JP3163405B2

JP3163405B2 - カメラ用測距装置

Info

Publication number: JP3163405B2
Application number: JP32231893A
Authority: JP
Inventors: 浩幸斉藤; 顕伊藤
Original assignee: 株式会社精工舎
Priority date: 1993-12-21
Filing date: 1993-12-21
Publication date: 2001-05-08
Anticipated expiration: 2016-05-08
Also published as: JPH07174963A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カメラなどの測距装
置、さらに詳しくはアクティブ式のカメラ用測距装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来からアクティブ式のさまざまな測距
装置が提案されているが、これらの測距装置において被
写体からの光信号を増幅する際に、まず数回投光して増
幅回路のゲインを決定し（以下、これを予備発光とい
う）、その後で投光回路をあらかじめ決められた回数あ
るいは時間だけ動作させ（以下これを本発光という）、
その出力結果から被写体までの距離を算出し、撮影レン
ズを合焦させていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが前記のような
測距装置では、まず予備発光によって受光回路を構成す
る増幅回路の最適なゲインを決定し、さらに本発光によ
って被写体距離を算出するため、投光開始から撮影レン
ズの合焦までに非常に時間がかかり、ひいてはシャッタ
チャンスを逃す原因になっていた。

【０００４】本発明は、被写体へ光を照射する投光手段
と、前記投光手段の照射光が前記被写体で反射する光を
受光し２つの電流に変換する受光手段と、前記受光素子
の一方の出力電流を電圧に変換する第１の電流電圧変換
回路と、前記受光手段の他方の出力電流を電圧に変換す
る第２の電流電圧変換回路と、前記第１または第２の電
流電圧変換回路の出力を選択する選択手段と、前記選択
手段の選択した出力信号を増幅する増幅回路と、前記増
幅回路の出力信号を積分する積分回路と、前記積分回路
の出力信号を所定の信号と比較する比較手段と、前記選
択手段が前記第１の電流電圧変換回路の出力を選択して
いる際の前記比較手段の比較結果に基づいて前記増幅回
路の第１のゲイン値を設定するとともに前記選択手段が
前記第２の電流電圧変換回路の出力を選択している際の
前記比較手段の比較結果に基づいて前記増幅回路の第２
のゲイン値を設定し、前記第１のゲイン値と第２のゲイ
ン値とから非無限遠の被写体までの距離信号を得る演算
手段とを備えている。

【０００５】

【作用】被写体からの光信号を増幅する際に、予備発光
を行ない増幅回路のゲインを決定すると共に、そのゲイ
ンから被写体距離を簡易に求め、本発光に入ることなく
撮影レンズを合焦させる。

【０００６】

【実施例】本発明の一実施例の構成を図１に基づいて説
明する。投光回路１０は近赤外投光素子（以下ＩＲＥＤ
という）１４を駆動するための駆動回路であり、トラン
ジスタ１１、ベース抵抗１２、コレクタ抵抗１３および
ＩＲＥＤ１４からなる。演算回路（以下ＣＰＵという）
８０から投光信号が出力されると、ＩＲＥＤ１４は発光
する。発光した光は投光レンズ１を通り、不図示の被写
体によってその一部を反射され、反射した光の一部は受
光レンズ２を通って半導体位置検出素子（以下ＰＳＤと
いう）３に入射する。本発明ではＩＲＥＤ１４はパルス
駆動される。

【０００７】電流電圧変換回路２０（遠距離側）と３０
（近距離側）とはＰＳＤ３と一体となって受光回路を構
成する。ＰＳＤ３に光信号が入射すると、ＰＳＤ３はそ
の強度と入射位置に応じた電流を電流電圧変換回路２０
と３０に出力する。電流電圧変換回路２０はアンプ２１
と帰還抵抗２２で構成された、入力電流に比例した電圧
を出力する回路であり、電流電圧変換回路３０はアンプ
３１と帰還抵抗３２とを備え、電流電圧変換回路２０と
まったく同じ構成で、信号電流に応じた電圧が出力さ
れ、スイッチ４に導かれる。

【０００８】スイッチ４は電流電圧変換回路２０および
３０のいずれかの出力を後段の回路に伝える役割を有
し、その状態はＣＰＵ８０によって制御される。遠距離
側の測距を行うときは電流電圧変換回路２０、近距離側
の測距を行うときは電流電圧変換回路３０側にオンす
る。

