JP3288984B2 - 測距装置および自動焦点調節装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は測距装置および自動焦点調
節装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、測距対象に光を照射して距離を求
めるアクティブ型の測距装置として、特開平６−１９４
５６７号公報に開示されているようなものがある。この
開示技術は、複数のパルス光の反射光を受光する受光手
段から出力される２つの出力を増幅し、それをそれぞれ
積分していき、それぞれ積分値が基準電圧に到達するま
でに要するそれぞれの投光回数に基づき距離を求めるも
のであり、所定回数投光を繰り返しても積分値が基準電
圧に到達しない場合は無限遠と判定している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ものでは例えば携帯性を考慮してパルス光を投光する投
光回路の電源として電池を用いる場合、電池電圧が低下
してくるとパルス光の強度が弱くなり、それに伴い受光
手段からの出力値も小さくなる。特に、電池電圧を投光
手段へダイレクトに供給するような場合、この現象は顕
著となる。

【０００４】このような場合の対策としては、例えば受
光手段の出力を増幅するアンプのゲインを上げることが
考えられるが、あまりゲインを大きくしてしまうとノイ
ズまで過度に増幅してしまい、ノイズの影響が大きくな
り、測距精度が低下してしまう。また、上述した点を考
慮してアンプのゲインをあまり大きくしない場合、電池
電圧の低下により受光手段からの出力値が小さくなるの
で、パルス光の投光数に対して積分値があまり上昇しな
くなり、所定回数投光を繰り返しても積分値が基準電圧
に到達しないケースがあらわれ、測距対象が近くに存在
する場合でも無限遠と誤判定される可能性がある。

【０００５】また、電池電圧が非常に高い場合、パルス
光が強くなり、かなり遠方まで光が到達するようにな
り、通常は無限遠と判定されるような遠方に存在する被
写体からも反射光が届くようになるが、遠方にいけばい
くほどパルス光が広がっていきその面積が大きくなって
いく。よって、遠方の測距対象にパルス光が到達したと
きに、そのパルス光の一部のみが測距対象によって反射
されるケースが発生し、この場合、反射されたパルス光
の重心が投光時のパルス光の重心と異なってしまう。し
たがって、このかなり遠方の測距対象による反射光を受
光する受光手段の出力を積算すればするほど、パルス光
の重心の変化に伴う誤差が蓄積されていき、測距精度が
悪化してしまう。

【０００６】また、この測距結果に基づき撮影レンズの
位置を制御して自動焦点調節を行う場合、自動焦点調節
の精度が低下してしまうという問題点がある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、投光手段が電
池を電源として測距対象へパルス光を間欠的に複数回投
光し、受光手段が前記パルス光の前記測距対象からの反
射光を受光し、その受光位置に応じて変化する第１と第
２の信号を出力し、積分回路が前記第１、第２の信号を
それぞれ積分し、距離検出手段が前記第１の信号に対応
する積分出力が所望のレベルに到達するのに要する前記
パルス光の照射回数と前記第２の信号に対応する積分出
力が所望のレベルに到達するのに要する前記パルス光の
照射回数とに基づき距離情報を出力するとともに前記積
分出力が前記所望のレベルに到達する前に前記パルス光
の照射回数が所望の上限値を越えた際に距離情報として
無限遠を出力し、上限値設定手段が電圧測定回路で測定
された前記電池の電圧の値に応じて前記所望の上限値を
設定する。よって、電池電圧の変動による測距精度への
影響を抑えることができる。

【０００８】前記上限値設定手段を、前記測定された電
池電圧の値が第１基準値以上の場合は前記所望の上限値
を第１上限値に設定し、前記測定された電池電圧の値が
前記第１基準値より低い場合は前記所望の上限値を前記
第１上限値より大きい第２上限値に設定するものとすれ
ば、電池電圧の変動による測距精度への影響を抑えるこ
とができる。また、測距対象が近くに存在する場合でも
無限遠と誤判定してしまう可能性を低減できる。また、
遠方にいる測距対象に対しての測距精度の低下を低減で
きる。

【０００９】前記上限値設定手段を、前記測定された電
池電圧の値が第１基準値と前記第１基準値より大きい第
２基準値の間の値の場合は前記所望の上限値を第１上限
値に設定し、前記測定された電池電圧の値が前記第１基
準値より低い場合は前記所望の上限値を前記第１上限値
より大きい第２上限値に設定し、前記測定された電池電
圧の値が前記第２基準値より高い場合は前記第１上限値
より小さい第３上限値に設定するものとすれば、電池電
圧の変動による測距精度への影響を抑えることができ、
測距対象が近くに存在する場合でも無限遠と誤判定して
しまう可能性を低減でき、遠方にいる測距対象に対して
の測距精度の低下を低減できる。また、電池電圧の値に
応じて３段階に無限遠判断の基準となるパルス光照射回
数の上限値を変えるので、適切な上限値設定が可能とな
る。

【００１０】前記所望の上限値を前記第１の信号に対応
する積分出力が所望のレベルに到達するのに要する前記
パルス光の照射回数用と前記第２の信号に対応する積分
出力が所望のレベルに到達するのに要する前記パルス光
の照射回数用の２種類を設定するものとすれば、前記第
１、第２の信号のそれぞれに適した上限値を設定できる
ようになり、測距精度が向上する。

