JP3425509B2 - カメラ用測距装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の技術分野】本発明は、カメラ用測距装置に関す
るものである。 【０００２】 【従来の技術】従来のカメラ用測距装置では、受光素子
として分割した受光素子列（シリコン・フォト・ダイオ
ード、以下「ＳＰＤ」という。）を使用したもの、ある
いは一次元位置検出素子（ポジション・センシティブ・
ディバイス、以下「ＰＳＤ」という。）を使用したも
の、あるいはその両方を併用したものなどが知られてい
る。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかし、受光素子にＰ
ＳＤを使用すると、測距用の集積回路と同一のチップ上
に形成することが困難になり、スペース的に不利なうえ
コストアップの要因となる。また、外来ノイズの影響を
受けやすく、距離分解能が低いなどの問題もあった。さ
らには、投光素子のチップから発光した光がモールドパ
ッケージに乱反射するなどの理由で二次的に発生する光
（以下この光を二次光という）がＰＳＤの端近くに入射
すると、測距精度が悪化する問題もある。 【０００４】また距離の検出分解能を上げるためにＰＳ
Ｄの幅を短くすると、遠距離での被写体からの反射光量
が小さいうえに、ＰＳＤの端を使用するため、受光光電
流がさらに小さくなり、信号処理ができなくなる。 【０００５】一方、受光素子にＳＰＤを使用すると、素
子の数が少ないと測距精度が悪化し、多すぎると測距に
も時間がかかり、さらにはコストアップにつながる。 【０００６】さらにはＰＳＤとＳＰＤを併用すると、制
御が複雑になると共に、コストアップにつながり好まし
くない。 【０００７】 【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明のカメラ用測距装置では、測距装置に複数
の受光素子からなる受光手段を使用し、この複数の受光
素子のうち連続した２つ以上の受光素子の出力を加算す
る加算回路を備えている。また、カメラを統括して制御
する制御回路には、加算回路の出力から、どの連続した
２つ以上の受光素子の出力が最大になっているかを判定
する判定手段と、判定された最大出力を出している連続
した２つ以上の受光素子に隣接している１つまたは複数
の受光素子を加えて受光素子群を作り、その受光素子群
を分割して複数の受光素子群にし、この受光素子群から
の出力により被写体までの距離を演算する演算手段とを
備えている。この構成によれば、簡単な構成で高い測距
精度が得られる。 【０００８】 【発明の実施の形態】本発明のカメラ用測距装置では、
被写体に測定光を投光する投光手段と、測定光の被写体
による反射光を受光する複数の受光素子からなる受光手
段と、複数の受光素子のうちの任意の連続した複数の受
光素子の出力を加算する加算回路と、加算結果が最大と
なる第１の複数の受光素子を判定する判定手段および第
１の複数の受光素子の隣に設けられている１つまたは複
数の受光素子を加えた第２の複数の受光素子を作り、第
２の複数の受光素子を分割して得られる１つまたは複数
の受光素子の出力から被写体までの距離を演算する距離
演算手段を設けられている制御回路とを備えている。 【０００９】 【実施例】図１は本発明の実施例のカメラ用測距装置を
有するカメラの一実施例の構成を示すブロック図であ
る。ＣＰＵ１１はカメラを統括して制御し、カメラのプ
ログラムおよびデータを保持する不揮発性のリード・オ
ンリ・メモリ（以下「ＲＯＭ」という。）１１ａと、演
算および一時的な記憶に用いる揮発性のランダム・アク
セス・メモリ（以下「ＲＡＭ」という。）１１ｂとを内
蔵している。後述するがＲＯＭ１１ａには、図７に示す
ようなデータや、図８〜図１１に示すようなルーチンを
含むプログラムがあらかじめ格納されており、またＲＡ
Ｍ１１ｂには後述する回数Ｋ１、Ｋ２、オフセット電圧
変化率Ｏｆｓ、値Ｎ１、Ｎ２、Ｘ、制御信号ＣＮ、Ｇ
Ｎ、電圧Ｖｄｉ、値Ｎｄｉといった数値や量を記憶ある