【０００９】増幅回路４０と５０はゲイン切換の可能な
増幅回路である。これらの回路はまったく同様な構成な
ので、増幅回路４０を例にとって説明する。増幅回路４
０の前にはカップリングコンデンサ５が接続され、入力
信号の直流分はここでカットされる。増幅回路４０はア
ンプ４１と３個の帰還抵抗で構成された、入力信号をあ
る一定のゲインで増幅する回路である。回路中にスイッ
チ４６と４７という２つのスイッチを備え、これらのス
イッチはＣＰＵ８０によってオン／オフを制御できる。
スイッチ４６は帰還抵抗４３を、スイッチ４７は帰還抵
抗４３と帰還抵抗４４とをそれぞれオン／オフするの
で、これらのスイッチの状態によりアンプ４１のゲイン
が段階的に変化し、この変化したゲインに応じて増幅し
増幅回路５０に出力される。増幅回路５０もまったく同
様な動作をし、ＣＰＵ８０はスイッチ５６と５７を操作
して適切なゲインを設定し、それにしたがって増幅回路
４０の出力した信号の増幅が行われる。増幅回路５０の
出力信号はスイッチ７を経て後段の積分回路６０に出力
される。

【００１０】積分回路６０はアンプ６１、入力抵抗６
２、積分コンデンサ６３、スイッチ６４、電圧ホロワ６
５で構成された、入力電圧を時間積分するための回路で
ある。積分動作に先だって積分コンデンサ６３に残って
いる電荷を放電するためスイッチ６４がオンする。十分
に放電されるとスイッチ６４はオフする。積分動作がス
イッチ７のオンによって開始されると、積分コンデンサ
６３には入力信号の時間積分値が電荷として貯えられ
る。このときの積分コンデンサ６３端子間電圧の値はコ
ンパレータ７１に出力される。積分動作が終了するとス
イッチ７はオフする。

【００１１】レベル判定回路７０はコンパレータ７１と
基準電源７２とで構成された入力電圧のレベルを判定す
るための回路である。コンパレータ７１は入力電圧の値
を基準電源７２の電圧Ｖ１と比較し、入力電圧の方が高
ければ’Ｈ’レベル、入力電圧の方が低ければ’Ｌ’レ
ベルをＣＰＵ８０に出力する。

【００１２】次に本発明の実施例の回路の動作について
説明する。この測距ルーチンに入ると、まず図１内のす
べての回路の電源をオンする。次にＣＰＵ８０は読み書
き可能な記憶装置（以下ＲＡＭと言う）８１の内容をク
リアし、増幅回路４０と増幅回路５０の最適なゲインを
決定する。このゲイン決定の動作の中で被写体がある距
離未満の位置にあると判定された場合はＲＡＭ８１中の
至近フラグがセットされるので、その場合は測距を行わ
ずに至近と判定する。以上のゲイン決定の動作の中で、
値Ｓ１とＳ２とが定まるので、これらの値から一義的に
決定されるＲＯＭ８２のアドレスに格納されている撮影
レンズ駆動量に基づいて鏡筒８６を駆動する。最後に測
距回路の電源をオフして、このルーチンを抜ける。

【００１３】次に、電流電圧変換回路２０に対する増幅
回路４０と増幅回路５０のゲイン決定の動作を図２、図
３を使って説明する。最初にＣＰＵ８０によってスイッ
チ４を電流電圧変換回路２０側にオンする。スイッチ６
４をオンし、積分コンデンサ６３にたまっている電荷を
放電させる（図２ａ）。十分に電荷を放電した後、スイ
ッチ６４をオフし、そしてカウントリセット信号ＣＲに
よってカウンタ８３の値Ｎ１を０にクリアする（図２
ｂ）。そしてＣＰＵ８０は投光回路１０を動作させ、投
光を開始する。投光開始に伴う各アンプの立ち上り時間
の確保と電源変動の影響とを軽減するため、投光後時間
Ｔ１を経過してから（図２ｃ）、積分回路を時間Ｔ２の
間だけ動作させる。それが終わると投光および積分を停
止して（図２ｄ）、時間Ｔ３の間だけ待機し（図２
ｅ）、カウントアップ信号ＣＵによってカウンタに１を
加える。

【００１４】図３のように、この動作をあらかじめ決め
られた回数Ｎｇ（たとえば１０回）だけ繰り返した後、
積分コンデンサ６３の端子間電圧すなわち積分電圧Ｖｉ
をコンパレータ７１で基準電源７２の電圧Ｖ１と比較し
てその結果をデジタル信号に変換してＣＰＵ８０に出力
する。ＣＰＵ８０はコンパレータ７１の出力がＨレベル
ならば（図２ｆ）、スイッチ４６をオンする。以下同様
に、積分動作と比較演算とを繰り返し、コンパレータ７
１の出力がＨレベルならスイッチ５６、スイッチ４７、
スイッチ５７の順でオンする。もしもすべてのスイッチ
をオンしてもコンパレータ７１の出力がＨレベルなら至
近フラグをセットする。以上のようにして電流電圧変換
回路２０にとって最適な増幅回路４０と増幅回路５０の
ゲインが決定される。