【００１１】レンズ位置制御手段が上述した測距装置か
ら出力される距離情報に基づき撮影レンズの位置を制御
するので、自動焦点調節の精度が向上する。

【００１２】

【発明の実施の形態】本願の請求項１に係る発明は、電
池を電源として測距対象へパルス光を間欠的に複数回投
光する投光手段と、前記パルス光の前記測距対象からの
反射光を受光し、その受光位置に応じて変化する第１と
第２の信号を出力する受光手段と、前記第１、第２の信
号をそれぞれ積分する積分回路と、前記第１の信号に対
応する積分出力が所望のレベルに到達するのに要する前
記パルス光の照射回数と前記第２の信号に対応する積分
出力が所望のレベルに到達するのに要する前記パルス光
の照射回数とに基づき距離情報を出力するとともに前記
積分動作中に前記パルス光の照射回数が所望の上限値を
越えた際に距離情報として無限遠を出力する距離検出手
段と、前記電池の電圧を測定する電圧測定回路と、前記
測定された電池電圧の値に応じて前記所望の上限値を設
定する上限値設定手段とを含んでいる。

【００１３】本願の請求項２に係る発明は、請求項１に
おいて、前記上限値設定手段を、前記測定された電池電
圧の値が第１基準値以上の場合は前記所望の上限値を第
１上限値に設定し、前記測定された電池電圧の値が前記
第１基準値より低い場合は前記所望の上限値を前記第１
上限値より大きい第２上限値に設定するものとしてい
る。

【００１４】本願の請求項３に係る発明は、請求項１に
おいて、前記上限値設定手段を、前記測定された電池電
圧の値が第１基準値と前記第１基準値より大きい第２基
準値の間の値の場合は前記所望の上限値を第１上限値に
設定し、前記測定された電池電圧の値が前記第１基準値
より低い場合は前記所望の上限値を前記第１上限値より
大きい第２上限値に設定し、前記測定された電池電圧の
値が前記第２基準値より高い場合は前記第１上限値より
小さい第３上限値に設定するものとしている。

【００１５】本願の請求項４に係る発明は、請求項１、
２または３において、前記上限値設定手段は、前記所望
の上限値を、前記第１の信号に対応する積分出力が所望
のレベルに到達するのに要する前記パルス光の照射回数
用と前記第２の信号に対応する積分出力が所望のレベル
に到達するのに要する前記パルス光の照射回数用の２種
類を設定するものとしている。

【００１６】本願の請求項５に係る発明は、請求項１、
２、３または４に記載された測距装置と、前記測距装置
が出力する距離情報に基づき撮影レンズの位置を制御す
るレンズ位置制御手段とを含んでいる。

【００１７】

【実施例】本発明の構成を図１に基づいて説明する。投
光手段を構成する投光回路１０は近赤外発光素子（以下
「ＩＲＥＤ」という。）１４を駆動する駆動回路で、電
池１００を電源として動作し、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。なお、抵抗１３と接続してある電源の高電位側１
５は電池１００の高電位側とダイレクトに接続されてい
るものとする。演算回路８０（以下「ＣＰＵ」とい
う。）から投光信号Ｖｅｍｉｔが出力されると、トラン
ジスタ１１がオンし、電池１００を電源としてＩＲＥＤ
１４は発光する。発光した光は投光レンズ１を通り、測
距対象を構成する被写体（不図示）によって反射され、
反射した光は受光レンズ２を通って半導体位置検出素子
３（以下「ＰＳＤ」という。）３に入射する。なお、Ｉ
ＲＥＤ１４はパルス駆動される。

【００１８】第１の電流電圧変換回路２０、第２の電流
電圧変換回路３０はＰＳＤ３と一体となって１つの受光
回路を構成する。ＰＳＤ３に光信号が入射すると、ＰＳ
Ｄ３はその強度と入射位置に応じて変化する第１と第２
の電流を電流電圧変換回路２０、３０にそれぞれ出力す
る。ＰＳＤ３に入射する光信号は、ＰＳＤ３上において
被写体が近いほど電流電圧変換回路２０と接続する端子
３ａ側から電流電圧変換回路３０と接続する端子３ｂ側
に移動する。本例は、このようなＰＳＤ３上における光
信号の受光位置の変化を利用し、いわゆる３角測距の原
理に基づいて被写体距離を求めるものである。第１の電
流電圧変換回路２０はアンプ２１と帰還抵抗２２で構成
され、入力電流に比例した電圧を出力する回路であり、
第２の電流電圧変換回路３０はアンプ３１と帰還抵抗３
２とで構成され、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
によって電流電圧変換回路２０と３０のいずれかの出力
が増幅回路４０に出力される。ＰＳＤ３の端子３ａ側の
出力を用いる処理を行う場合（以下「遠距離側の測距」
という。）は第１の電流電圧変換回路２０、ＰＳＤ３の
端子３ｂ側の出力を用いる処理を行う場合（以下「近距
離側の測距」という。）は第２の電流電圧変換回路３０
側にオンする。スイッチ４の状態はＣＰＵ８０によって
制御される。

