ）に示されるように、全て顔の中
に収まる。しかしながら、遠い距離ｌ₂では、上述した
ように投光スポットは大きくなる（ｂ_T2）ため、図１６
（ｂ）に示されるように、投光スポット７が顔からはみ
出してしまうことになる。

【００２５】尚、ここでは同図（ｂ）の場合のように、
投光スポットが大きくなりすぎて誤測距となる例をあげ
たが、実際には距離ｌ₁のとき、すなわち同図（ａ）の
場合に於いても誤測距は生じやすい。何故なら、カメラ
から出る測距用光は一般に赤外光であるため、正しくス
ポットが当っているかどうかを確認するのが困難である
し、ファインダと測距ポイントのパララックスやカメラ
のフレーミングによっては簡単にスポットがはずれてし
まうからである。つまり、遠距離側に於いては、スポッ
ト欠け減少を起こさずに測距を行うことは大変困難であ
る。

【００２６】従来の２分割ＳＰＤによる測距は、図１７
（ａ）に示されるように、反射光スポットがＳＰＤ
５₂、５₃上に欠けのない状態で入射している場合は、
正確な測距ができるが、図１７（ｂ）に示されるよう
に、スポットに欠けが生じた場合、測距結果は大きな誤
差を有してしまう。そのことは、数９の関係式によって
も明らかである。

【００２７】当然、ＰＳＤによる測距に於いても、スポ
ット欠けによる誤測距は起こり得るが、２分割ＳＰＤの
場合ほど大きな誤差にはならない。何故なら、ＰＳＤ測
距で測距データを決めるのは、反射光スポットの重心位
置ｘとＰＳＤの長さｔであり、直接的には反射光スポッ
トの幅ｂは関与しないからである。

【００２８】また、ＰＳＤによるスポット欠け対策とし
て、本出願人による特願平３−３３２０９２号には、２
分割センサとＰＳＤの測距結果の差よりスポット欠けを
判定し、補正を行う装置が開示されている。

【００２９】しかしながら、この装置では、２分割セン
サとＰＳＤの両者に測距用光を入射させなければならな
いので、測距用光電流が減少するために高精度の測距装
置には適していない。また、２分割センサ用のスポット
欠け対策については述べられていないものである。

【００３０】この発明は上記課題に鑑みてなされたもの
で、スポット欠け現象が生じても高精度に測距が可能な
測距装置を提供することを目的とする。

【００３１】すなわちこの発明は、被写体に向けて光束
を投光する投光手段と、この投光手段と基線長だけ離れ
て配置され、上記投光手段による上記被写体からの反射
光を受光し、その受光位置に応じた信号電流を出力する
受光手段と、上記信号電流に基いて上記被写体までの距
離を演算する演算手段とを具備するカメラの測距装置に
於いて、上記受光手段は上記基線長に沿って３つ以上の
部分に分割されており、更に上記測距装置は上記受光手
段に入射した反射光の中央部分の受光部から出力される
信号電流と、上記受光手段の両端の受光部からそれぞれ
出力される信号電流の比を求め、この比に基いて上記投
光された光束が正しく被写体に投射されているか否かを
判定する判定手段を有し、この判定手段の判定結果に基
いて測距演算を切換えることを特徴とする。

【００３２】この発明の測距装置にあっては、被写体に
向けて投光手段より光束が投光され、この投光手段と基
線長だけ離れて配置される該基線長に沿って３つ以上の
部分に分割された受光手段で上記被写体からの反射光が
受光される。そして、その受光位置に応じて信号電流が
演算手段に出力される。この演算手段では、上記信号電
流に基いて被写体までの距離が演算され、更に上記受光
手段に入射した反射光の中央部分の受光部から出力され
る信号電流と、上記受光手段の両端の受光部からそれぞ
れ出力される信号電流の比が求められる。この比に基い
て、上記投光された光束が正しく被写体に投射されてい
るか否かが判定手段で判定され、この判定手段の判定結
果に基いて測距演算が切換えられる。