【００１５】以上が本実施例における回路の動作であ
る。以上の動作をフローチャートで表わすと図５〜図７
のようになる。まず、メインルーチンを図５に基づいて
説明する。この測距ルーチンに入ると、ＣＰＵ８０は測
距回路全体の電源をオンし（＃００１）、ＲＡＭ８１の
内容をクリアする（＃００２）。次に電流電圧変換回路
２０での最適ゲイン決定動作を行い、ゲインによって一
義的に定まる値Ｓ１を決定してＲＡＭ８１に保存し（＃
００３）、さらに電流電圧変換回路３０での最適ゲイン
決定動作を行い、ゲインによって一義的に定まる値Ｓ２
を決定してＲＡＭ８１に保存する（＃００４）。次に至
近フラグの状態を確認し（＃００５）、もしセットされ
ていればＤＶを撮影が可能な最至近距離（たとえば０．
５ｍ）に設定し（＃００６）、＃００８にジャンプす
る。ここでＤＶはＲＡＭ８１中に予約された一定長の領
域である。至近フラグがセットされていなければ、ＲＡ
Ｍ８１中の値Ｓ１の値と値Ｓ２の値とから参照すべきＲ
ＯＭ８２のアドレスを生成し（＃００７）、そのアドレ
スに格納されている鏡筒８６の駆動量を読み出してＤＶ
にセットし（＃００８）、ＤＶに基づいてモータ８５を
制御して鏡筒８６を合焦位置まで駆動する（＃００
９）。最後に測距回路の電源をオフし（＃０１０）、こ
のルーチンを抜けて露出作動に移る。

【００１６】次に、各サブルーチン内での動作を説明す
る。まず値Ｓ１の決定のサブルーチンを図６に基づいて
説明する。値Ｓ１はＲＡＭ８１中の適切なアドレスに保
持される１バイトのデータである。後段の増幅回路のゲ
イン決定のサブルーチンに入ると、ＣＰＵ８０はスイッ
チ４を電流電圧変換回路２０側にオンし（＃１０１）、
値Ｓ１を０にクリアし（＃１０２）、スイッチ６４をオ
ンし積分コンデンサ６３にたまっている電荷を放電させ
て（＃１０３）、カウンタ８３の値Ｎ１を０にクリアす
る（＃１０４）。

【００１７】続いてＣＰＵ８０によって投光回路１０を
動作させ（＃１０５）、時間Ｔ１だけ待機する（＃１０
６）と、スイッチ７をオンし積分動作をしながら（＃１
０７）、時間Ｔ２だけ待機する。この間積分コンデンサ
６３には電荷が貯えられる（＃１０８）。それから投光
回路１０の動作を止めて投光動作を終了し、スイッチ７
をオフし積分動作を終えて（＃１０９）、時間Ｔ３だけ
待機し（＃１１０）、カウンタ８３に１を加える（＃１
１１）。カウンタ８３の値Ｎ１があらかじめ決められた
回数Ｎｇ未満ならば＃１０５にジャンプする（＃１１
２）。値Ｎ１が回数Ｎｇ以上ならば積分電圧Ｖｉはコン
パレータ７１に出力され、コンパレータ７１はその電圧
を基準電源７２の電圧Ｖ１と比較し、その結果電圧Ｖｏ
をＣＰＵ８０に出力する（＃１１３）。ＣＰＵ８０は電
圧Ｖｏのレベルを判断し（＃１１４）、Ｈレベルであれ
ばメインルーチンに戻る。

【００１８】電圧ＶｏがＬレベルだった場合、ＣＰＵ８
０は値Ｓ１に１を加え（＃１１５）、値Ｓ１が１に等し
いかどうかを確認し（＃１１６）、等しければスイッチ
４６をオンしてアンプ４１のゲインをより小さくしてか
ら（＃１１７）、＃１０３にジャンプする。次に２に等
しいかどうかを確認し（＃１１８）、等しければスイッ
チ５６をオンしてアンプ５１のゲインをより小さくして
から（＃１１９）、＃１０３にジャンプする。次に３に
等しいかどうかを確認し（＃１２０）、等しければスイ
ッチ４７をオンしてアンプ４１のゲインをより小さくし
てから（＃１２１）、＃１０３にジャンプする。次に４
に等しいかどうかを確認し（＃１２２）、等しければス
イッチ５７をオンしてアンプ５１のゲインをより小さく
してから（＃１２３）、＃１０３にジャンプする。値Ｓ
１の値が０から３のいずれでもなければ、ＲＡＭ８１中
の至近フラグをセットし（＃１２４）、このサブルーチ
ンを抜け、メインルーチンに戻る。