【００１９】第１の増幅回路４０と第２の増幅回路５０
はゲイン切換の可能な増幅回路である。これらの増幅回
路はまったく同様な構成なので、第１の増幅回路４０を
例にとって説明する。増幅回路４０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、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とスイッチ４７と
いう２つのスイッチを持っており、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４４、４５を、スイッチ４７は帰還抵抗
４５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する。
第２の増幅回路５０もまったく同様な動作をし、ＣＰＵ
８０はスイッチ５６とスイッチ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４０、５０ともノイ
ズを一緒に増幅する可能性があるので、過度に大きいゲ
インにならないように設定してある。増幅回路５０の出
力信号はスイッチ７を経て積分回路６０に出力される。

【００２０】受光レンズ２、ＰＳＤ３、電流電圧変換回
路２０、３０、スイッチ４、カップリングコンデンサ
５、６、増幅回路４０、５０とで受光手段を構成する。
本例では、ＰＳＤ３の端子３ａ側から出力され上記回路
を経て積分回路６０に出力される出力を第１の信号と
し、ＰＳＤ３の端子３ｂ側から出力され上記回路を経て
積分回路６０に出力される出力を第２の信号とする。

【００２１】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、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６
３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端子間電圧の値はレベル
判定回路７０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。

【００２２】レベル判定回路７０はコンパレータ７１と
第１の基準電源７３、第２の基準電源７４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はその電圧値をスイッチ７２によって選択
された第１の基準電源７３の電圧Ｖ１または第２の基準
電源７４の電圧Ｖ２と比較し、その結果をデジタル信号
に変換してＣＰＵ８０に出力する。

【００２３】読み書き可能な揮発性のメモリ８１（以下
「ＲＡＭ」という。）はＣＰＵ８０の演算および一時的
な記憶に使用され、読み出し可能な不揮発性のメモリ８
２（以下「ＲＯＭ」という。）はＣＰＵ８０のプログラ
ムおよびデータの格納に使用される。カウンタ８３、８
４はＣＰＵ８０からの信号により初期化、任意の値のセ
ット、セットされた値への加算ができる。レベル判定回
路７０とＣＰＵ８０とで距離検出手段を構成し、ＣＰＵ
８０が上限値設定手段を構成する。

【００２４】電圧測定回路９０は、投光回路１０の電源
となる電池１００の電圧を測定する。レンズ位置制御手
段を構成する自動焦点調節回路１１０は、ＣＰＵ８０か
らの距離情報に基づき撮影レンズ１２０の位置を制御し
て焦点調節を行う。

【００２５】次に、測距動作の概要を説明する。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ＲＡＭ８１の内容をクリ
アし、増幅回路４０と増幅回路５０のゲインを決定す
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。その後、電池１００の電圧を測定し、そ
の測定値に応じて遠距離側の測距を行う際のパルス光の
照射回数Ｎ１の上限値Ｎｌｉｍ１を設定し、第１の電流
電圧変換回路２０での遠距離側の測距が行われ、そのと
きのパルス光の照射回数すなわちカウンタ８３の内容Ｎ
１がＲＡＭ８１に保存される。この遠距離側の測距動作
中にカウンタ８３の内容Ｎ１が上限値Ｎｌｉｍ１を越え
ると被写体がある距離以上の位置にあると判定し、ＲＡ
Ｍ８１中の無限遠フラグがセットされ、その場合は無限
遠と判定する。さらにその後、電池１００の電圧を測定
し、その測定値に応じて近距離側の測距を行う際のパル
ス光の照射回数Ｎ２の上限値Ｎｌｉｍ２を設定し、第２
の電流電圧変換回路３０での近距離側の測距が行われ、
そのときのパルス光の照射回数すなわちカウンタ８４の
内容Ｎ２がＲＡＭ８１に保存される。この近距離側の測
距動作中にカウンタ８４の内容Ｎ２が上限値Ｎｌｉｍ２
を越えると被写体がある距離以上の位置にあると判定
し、ＲＡＭ８１中の無限遠フラグがセットされ、その場
合は無限遠と判定する。以上のように測距動作が終了す
ると、無限遠フラグがセットされていれば無限遠、至近
フラグがセットされていれば至近、いずれでもなければ
ＲＡＭ８１に保存されているカウンタ８３の内容Ｎ１と
カウンタ８４の内容Ｎ２を用いて、次のような値Ｘを算
出する。 Ｘ＝Ｎ１／（Ｎ１＋Ｎ２） 値Ｘが定まると、Ｘの値によって定まるあらかじめ決め
られたＲＯＭ８２のアドレスを参照することで（図
５）、被写体までの距離を求める。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。

【００２６】このように、電圧測定回路９０で測定され
た電池１００の電圧の値に応じて無限遠判断の基準とな
るパルス光照射回数の上限値を設定するので、電池電圧
の変動によって生じるパルス光の強度変化に伴う測距精
度への影響を抑えられる。