【００３３】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の実施例を説
明する。

【００３４】図１は、この発明による測距装置の第１の
実施例を概略的に示した図である。同図に於いて、投光
素子（ＩＲＥＤ）１の光が被写体３に対し、投光用レン
ズ２を介して投光される。被写体３からの反射信号光
は、受光用レンズ４によって３分割の受光素子５ａ、５
ｂ、５ｃに結像され、反射光スポット８となる。プリア
ンプ９ａ、９ｂ、９ｃは、各々受光素子５ａ、５ｂ、５
ｃの出力主流を増幅する回路である。受光素子５ａ、５
ｃの出力電流はプリアンプ９ａ、９ｃで増幅されて比演
算回路１０、１１に出力され、受光素子５ｂの出力電流
はプリアンプ９ｂで増幅された後２つの比演算回路１
０、１１に出力される。

【００３５】比演算回路１０は、プリアンプ９ａの出力
と９ｂの出力の比を演算する回路であり、比演算回路１
１はプリアンプ９ｂの出力と９ｃの出力の比を演算する
回路である。そして、これらの比演算回路１０及び１１
の出力は、ＣＰＵ１２に入力され、所定の判定演算が行
われる。

【００３６】図２は、カメラ前面から見たＡＦ用受光素
子と受光スポットの位置関係を示す図である。図２
（ａ）はスポット欠けがない場合、同図（ｂ）はスポッ
ト欠けが起きた場合で、点線で示される部分の光が欠け
て被写体から戻ってこなかった例を示している。この発
明は、この図２（ａ）と（ｂ）の違いを判別することを
基本としている。

【００３７】いま、図２（ａ）に示されるように、受光
素子５ｂの幅をｗ、反射光スポット８の幅をｂとする
と、数１１の関係式が成立する。尚、ここでは、各受光
素子間のギャップは無視するものとする。

【００３８】

【数１１】

【００３９】ここで、ｂ、ｗは設計によって決まる値で
あるので、左辺は一定といえる。つまり、（ｉ_A＋
ｉ_C）／ｉ_Bが所定値であれば、スポット欠けが起こっ
ていないといえる。例えば、ｂ＝０．３、ｗ＝０．０５
ならば、（ｂ−ｗ）／ｗ＝５となる。しかしながら、図
２（ｂ）に示されるように、ポット欠けがある場合、
（ｉ_A＋ｉ_C）／ｉ_Bを演算すると、ｂがスポット欠け
の幅ｄだけ小さくなっているので、５以下の数となるは
ずであり、これによってスポット欠けの判定が可能とな
る。上記数１１の関係式の右辺ｉ_A／ｉ_Bとｉ_C／ｉ_B
を演算するのが、図１の比演算回路１０及び１１であ
る。そして、これらの加算及び判定は、ＣＰＵ１２が行
う。

【００４０】また、スポット欠けが図２（ｂ）のよう
に、片側に起きたことを考えると、数１１の関係式に於
けるｂは、ｂ−ｄとなる。したがって、（ｉ_A＋ｉ_C）
／ｉＢより、数１２の関係式の演算によってｄを求める
ことができる。このことから仮にスポット欠けが起こっ
ても、ｄを演算で補って補正演算すれば測距が可能とな
る。

【００４１】

【数１２】

【００４２】但し、この補正は、図２（ｃ）に示される
ような、受光素子５ｂにスポット光が十分かかっていな
い場合には正確にはならなくなる。ここでは、あくまで
スポット欠が僅かな場合に対しての対策であり、条件と
しては中央部の受光素子上ではスポット欠けが起ってい
ないことが前提となる。

【００４３】また、図３（ａ）〜（ｃ）に示されるよう
に、スポット欠けが判定された場合は、受光素子５ａ、
５ｃのどちらの側でスポットが欠けたのかを検出できな
ければならない。図３（ａ）〜（ｄ）に於いて、中央部
から左側を遠距離側、右側を近距離側とすると、ここで
は、同図（ｂ）の場合と同図（ｃ）の場合では、距離が
大きく異なることより判別が可能である。ここで、図４
に示されるように、中央部の受光素子５ｂの出力ｉ_Bと
被写体距離ｌの逆数の関係は、数１３の関係式のように
なっている。

【００４４】

【数１３】したがって、僅かな距離の違いでもｉ_Bは大きく変化す
るので、ｉ_Bの大きさによって図３（ｂ）、（ｃ）の何
れの場合かを判断することができる。

【００４５】尚、図４に於いてｌ_cは、図３（ｄ）に示
されるように、スポット欠けなしのときｉ_B0の光量が得
られる距離である。つまり、以下に述べる実施例では、
標準反射率の被写体が所定距離にあるとき、受光素子５
ｂより出力される基準光電流ｉ_B0を、予め距離の関数と
してＣＰＵ１２が記憶していることを前提としている。