いは演算する領域や、無限遠フラグＦｉ、至近フラグＦ
ｃなどのフラグを格納する領域が所定のアドレスに割り
つけられている。 【００１０】シャッタ駆動回路１２はＣＰＵ１１の指示
でシャッタ１２ａを駆動し露出作動を行う。後述のズー
ムテレ駆動スイッチ４２ｂを押すとＣＰＵ１１は撮影レ
ンズ駆動回路１３を制御して撮影レンズ鏡筒１３ａを望
遠側に駆動し、ズームワイド駆動スイッチ４２ａを押す
と撮影レンズ鏡筒１３ａを広角側に駆動する。どちらの
スイッチも押している間だけ撮影レンズ鏡筒１３ａを駆
動し、離した時点で撮影レンズ鏡筒１３ａを停止させ
る。撮影レンズ鏡筒１３ａの移動に伴いズーム比が変化
し、撮影レンズ鏡筒１３ａの開放絞り値が変化するた
め、ＣＰＵ１１は撮影レンズ鏡筒１３ａの移動に連動し
て後述するズームエンコーダ４５ａ〜４５ｃのコードパ
ターンを読み取り、現在のズーム比を計算し、これをＲ
ＯＭ１１ａに記憶されているテーブルに従ってレンズの
開放絞り値Ａｖに変換する。 【００１１】合焦レンズ駆動回路１４は、後述する測距
回路１６からの信号に基づき露出作動に先立って合焦レ
ンズ１４ａを被写体にピントが合う位置まで移動する。 【００１２】測光回路１５はＣＰＵ１１の指示により被
写体の輝度を測定し、その結果をＣＰＵ１１へ出力す
る。ＣＰＵ１１はこの結果からＲＯＭ１１ａに記憶され
ている測光値のテーブルに従って測光値Ｂｖを算出す
る。測距回路１６はＣＰＵ１１の指示により、被写体ま
での距離を測定し、その結果をＣＰＵ１１へ出力する。
ＣＰＵ１１はこの結果からＲＯＭ１１ａに記憶されてい
る測距値のテーブルに従って距離Ｄを算出する。液晶駆
動回路１７はＣＰＵ１１から出力された信号に基づいて
液晶パネル１７ａに表示を行う。 【００１３】デート写し込み回路１９は、ＣＰＵ１１の
指示で、フィルム面の対向側に設けられているＬＥＤ等
の発光手段をコントロールしてフィルム面上に日付等を
写し込む。 【００１４】続いて各スイッチの説明に入る。メインス
イッチ４１はカメラの動作を可能にするためのプッシュ
スイッチで、トグル動作を行い、１回押すごとにカメラ
を作動または不作動とする。ズームワイド駆動スイッチ
４２ａとズームテレ駆動スイッチ４２ｂは共にプッシュ
スイッチである。裏蓋スイッチ４８はカメラの裏蓋の開
閉を検知するスイッチである。半押しスイッチ４３ａ
は、公知のレリーズスイッチの半押しすなわち途中まで
押下した時点でオンし、全押しスイッチ４３ｂはレリー
ズスイッチの全押しすなわち十分に押下した時点でオン
する。全押しスイッチ４３ｂはレリーズ信号を発生す
る。 【００１５】フィルム感度読取スイッチ４４ａ〜４４ｄ
はフィルムケース上に印刷されたコードパターンを読み
取るためのスイッチである。ＣＰＵ１１は読み取ったコ
ードパターンからフィルム感度Ｓｖを算出する。ズーム
エンコーダ４５ａ〜４５ｃは撮影レンズ鏡筒１３ａの鏡
筒に印刷されているパターンを電気信号に変えてＣＰＵ
１１に出力する。これらはズーム鏡筒の位置を知るため
に使われる。ＣＰＵ１１は測光値Ｂｖとフィルム感度Ｓ
ｖと開放絞り値Ａｖとから公知のアペックス演算に基づ
いて最適な露出値を求め、露出駆動を行う。 【００１６】モードスイッチ４６は１回押すごとに通常
撮影、マクロ撮影、セルフタイマ撮影といったカメラの
複数のモードを循環的に設定する。 【００１７】給送検出スイッチ４９はフィルム２１の巻
き上げ、巻戻しの際、移動するフィルム２１のパーフォ
レーション（コマ送り孔）を検出してパルス状の信号を
発生するように構成されている。フィルム２１がカメラ
に装填された状態でカメラの裏蓋が閉じられたとき、裏
蓋スイッチ４８がオフする。これを検知するとＣＰＵ１
１はフィルム給送駆動回路１８を作動させ、フィルム２
１を巻き上げる。給送検出スイッチ４９のパルス数が所
定数だけ入力された時点でフィルム給送駆動回路１８に
ブレーキ条件を与え、フィルム２１の給送を終える。ま
た、撮影処理を行った後でフィルム給送駆動回路１８に
巻き上げ条件を与え、給送検出スイッチ４９のパルス数
が一コマ分の所定数に達した時点でブレーキ条件を与