【００２７】次に、第１の増幅回路４０と第２の増幅回
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７２を基準電源７３
側にオンし、スイッチ６４をオンし、積分コンデンサ６
３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
ンタ８３の内容Ｎ１を０にクリアする（図２ｂ）。そし
てＣＰＵ８０は投光回路１０を動作させ、ＩＲＥＤ１４
を駆動して投光を開始する。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を経過してから積分回路を時間Ｔ２
の間だけ動作させる（図２ｃ）。それが終わると投光・
積分を停止して（図２ｄ）、時間Ｔ３の間だけ待機し、
カウンタに１を加える（図２ｅ）。図３のように、この
動作をあらかじめ決められた回数Ｎｇａｉｎ（たとえば
１０回）だけ繰り返した後、スイッチ７をオフして積分
コンデンサ６３の端子間電圧すなわち積分電圧Ｖｉｎｔ
をコンパレータ７１に出力し、コンパレータ７１はその
電圧を基準電源７３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。ＣＰＵ８
０はコンパレータ７１の出力がＨレベルならばスイッチ
４７をオンする。以下同様に、積分動作と比較演算とを
くり返し、コンパレータ７１の出力がＨレベルならスイ
ッチ５７、スイッチ４６、スイッチ５６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。こ
れで増幅回路全体としてのゲインが定まったことにな
る。

【００２８】次に、第１の電流電圧変換回路２０による
遠距離側の測距を図４に基づいて説明する。つまりＰＳ
Ｄ３の端子３ａ側の出力を用いる処理を説明する。最初
にスイッチ４を電流電圧変換回路２０側にオンする。次
にスイッチ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から、スイッチ６４をオフす
る。そしてカウンタ８３の内容Ｎ１を０にクリアする。
スイッチ７２は基準電源７４の方にオンする。続いて投
光を繰り返しながらカウンタ８３の内容Ｎ１を加算して
いき、積分電圧Ｖｉｎｔが基準電源７４の電圧Ｖ２に達
した時点で終了するが、もしも被写体までの距離が遠く
て後述するようにして定めた上限値回数Ｎｌｉｍ１だけ
パルス光を投光しても電圧Ｖ２に達しない場合は無限遠
と判断し、ＲＡＭ８１中の無限遠フラグをセットして終
了する。それ以外の場合は測距終了時にカウンタ８３に
残っている値Ｎ１をＲＡＭ８１に格納する。

【００２９】次に、第２の電流電圧変換回路３０での近
距離側の測距を同図を参照して説明する。つまり、ＰＳ
Ｄ３の端子３ｂ側の出力を用いる処理動作を説明する。
最初にスイッチ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から、スイッチ６４をオフ
する。そしてカウンタ８４の内容Ｎ２を０にクリアす
る。続いて投光を繰り返しながらカウンタ８４の内容Ｎ
２を加算していき、積分電圧Ｖｉｎｔが電圧Ｖ２に達し
た時点で終了するが、もしも被写体までの距離が遠くて
後述するようにして定められた上限値回数Ｎｌｉｍ２だ
け投光しても電圧Ｖ２に達しない場合は無限遠と判断
し、ＲＡＭ８１中の無限遠フラグをセットして終了す
る。測距終了時にカウンタ８４に残っている値Ｎ２をＲ
ＡＭ８１に格納する。

【００３０】次に、図６〜図１０を参照して動作を説明
する。まず、メインルーチンを図６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）、ＣＰＵ８０はＲＡＭ
８１の内容をクリアする（＃００２）。次に増幅回路４
０と増幅回路５０のゲインを決定し（＃００３）、同時
に至近フラグの状態を確認し、もしセットされていれば
＃０１１にジャンプする（＃００４）。至近フラグがセ
ットされていないと、電池１００の電圧を測定してその
測定値に応じてカウンタ８３の内容Ｎ１の上限値Ｎｌｉ
ｍ１を設定し（＃００５）、第１の電流電圧変換回路２
０での測距を行い、回数カウンタ８３の内容Ｎ１をＲＡ
Ｍ８１に保存し（＃００６）、同時に無限遠フラグの状
態を確認し、セットされていれば＃０１１にジャンプす
る（＃００７）。以下同様にカウンタ８４の内容Ｎ２の
上限値Ｎｌｉｍ２を設定し（＃００８）、第２の電流電
圧変換回路３０での測距を行い、カウンタ８４の内容Ｎ
２をＲＡＭ８１に保存し（＃００９）、サブルーチン＃
００６と＃００９の操作でＲＡＭ８１に保存されている
カウンタ８３の内容Ｎ１とカウンタ８４の内容Ｎ２を読
み出して値Ｘを算出する（＃０１０）。その結果無限遠
フラグがセットされていれば無限遠、至近フラグがセッ
トされていれば至近、それ以外ではＸの値をオフセット
値とするあらかじめ決められたＲＯＭ８２のアドレスを
参照して（図５）、被写体までの距離を求める（＃０１
１）。最後に測距回路の電源をオフし（＃０１２）、こ
のルーチンを抜ける（＃０１３）。