【００４６】次に、この発明の第２の実施例を説明す
る。図５は、この発明の第２の実施例でカメラの測距装
置の光学系を概略的に示すブロック構成図である。尚、
ここでは特に受光用レンズ４と受光素子５ａ、５ｂ、５
ｃと、その処理回路について説明する。投光回路と投受
光系の構成は、図１に準じている。

【００４７】受光素子（センサ）５ａ、５ｂ、５ｃは、
各々ｉ_A、ｉ_B、ｉ_Cの各検出回路１３、１４、１５に
出力電流を入力する。これらの検出回路１３、１４、１
５は、入力信号を増幅し、電圧信号に変換しラッチする
回路である。ＣＰＵ１２はＡ／Ｄ変換器を内蔵している
もので、これらの検出回路の出力から、ｉ_A、ｉ_B、ｉ
_Cの値を順次読取ることができるものとする。上記検出
回路の内部構成は共通であるが、ここではｉ_C検出回路
１５についてのみ説明する。

【００４８】９ｃはプリアンプであり、１６は増幅用ト
ランジスタである。増幅用トランジスタ１６は常時バイ
アス電流でバイアスされているので、これを打消すため
の電流源が１７である。したがって、スイッチ１８をオ
ンしても、受光素子５ｃに信号が入っていないときには
スイッチ１８の方向には電流の流れはない。また、アン
プ１９とコンデンサ２０は積分回路を構成しており、リ
セット用スイッチ２１によってこの積分電圧は初期化す
ることができる。尚、上記スイッチ１８は、積分用スイ
ッチである。次に、このように構成された検出回路の動
作を、図６のタイミングチャートを参照して説明する。

【００４９】先ず、ＣＰＵ１２は、リセット用スイッチ
２１をオンして積分電圧を初期化する。次に、図示され
ないＩＲＥＤを発光させ、同期して積分用スイッチ１８
を所定時間オンすると、センサ５ｃに入力する光量に比
例した電流ｉ_Cを増幅用トランジスタ１６がβ倍し、積
分コンデンサ２０に流れることとなる。したがって、図
示の如く積分電圧がβｉ_Cに比例して発生する。ＣＰＵ
１２は、この積分動作終了後、任意のタイミングでこの
積分電圧をＡ／Ｄ変換し入力する。次に、このような検
出回路を用いた測距装置の動作を、図７のフローチャー
トを参照して説明する。これらのフローチャートはＣＰ
Ｕ１２が司っている。

【００５０】先ず、ステップＳ１のＩＲＥＤ発光のステ
ップで、図６に示されるタイミングチャートに於けるリ
セットから積分終了までの動作を行う。次いで、ステッ
プＳ２、Ｓ３及びＳ４によって、ＣＰＵ１２は順次積分
電圧をＡ／Ｄ変換し、電流ｉ_A、ｉ_B、ｉ_Cを入力す
る。

【００５１】次に、これらの電流ｉ_A、ｉ_B、ｉ_Cよ
り、ステップＳ５、ステップＳ６にて測距演算を行う。
この測距演算の原理は、すでに数９の関係式で説明した
ものと同じである。但し、数９の関係式は２分割受光素
子の数式であるが、この発明のセンサは３分割素子とな
っているので、センサ５ｂ、５ｃを１つの素子として考
える。つまり、ｉ_b＋ｉ_cとｉ_aの比をとる形で、ステ
ップＳ７に示されるように、Ｉ₁＝ｉ_b＋ｉ_c、Ｉ₂＝
ｉ_aとして考えて演算しなければならない。

【００５２】次に、ステップＳ７では、上記数１１の関
係式で説明したように、（ｉ_A／ｉ_B）＋（ｉ_C／
ｉ_B）の演算を行う。そして、ステップＳ８にて、スポ
ット欠けが起ったか起ってないかの判定を行う。すでに
説明したように、ステップＳ８に於いて、この式が成立
すればスポット欠けが起っていると考えられるため、ス
テップＳ９に進んで所定時間の警告を行う。この警告
は、例えばファインダ内にＬＥＤを点灯させたりＰＣＶ
で警告音を発するものであってもよい。撮影者はこの警
告時に、フレーミングをしなおして再度測距に入れば、
より確実なピント合わせが可能となる。