【００１９】次に値Ｓ２の決定のサブルーチンを図７に
示す。動作は値Ｓ１の決定の場合とほぼ同様であり、Ｃ
ＰＵ８０はスイッチ４を電流電圧変換回路２０側にオン
し、ＲＡＭ８１中の適切なアドレスに保持される１バイ
トのデータである値Ｓ２に１を加算しながら適切なゲイ
ンを決定する。このルーチンから抜ける際にはゲインに
よって一義的に定まる値Ｓ２が決定されているか、また
はＲＡＭ８１中の至近フラグがセットされているかのい
ずれかである。

【００２０】本実施例では受光素子として２つの電極を
有するＰＳＤを使用しているが、中間電極などを持つ３
つ以上の電極からなる受光素子、とりわけ分割フォトダ
イオード（ＳＰＤ）などの素子を用いてもよいことは言
うまでもない。

【００２１】また、本実施例では２つの電流電圧変換回
路が１つの増幅回路をスイッチによって共有している
が、それぞれの電流電圧変換回路に回路的に等価な別々
の増幅回路を接続し、これらの増幅回路のゲインを別々
に切り替え、そのようにして得られた２つのゲインから
距離信号を生成するようにしてもよい。

【００２２】また、本実施例では積分回路の出力信号の
レベルをコンパレータによって判定しているが、アナロ
グ／デジタル変換器など別の比較手段を用いてもよい。

【００２３】また、測距モードの切り換えを可能にする
スイッチを別に設け、そのスイッチを操作することで本
実施例に説明したような測距作動と通常の被写体距離を
求める測距作動とを選択的に使用できるようにしてもよ
い。

【００２４】

【発明の効果】本発明の構成によれば、増幅回路の第１
および第２のゲイン値を設定すると共に、その第１およ
び第２のゲイン値とから非無限遠の被写体までの距離信
号を得るので、ゲイン設定用の光の照射と被写体に対す
る距離信号を得るための光の照射とを兼用できる。よっ
て、測距時間の短縮および省電力化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す構成図である。

【図２】本発明の実施例の積分動作を説明する動作図で
ある。

【図３】本発明の実施例の増幅回路４０と増幅回路５０
のゲイン決定の方法を説明する動作図である。

【図４】本発明の実施例の値Ｓ１およびＳ２から距離を
求めるＲＯＭ８２上のテーブルである。

【図５】本発明の実施例の動作を示すフローチャートで
ある。

【図６】図５のフローチャートの値Ｓ１の決定の部分の
サブルーチンを示すフローチャートである。

【図７】図５のフローチャートの値Ｓ２の決定の部分の
サブルーチンを示すフローチャートである。

【符号の説明】

１０投光回路３ＰＳＤ（受光素子）２０電流電圧変換回路（遠距離側）３０電流電圧変換回路（近距離側）４スイッチ４０増幅回路５０増幅回路６０積分回路７０レベル判定回路８０ＣＰＵ（演算手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平２−12215（ＪＰ，Ａ) 特開平３−276010（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 7/28 - 7/40 G03B 3/00 - 3/12

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体へ光を照射する投光手段と、前記投光手段の照射光が前記被写体で反射する光を受光
し２つの電流に変換する受光手段と、前記受光素子の一方の出力電流を電圧に変換する第１の
電流電圧変換回路と、前記受光手段の他方の出力電流を電圧に変換する第２の
電流電圧変換回路と、前記第１または第２の電流電圧変換回路の出力を選択す
る選択手段と、前記選択手段の選択した出力信号を増幅する増幅回路
と、前記増幅回路の出力信号を積分する積分回路と、前記積分回路の出力信号を所定の信号と比較する比較手
段と、前記選択手段が前記第１の電流電圧変換回路の出力を選
択している際の前記比較手段の比較結果に基づいて前記
増幅回路の第１のゲイン値を設定するとともに前記選択
手段が前記第２の電流電圧変換回路の出力を選択してい
る際の前記比較手段の比較結果に基づいて前記増幅回路
の第２のゲイン値を設定し、前記第１のゲイン値と第２
のゲイン値とから非無限遠の被写体までの距離信号を得
る演算手段とを備えたことを特徴とするカメラ用測距装
置。