【００３１】次に、各サブルーチン内での動作を説明す
る。まず、後段の増幅回路（増幅回路４０、増幅回路５
０）のゲイン決定のサブルーチンを図７に基づいて説明
する。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、スイッチ７２を基準電源７３側にオンし（＃
１０１）、スイッチ６４を一瞬オンし積分コンデンサ６
３にたまっている電荷を放電させて（＃１０２）、カウ
ンタ８３の内容Ｎ１を０にクリアする（＃１０３）。

【００３２】続いてＣＰＵ８０によって投光回路１０を
動作させ（＃１０４）時間Ｔ１だけ待機する（＃１０
５）と、スイッチ７をオンし積分動作をしながら（＃１
０６）時間Ｔ２だけ待機する。この間積分コンデンサ６
３には電荷が貯えられる（＃１０７）。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（＃１０８）、時間Ｔ３だけ待
機し（＃１０９）、カウンタ８３に１を加える（＃１１
０）。カウンタ８３の内容Ｎ１があらかじめ決められた
回数Ｎｇａｉｎ未満ならば＃１０４にジャンプする（＃
１１１）。カウンタ８３の内容Ｎ１が回数Ｎｇａｉｎ以
上ならば積分電圧Ｖｉｎｔ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Ｖ１と比較し、その
結果出力電圧ＶｏｕｔをＣＰＵ８０に出力する（＃１１
２）。ＣＰＵ８０は出力電圧Ｖｏｕｔのレベルを判断し
（＃１１３）、Ｈレベルであればメインルーチンに戻る
（＃１２３）。

【００３３】出力電圧ＶｏｕｔがＬレベルだった場合、
ＣＰＵ８０はまずスイッチ４７の状態を確認し、オフし
ていればスイッチ４７をオンしアンプ４１のゲインをよ
り小さくしてから（＃１１４）、＃１０２にジャンプす
る（＃１１５）。スイッチ４７がオンしていればスイッ
チ５７の状態を確認し、オフしていればスイッチ５７を
オンしアンプ５１のゲインをより小さくしてから（＃１
１６）、＃１０２にジャンプする（＃１１７）。スイッ
チ５７がオンしていればスイッチ４６の状態を確認し、
オフしていればスイッチ４６をオンしアンプ４１のゲイ
ンをより小さくしてから（＃１１８）、＃１０２にジャ
ンプする（＃１１９）。スイッチ４６がオンしていれば
スイッチ５６の状態を確認し、オフしていればスイッチ
５６をオンしアンプ５１のゲインをより小さくしてから
（＃１２０）、＃１０２にジャンプする（＃１２１）。
スイッチ４７、５７、４６および５６が全てオンしてい
ればＲＡＭ８１中の至近フラグをセットし（＃１２
２）、このサブルーチンを抜け、メインルーチンに戻
る。

【００３４】次に、上限値Ｎｌｉｍ１設定のサブルーチ
ンを図８に基づいて説明する。上限値Ｎｌｉｍ１設定の
サブルーチンに入ると、ＣＰＵ８０は電圧測定回路９０
を動作させて電池１００の電圧を測定させる（＃２０
１）。

【００３５】電圧測定回路９０が測定した電池１００の
電圧はＣＰＵ８０に送られ、ＣＰＵ８０はこの測定した
電池１００の電圧が、２．８Ｖより高い場合は上限値Ｎ
ｌｉｍ１を６００に設定し（＃２０２、＃２０３）、
２．８Ｖと２．４Ｖの間の場合は上限値Ｎｌｉｍ１を８
００に設定し（＃２０４、＃２０５）、２．４Ｖと最低
動作補償電圧２．２Ｖの間の場合は上限値Ｎｌｉｍ１を
９００に設定する（＃２０６、＃２０７）。最低動作補
償電圧２．２Ｖに達していない場合は測距禁止と判断
し、測距動作を禁止する（＃２０８）。

【００３６】このように、測定された電池電圧の値が
２．４Ｖ（第１基準値）以上の場合は無限遠判断の基準
となるパルス光照射回数の上限値Ｎｌｉｍ１を６００ま
たは８００（それぞれ第１上限値）に設定し、２．４Ｖ
（第１基準値）より低い場合は上限値Ｎｌｉｍ１を８０
０より大きい９００（第２上限値）に設定するので、ま
た測定された電池電圧の値が２．８Ｖ（第１基準値）以
上の場合は無限遠判断の基準となるパルス光照射回数の
上限値Ｎｌｉｍ１を６００（第１上限値）に設定し、
２．８Ｖ（第１基準値）より低い場合は上限値Ｎｌｉｍ
１を６００より大きい８００または９００（それぞれ第
２上限値）に設定するので、電池電圧の変動による測距
精度への影響を抑えることができる。また、測距対象が
近くに存在する場合でも無限遠と誤判定してしまう可能
性を低減できる。また、遠方にいる測距対象に対しての
測距精度の低下を低減できる。つまり、電池電圧が低い
場合、パルス光の強度が弱くなって１つのパルス光を受
光した際に出力する信号が弱くなるので、パルス光の投
光数に対して積分値があまり上昇しなくなる。このよう
な場合に、無限遠判断の基準となるパルス光照射回数の
上限値を大きくすることにより、測距対象が近くに存在
する場合でも無限遠と誤判定してしまう可能性を低減で
きる。また、電池電圧が高い場合、パルス光の強度が強
くなってかなり遠方まで光が到達するようになり、通常
は無限遠と判定されるような遠方に存在する被写体から
も反射光が届くようになるが、遠方にいけばいくほどパ
ルス光が広がりその面積が大きくなっていく。よって、
遠方の測距対象にパルス光が到達したときにそのパルス
光の一部のみが測距対象によって反射されるケースが発
生し、この場合、反射されたパルス光の重心が投光時の
パルス光の重心と異なってしまうが、このような場合
に、無限遠判断の基準となるパルス光照射回数の上限値
を小さくすることにより、広がったパルス光の一部のみ
を反射するような遠方にいる被写体を無限遠と判定でき
るようになる。よって、遠方にいる測距対象に対しての
測距精度の低下を低減できる。