【００５３】一般に、測距用光としては赤外光が用いら
れる。仮に、可視光を用いて測距を行ったとしても、遠
距離の被写体に於いて、測距用光のスポットが正しく被
写体に当っているかどうかを直接目視で確認することは
困難である。したがって、このような警告は有意義であ
る。

【００５４】ステップＳ９で警告時間内に再度測距のし
なおしがない場合、測距シーケンスはステップＳ１０へ
と進む。このステップＳ１０では、上記数１２の関係式
で説明したスポット欠け量の演算がＣＰＵ１２によって
なされる。次いで、ステップＳ１１で、そのスポット欠
けによって失われた光の量ｉ_Dを基準とする受光素子５
ｂの幅ｗと、先に求めた欠け幅ｄを比較することによっ
て、ＣＰＵ１２が算出する。

【００５５】次に、ステップＳ１２、ステップＳ１３に
て、先に求めた測距結果１／ｌ（距離の逆数）から、図
４で説明した方法により、スポット欠けが起こったのが
図３（ｂ）の場合か、同図（ｃ）の場合かを判定する。
ステップＳ１３に於いて、ｉ_Bが予想された光量ｉ_B0よ
りも小さいときは、実際は距離ｌより遠いのに図３
（ｃ）に示されるｄａの部分が欠けて誤測距となってい
ることがわかる。つまり、ステップＳ１３にてｉ_B＜ｉ
_B0が成立すると、ステップＳ１４でｉ_Dを補い、ステッ
プＳ１６に進んで改めて距離演算を行う。

【００５６】また、ステップＳ１３にてｉ_B＜ｉ_B0が成
立しない場合、実際は距離ｌより近いのに図３（ｂ）に
示されるｄｃの部分が欠けて誤測距となっている状態だ
と考えられる。したがって、ステップＳ１５に進んで分
母にのみｉ_Dを補って、ステップＳ１６と共に距離演算
を行う。そして、ステップＳ１７では、これらの算出結
果１／ｌに対してピント合わせを行う。

【００５７】図８はこの発明の第３の実施例で、カメラ
の測距装置の測距回路を示したものである。同実施例で
は、比を演算するアナログ回路を設け、ＣＰＵのソフト
ウエアの負担を軽くしている。

【００５８】また、同実施例ではスポット欠けが起きた
場合、特に失われた光量ｉ_dの補正演算は行わず、もっ
と単純な方法で正しい測距を行うようにしたものであ
る。この方法は、図３（ｂ）に示されるように、ｄｃの
部分が欠けた場合は必要な光の情報が不足する受光素子
５ｃの部分は使わず、ｉ_Aとｉ_Bの比だけで演算を行お
うとするものである。

【００５９】これは、図９に示されるようにＡＦ光学系
を構成し、図１０（ａ）に示されるように反射光スポッ
ト８が２つの受光素子５ａ、５ｂにのっている状態を考
えればよい。図中ａは２つの受光素子５ａ、５ｂの間と
受光用レンズ４の光軸までの距離である。スポット８の
重心位置ｘは、これら２つの受光素子５ａ、５ｂの出力
ｉ_A、ｉ_Bとの間に数１４及び数１５の関係式を成立さ
せる。

【００６０】

【数１４】

【００６１】

【数１５】また、図１０（ｃ）に示されるように、ｉ_B、ｉ_Cから
の測距を行うことも同様に考えると、数１６の関係式が
成立する。

【００６２】

【数１６】ここで、図中ｂは受光スポットの幅、ｗは受光素子５ｂ
の幅である。基線長Ｓ、焦点距離ｆについては、上述し
た数１の関係式と同じものである。

【００６３】したがって、この実施例では、スポット欠
けが生じたとき、欠けた方の受光素子の出力は無視し、
上述した２分割受光素子と考えて測距を行うようにした
ものである。

【００６４】図８に戻って、この回路の構成を説明す
る。同図に於いて、プリアンプ９ａ、９ｂ、９ｃは各受
光素子５ａ、５ｂ、５ｃの出力を増幅するものであり、
トランジスタ２２、２３、１６と共に信号電流をβ倍す
る作用を有している。ダイオード２４及びトランジスタ
２５は、ペアとなってカレントミラー回路を構成するの
で、トランジスタ１６で増幅された電流と同じ値の電流
がトランジスタ２５にも流れる。また、プリアンプ９ａ
に接続されたダイオード２６及びトランジスタ２７、プ
リアンプ９ｂに接続されたダイオード２８及びトランジ
スタ２９、３０、３１も、同様の働きを有する。

【００６５】このようにして、各受光素子５ａ、５ｂ、
５ｃの出力電流ｉ_A、ｉ_B、ｉ_Cは増幅されて、それぞ
れの比演算回路３２、３３、３４、及び積分アンプ３７
等に入力される。上記比演算回路３２、３３、３４は同
様の構成となっているが、ここでは比演算回路３４の内
部回路について説明し、他の比演算回路３３、３４につ
いてはこれに準ずるものとする。

【００６６】電流源４１、４３は、トランジスタ１６、
２３や２２のバイアス電流を打消すものである。したが
って、圧縮ダイオード４２、４４には、ＩＲＥＤ（図示
せず）を発光したとき、その信号光電流をトランジスタ
で増幅した分だけが流れる。圧縮ダイオード４２、４４
の圧縮電圧は、バッファ４５、４６を介してトランジス
タ４７、４８及び定電流源４９等で構成される伸張演算
回路に入力される。定電流源４９の電流値をＩ₀とし、
圧縮ダイオード４２、４４に流れる電流をβ（ｉ_B＋ｉ
_C）、βｉ_Aとすると、積分コンデンサ５０には、数１
７の関係式で表されるだけの電流が流れる。したがっ
て、積分コンデンサ５０をリセット回路５１で初期化し
た後、ＩＲＥＤ発光を行うと同時に定電流源４９を駆動
すると、積分コンデンサ５０には、被写体距離に依存し
た電圧が充電される。

【００６７】

【数１７】

【００６８】このように、比演算回路３４は、数１７に
表されるように、ｉ_Aと（ｉ_B＋ｉ_C）の比を出力する
ことができる。また、ＣＰＵ１２はこの結果を内蔵する
Ａ／Ｄ変換機能を用いて読込むことができるものとす
る。また、比演算回路３２及び３３も、上述したよう
に、比演算回路３４と同様の構成となっている。

【００６９】これらの回路の入力は、各々ｉ_Aとｉ_B、
ｉ_Cとｉ_Bを増幅した電流となっているので、ｉ_Aとｉ
_Bの比、ｉ_Cとｉ_Bの比をＣＰＵ１２に対して出力する
ことができる。

【００７０】一方、電流源３５、スイッチ３６及び３
９、積分アンプ３７、積分コンデンサ３８等から成る回
路は、図５で説明したものと同様の光電流積分回路を構
成している。ＣＰＵ１２は、この回路の出力から、受光
素子５ｂに入射した光量を読込むことができる。シーケ
ンスコントロール回路４０は、以上のような回路のリセ
ット、積分等の動作を司るものである。

【００７１】次に、このような回路を用いて、上記数１
５及び数１６の関係式等で説明されたスポット欠けに強
い測距装置の動作を、図１１のフローチャートを参照し
て説明する。

【００７２】初めに、ステップＳ２１でＩＲＥＤ発光を
行うと同時に、上記比演算回路３２、３３、３４及び積
分アンプ３７等から成る光量積分回路が、上述した積分
動作を行う。次に、ステップＳ２２でＣＰＵ１２は比演
算回路３４からｉ_Aと（ｉ_B＋ｉ_C）の比をＡ／Ｄ変換
して入力する。この結果より、ステップＳ２３にて、ｉ
_B＋ｉ_CをＩ₁、ｉ_AをＩ₂として上記数８の関係式を
用いて被写体距離１／ｌを演算する。

【００７３】そして、ステップＳ２４にて比演算回路３
２からｉ_Aとｉ_Bの比を、またステップＳ２５にて比演
算回路３３からｉ_Cとｉ_Bの比を、順次ＣＰＵ１２が内
蔵のＡ／Ｄ変換回路によって入力する。すると、ステッ
プＳ２６にて（ｉ_A／ｉ_B）＋（ｉ_C／ｉ_B）の演算が
可能となる。

【００７４】次いで、ステップＳ２７に於いて、上記数
１１の関係式に従ったスポット欠け判定を行う。ここ
で、スポット欠けが起きていないと判定されると、すで
に求めた被写体距離１／ｌは信頼性が高いと考えられる
ので、ステップＳ３２に進んで１／ｌに対してのピント
合わせを行う。