【００３７】また、測定された電池電圧の値が２．４Ｖ
（第１基準値）と２．８Ｖ（第２基準値）の間の値の場
合は無限遠判断の基準となるパルス光照射回数の上限値
Ｎｌｉｍ１を８００（第１上限値）に設定し、２．４Ｖ
（第１基準値）より低い場合は上限値Ｎｌｉｍ１を８０
０より大きい９００（第２上限値）に設定し、２．８Ｖ
（第２基準値）より高い場合は上限値Ｎｌｉｍ１を８０
０より小さい６００（第３上限値）に設定するので、上
記の効果に加えて、３段階に無限遠判断の基準となるパ
ルス光照射回数の上限値を変えるので、適切な上限値設
定が可能となる。

【００３８】なお、上記の例では第１、第２の２つの基
準値を用いて電池電圧の値を場合分けし、それぞれの場
合に応じて３つの上限値を設定するようにしているが、
この基準値の数および上限値の設定数は適宜変更可能で
ある。例えば、基準値を多くするほど細かい上限値設定
が可能となり、適切な上限値制御が可能となり、基準値
を少なくする場合は構成を簡略化できるという効果があ
る。

【００３９】次に、第１の電流電圧変換回路２０による
測距のサブルーチンを図９に基づいて説明する。電流電
圧変換回路２０による測距のサブルーチンに入ると、Ｃ
ＰＵ８０はスイッチ６４を一瞬オンし積分コンデンサ６
３にたまっている電荷を放電させた後（＃３０１）、ス
イッチ４を電流電圧変換回路２０側にオンし、スイッチ
７２をＶ２側にオンし（＃３０２）、カウンタ８３の内
容Ｎ１を０にクリアする（＃３０３）。続いてカウンタ
８３の内容Ｎ１が回数Ｎｌｉｍ１以上かどうかを判定
し、回数Ｎｌｉｍ１以上ならばＲＡＭ８１中の無限遠フ
ラグをセットしメインルーチンに戻る（＃３０４、＃３
０５）。回数Ｎｌｉｍ１未満ならば＃３０６にジャンプ
する（＃３０４）。

【００４０】続いてＣＰＵ８０によって投光回路１０を
動作させ（＃３０６）時間Ｔ１だけ待機すると（＃３０
７）、スイッチ７をオンし積分動作をしながら（＃３０
８）時間Ｔ２だけ待機する（＃３０９）。この間積分コ
ンデンサ６３には電荷が貯えられる。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（＃３１０）、時間Ｔ３だけ待機
し（＃３１１）、カウンタ８３に１を加算し（＃３１
２）、積分電圧Ｖｉｎｔをコンパレータ７１に出力す
る。コンパレータ７１はその電圧をＶ２と比較し、その
結果出力電圧ＶｏｕｔをＣＰＵ８０に出力する（＃２１
３）。ＣＰＵ８０は出力電圧Ｖｏｕｔのレベルを判断し
（＃３１４）、Ｈレベルであればカウンタ８３の内容Ｎ
１をＲＡＭ８１に記憶して（＃３１５）メインルーチン
に戻る。Ｌレベルであれば＃３０４にジャンプする。

【００４１】次に、上限値Ｎｌｉｍ２設定のサブルーチ
ンを図１０に基づいて説明する。上限値Ｎｌｉｍ２設定
のサブルーチンに入ると、ＣＰＵ８０は電圧測定回路９
０を動作させて電池１００の電圧を測定させる（＃４０
１）。

【００４２】電圧測定回路９０が測定した電池１００の
電圧はＣＰＵ８０に送られ、ＣＰＵ８０はこの測定した
電池１００の電圧が、２．８Ｖより高い場合は上限値Ｎ
ｌｉｍ２を３００に設定し（＃４０２、＃４０３）、
２．８Ｖと２．４Ｖの間の場合は上限値Ｎｌｉｍ２を５
００に設定し（＃４０４、＃４０５）、２．４Ｖと最低
動作補償電圧２．２Ｖの間の場合は上限値Ｎｌｉｍ２を
６００に設定する（＃４０６、＃４０７）。最低動作補
償電圧２．２Ｖに達していない場合は測距禁止と判断
し、測距動作を禁止する（＃４０８）。よって、上限値
Ｎｌｉｍ１を設定した場合と同様な効果を奏する。ま
た、上限値Ｎｌｉｍ１の設定の際に述べたように、基準
値の数および上限値の設定数は適宜変更可能である。