【００７５】一方、上記ステップＳ２７でスポット欠け
が起きたとが判定されると、ステップＳ２８に移行し
て、すでに求めた１／ｌから基準光電流ｉ_B0を求める。
次いで、ステップＳ２９にて、この結果と、実際に受光
素子５ｂより得られた出力結果を比較する。これによ
り、上述した方法によって受光素子５ａ、５ｃの何れの
センサに入射するべき部分がスポット欠けを起こしたか
を判別する。

【００７６】これが判別できると、ステップＳ３０また
はＳ３１に進んで、上述したように数１５または数１６
の関係式を用いて、被写体距離１／ｌの演算が可能とな
る。したがって、ステップＳ３０、ステップＳ３１を経
てステップＳ３２にて１／ｌにピントを合せを行うと、
スポット欠けが起きていても正しいピントの写真を得る
ことができる。

【００７７】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、スポッ
ト欠け現象が生じても高精度に測距が可能な測距装置を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による測距装置の第１の実施例を概略
的に示した図である。

【図２】カメラ前面から見たＡＦ用受光素子と受光スポ
ットの位置関係を示す図である。

【図３】３つの受光素子とスポット光の状態を示す図で
ある。

【図４】中央部の受光素子５ｂの出力ｉ_Bと被写体距離
ｌの逆数の関係を表した図である。

【図５】この発明の第２の実施例でカメラの測距装置の
光学系を概略的に示すブロック構成図である。

【図６】図５の検出回路の動作を説明するタイミングチ
ャートである。

【図７】図５の検出回路を用いた測距装置の動作を説明
するフローチャートである。

【図８】この発明の第３の実施例で、カメラの測距装置
の測距回路を示した図である。

【図９】図８の測距装置に使用されるＡＦ技術を概略的
に示した図である。

【図１０】第３の実施例に於ける受光素子とスポット光
の状態を示す図である。

【図１１】図８の測距装置の動作を説明するフローチャ
ートである。

【図１２】従来の測距装置に使用される赤外投光式のア
クティブオートフォーカス（ＡＦ）技術を概略的に示し
た図である。

【図１３】（ａ）は従来の光位置検出素子としてＰＳＤ
を示した図、（ｂ）は従来の光位置検出素子として並設
された２つのＳＰＤを示した図である。

【図１４】（ａ）は図１３（ａ）のＰＳＤの出力特性
図、（ｂ）は図１３（ｂ）のＳＰＤの出力特性図であ
る。

【図１５】スポット光の大きさと距離との関係を示した
図である。

【図１６】（ａ）は図１５の距離ｌ₁に於ける被写体と
スポット光の関係を表した図、（ｂ）は図１５の距離ｌ
₂に於ける被写体とスポット光の関係を表した図であ
る。

【図１７】従来の２分割ＳＰＤによる測距で、（ａ）は
スポット欠けのない状態を示した図、（ｂ）はスポット
欠けが生じた状態を示した図である。

【符号の説明】

１…赤外発光ダイオード（ＩＲＥＤ）、２…投光用レン
ズ、３…被写体、４…受光用レンズ、５…位置検出素
子、５ａ、５ｂ、５ｃ…受光素子、８…反射光スポッ
ト、９ａ、９ｂ、９ｃ…プリアンプ、１０、１１…比演
算回路、１２…ＣＰＵ、１３…ｉ_A検出回路、１４…ｉ
_B検出回路、１５…ｉ_C検出回路、１６…増幅用トラン
ジスタ、１７…電流源、１８…積分用スイッチ、１９…
アンプ、２０…積分コンデンサ、２１…リセット用スイ
ッチ。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体に向けて光束を投光する投光手段
と、この投光手段と基線長だけ離れて配置され、上記投光手
段による上記被写体からの反射光を受光し、その受光位
置に応じた信号電流を出力する受光手段と、上記信号電流に基いて上記被写体までの距離を演算する
演算手段とを具備するカメラの測距装置に於いて、上記受光手段は上記基線長に沿って３つ以上の部分に分
割されており、更に上記測距装置は上記受光手段に入射
した反射光の中央部分の受光部から出力される信号電流
と、上記受光手段の両端の受光部からそれぞれ出力され
る信号電流の比を求め、この比に基いて上記投光された
光束が正しく被写体に投射されているか否かを判定する
判定手段を有し、この判定手段の判定結果に基いて測距演算を切換えるこ
とを特徴とする測距装置。