【００４３】このように、遠距離側の測距用と近距離側
の測距用とで上限値を別々に設定しているので、実際に
それぞれの測距を行う際に使用する電池電圧に基づき上
限値を設定でき、測距精度が向上する。

【００４４】また、図８、図１０を比較すれば判るよう
に、本例では遠距離側の測距用と近距離側の測距用と電
池電圧値に対応する上限値の設定をする際、電池電圧が
同じの場合、遠距離側の測距用の方を大きくしている。
これは、３角測距を行う場合、被写体が近づくほどＰＳ
Ｄ３上に入射する光がＰＳＤ３の端子３ｂ側に移動する
ことにより、ＰＳＤ３の端子３ｂ側からの出力がＰＳＤ
３の端子３ａ側の出力より大きくなることに起因する。
つまり、相対的に出力が小さくなる可能性の高い遠距離
側の測距を行う場合、近距離側の測距を行う場合より上
限値を大きくして上述したような測距精度の低下を抑制
している。

【００４５】次に、第２の電流電圧変換回路３０による
測距のサブルーチンを図１１に基づいて説明する。電流
電圧変換回路３０による測距のサブルーチンに入ると、
ＣＰＵ８０はスイッチ６４を一瞬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た後（＃５０１）、
スイッチ４を電流電圧変換回路３０側にオンし、スイッ
チ７２をＶ２側にオンし（＃５０２）、カウンタ８４の
内容Ｎ２を０にクリアする（＃５０３）。続いてカウン
タ８４の内容Ｎ２が回数Ｎｌｉｍ２以上かどうかを判定
し、回数Ｎｌｉｍ２以上ならばＲＡＭ８１中の無限遠フ
ラグをセットしメインルーチンに戻る（＃５０４、＃５
０５）。回数Ｎｌｉｍ２未満ならば＃５０６にジャンプ
する（＃５０４）。

【００４６】続いてＣＰＵ８０によって投光回路１０を
動作させ（＃５０６）時間Ｔ１だけ待機すると（＃５０
７）、スイッチ７をオンし積分動作をしながら（＃５０
８）時間Ｔ２だけ待機する（＃５０９）。この間積分コ
ンデンサ６３には電荷が貯えられる。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（＃５１０）、時間Ｔ３だけ待機
し（＃５１１）、カウンタ８４に１を加算し（＃５１
２）、積分電圧Ｖｉｎｔをコンパレータ７１に出力す
る。コンパレータ７１はその電圧をＶ２と比較し、その
結果出力電圧ＶｏｕｔをＣＰＵ８０に出力する（＃５１
３）。ＣＰＵ８０は出力電圧Ｖｏｕｔのレベルを判断し
（＃５１４）、Ｈレベルであればカウンタ８４の内容Ｎ
２をＲＡＭ８１に記憶して（＃５１５）メインルーチン
に戻る。Ｌレベルであれば＃５０４にジャンプする。以
上の動作により、被写体までの距離が測定される。

【００４７】被写体までの距離が測定されると、ＣＰＵ
８０はその距離情報を自動焦点調節回路１１０に出力
し、自動焦点調節回路１１０は距離情報に基づき撮影レ
ンズ１２０の位置を制御して焦点調節を行う。

【００４８】このように、上述したように検出した距離
情報に基づき撮影レンズの位置を制御するので、自動焦
点調節の精度が向上する。

【００４９】なお、上記の例において、電池電圧の大き
さ判定に用いる基準値を２．８Ｖ（本例では、電池電圧
が高いと判定するために用いている基準値）、２．４Ｖ
（本例では、電池電圧が低いと判定するために用いてい
る基準値）としたが、これに限らず適宜変更可能であ
る。また、それぞれ設定した上限値も適宜変更可能であ
る。

【００５０】また、例えば電源投入時に電池電圧が十分
あるか確認するように構成する場合、この電源投入時の
電池電圧確認用の基準値と、上記電池電圧の大きさ判定
に用いる基準値とを同じ値にすれば、調整用データを削
減でき、調整時間の短縮化等が図れる。

【００５１】

【発明の効果】本発明によれば、電圧測定回路で測定さ
れた投光手段の電源となる電池の電圧の値に応じて、無
限遠判定の基準となるパルス光の照射回数の上限値を設
定するので、電池電圧の変動による測距精度への影響を
抑えることができる。

【００５２】測定された電池電圧の値が第１基準値以上
の場合は前記上限値を第１上限値に設定し、測定された
電池電圧の値が前記第１基準値より低い場合は前記上限
値を前記第１上限値より大きい第２上限値に設定するも
のとすれば、電池電圧の変動による測距精度への影響を
抑えることができる。また、測距対象が近くに存在する
場合でも無限遠と誤判定してしまう可能性を低減でき
る。また、遠方にいる測距対象に対しての測距精度の低
下を低減できる。

【００５３】測定された電池電圧の値が第１基準値と前
記第１基準値より大きい第２基準値の間の値の場合は前
記上限値を第１上限値に設定し、測定された電池電圧の
値が前記第１基準値より低い場合は前記所望の上限値を
前記第１上限値より大きい第２上限値に設定し、測定さ
れた電池電圧の値が前記第２基準値より高い場合は前記
第１上限値より小さい第３上限値に設定するものとすれ
ば、電池電圧の変動による測距精度への影響を抑えるこ
とができ、測距対象が近くに存在する場合でも無限遠と
誤判定してしまう可能性を低減でき、遠方にいる測距対
象に対しての測距精度の低下を低減できる。また、電池
電圧の値に応じて３段階に無限遠判断の基準となるパル
ス光照射回数の上限値を変えるので、適切な上限値設定
が可能となる。

【００５４】前記上限値を前記第１の信号に対応する積
分出力が所望のレベルに到達するのに要する前記パルス
光の照射回数用と前記第２の信号に対応する積分出力が
所望のレベルに到達するのに要する前記パルス光の照射
回数用の２種類を設定するようにすれば、受光手段から
出力する第１、第２の信号のそれぞれに適した上限値を
設定できるようになり、測距精度が向上する。

【００５５】レンズ位置制御手段が上述した測距装置か
ら出力される距離情報に基づき撮影レンズの位置を制御
するので、自動焦点調節の精度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。

【図２】図１の積分動作を説明する動作図である。

【図３】図１の第１の増幅回路４０と第２の増幅回路５
０のゲイン決定の方法を説明する動作図である。

【図４】図１の測距時の一連の動作を説明する動作図で
ある。

【図５】図１のＲＯＭ８２上のテーブルである。

【図６】図１の動作を示すフローチャートである。

【図７】図６のフローチャートの後段アンプのゲイン決
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８】図６のフローチャートの上限値Ｎｌｉｍ１設定
の部分のサブルーチンを示すフローチャートである。

【図９】図６のフローチャートの第１の電流電圧変換回
路２０による測距の部分のサブルーチンを示すフローチ
ャートである。

【図１０】図６のフローチャートの上限値Ｎｌｉｍ２設
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１１】図６のフローチャートの第２の電流電圧変換
回路３０による測距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】

１００ 電池 １０ 投光手段 ２、３、４、５、６、２０、３０、４０、５０ 受
光手段 ６０ 積分回路 ７０、８０ 距離検出手段 ９０ 電圧測定回路 ８０ 上限値設定手段 １１０ レンズ位置制御手段 １２０ 撮影レンズ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開2000−28905（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−295586（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−186459（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−281757（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−249650（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−194567（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 7/28 - 7/32 G01B 11/00 G02B 7/32 G03B 13/36

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電池を電源として測距対象へパルス光を
   間欠的に複数回投光する投光手段と、 前記パルス光の前記測距対象からの反射光を受光し、そ
   の受光位置に応じて変化する第１と第２の信号を出力す
   る受光手段と、 前記第１、第２の信号をそれぞれ積分する積分回路と、 前記第１の信号に対応する積分出力が所望のレベルに到
   達するのに要する前記パルス光の照射回数と前記第２の
   信号に対応する積分出力が所望のレベルに到達するのに
   要する前記パルス光の照射回数とに基づき距離情報を出
   力するとともに前記積分出力が前記所望のレベルに到達
   する前に前記パルス光の照射回数が所望の上限値を越え
   た際に距離情報として無限遠を出力する距離検出手段
   と、 前記電池の電圧を測定する電圧測定回路と、 前記測定された電池電圧の値に応じて前記所望の上限値
   を設定する上限値設定手段とを含むことを特徴とする測
   距装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記上限値設定手段
   は、前記測定された電池電圧の値が第１基準値以上の場
   合は前記所望の上限値を第１上限値に設定し、前記測定
   された電池電圧の値が前記第１基準値より低い場合は前
   記所望の上限値を前記第１上限値より大きい第２上限値
   に設定するものであることを特徴とする測距装置。
3. 【請求項３】 請求項１において、前記上限値設定手段
   は、前記測定された電池電圧の値が第１基準値と前記第
   １基準値より大きい第２基準値の間の値の場合は前記所
   望の上限値を第１上限値に設定し、前記測定された電池
   電圧の値が前記第１基準値より低い場合は前記所望の上
   限値を前記第１上限値より大きい第２上限値に設定し、
   前記測定された電池電圧の値が前記第２基準値より高い
   場合は前記第１上限値より小さい第３上限値に設定する
   ものであることを特徴とする測距装置。
4. 【請求項４】 請求項１、２または３において、前記上
   限値設定手段は、前記所望の上限値を、前記第１の信号
   に対応する積分出力が所望のレベルに到達するのに要す
   る前記パルス光の照射回数用と前記第２の信号に対応す
   る積分出力が所望のレベルに到達するのに要する前記パ
   ルス光の照射回数用の２種類を設定するものであること
   を特徴とする測距装置。
5. 【請求項５】 請求項１、２、３または４に記載された
   測距装置と、 前記測距装置が出力する距離情報に基づき撮影レンズの
   位置を制御するレンズ位置制御手段とを含むことを特徴
   とする自動焦点調節装置。