え、１コマ分の巻き上げを行う。 【００１８】また、ＣＰＵ１１、シャッタ駆動回路１
２、撮影レンズ駆動回路１３、合焦レンズ駆動回路１
４、測光回路１５、測距回路１６、液晶駆動回路１７、
フィルム給送駆動回路１８には電池３１が接続され、電
源が供給される。電池３１の電圧は電源回路３２によっ
て昇圧され、電圧検出回路３３が常にその昇圧電圧をモ
ニタしている。電圧検出手段の測定結果が所定電圧Ｖｌ
ｏｗ以下になると、ＣＰＵ１１に電圧検出信号ＬＯを出
力し、ＣＰＵ１１はカメラとして電源に負荷のかかる撮
影処理やズーム駆動処理、フィルム給送処理、ストロボ
充電処理等の動作を禁止する。電圧検出手段の測定結果
が電圧Ｖｌｏｗよりも低い所定電圧Ｖｒｅｓ以下になる
と、ＣＰＵ１１にリセット信号ＲＥを出力し、ＣＰＵ１
１はリセット状態となり、一切の動作を行えなくなる。
これは、電源電圧の低下に起因するＣＰＵ１１の誤動作
を防止することを目的としている。電源電圧が電圧Ｖｒ
ｅｓ以上ならば、メインスイッチ４１、ズームワイド駆
動スイッチ４２ａ、ズームテレ駆動スイッチ４２ｂ、半
押しスイッチ４３ａ、裏蓋スイッチ４８等のＣＰＵ１１
の起動スイッチが操作されると共にＣＰＵ１１は動作を
開始し、あらかじめＲＯＭ１１ａに書き込まれている初
期化プログラムを実行する。 【００１９】図２は測距回路１６の回路図である。セル
Ｃ１〜Ｃ１１はＳＰＤ列であり、各々のＳＰＤの幅は
０．１ミリ、長さは０．８ミリで、隣り合うＳＰＤとの
隙間は０．０１ミリである。従ってセルＣ１〜Ｃ１１全
体の幅は１．２ミリとなる。遠距離側のセルＣ１がもっ
とも投光素子寄りであり、反対に近距離側のセルＣ１１
がもっとも投光素子から離れている。電流電圧変換回路
ＩＶ１〜ＩＶ１１はそれぞれセルＣ１〜Ｃ１１の出力電
流を電圧に変換し、加算器５４に出力する。ＣＰＵ１１
は４ビットの制御信号ＣＮによって加算器５４の出力を
制御する。より具体的には、制御信号ＣＮが０のときス
イッチＣＳ１とＣＳ２がオンし電流電圧変換回路ＩＶ１
とＩＶ２の出力の和、制御信号ＣＮが１のときスイッチ
ＣＳ２とＣＳ３とがオンし電流電圧変換回路ＩＶ２とＩ
Ｖ３の出力の和、…、制御信号ＣＮが９のときスイッチ
ＣＳ１０とＣＳ１１とがオンし電流電圧変換回路ＩＶ１
０とＩＶ１１の出力の和というように、加算器５４は制
御信号ＣＮの値に基づいて１０通りの出力のうちのいず
れか１つを出力する。 【００２０】カップリングコンデンサ５５は加算器５４
の出力の交流成分のみを通過させる。増幅回路５６は加
算器５４の出力を所定のゲインで増幅する。スイッチＧ
Ｓ１〜ＧＳ７は増幅回路５６のゲインを決定するスイッ
チである。ＣＰＵ１１は３ビットの制御信号ＧＮによっ
てオペアンプＡｇの帰還抵抗値を変化させ、増幅回路５
６のゲインを制御する。より具体的には、制御信号ＧＮ
が０のときスイッチＧＳ１〜ＧＳ７のすべてをオフす
る。このときのゲインは最大の５１２倍である。制御信
号ＧＮが１のときスイッチＧＳ１がオンし、このときの
ゲインは半分の２５６倍である。以下、制御信号ＧＮが
２のときスイッチＧＳ２がオンしゲインは１２８倍、制
御信号ＧＮが３のときスイッチＧＳ３がオンしゲインは
６４倍、…、制御信号ＧＮが７のときスイッチＧＳ７が
オンしゲインは最小の４倍となる。ここでは説明の便宜
上、増幅回路５６を構成するアンプは１つで書いている
が、現実には２つのアンプからなり、そのため入出力の
信号の極性は同一である。 【００２１】スイッチ５７は増幅回路５６の出力を制御
信号ＩＮに基づいてオンまたはオフする。積分回路５８
は積分回路である。オペアンプＡｉは積分コンデンサＣ
ｉとともに積分回路を構成し、ＣＰＵ１１からの制御信
号ＤＣによってスイッチＤＳｗがオンになり積分コンデ
ンサＣｉの電荷が放電される。電圧ホロワＶＦｉはオペ
アンプＡｉの出力電圧をインピーダンス変換してアナロ
グ／デジタル（以下Ａ／Ｄという）コンバータ１１ｃに
出力する。Ａ／Ｄコンバータ１１ｃは８ビットのＡ／Ｄ
コンバータであり、電圧ホロワＶＦｉの出力電圧をデジ
タル値に変換してＣＰＵ１１に出力する。Ａ／Ｄコンバ
ータ１１ｃの入力電圧は４．２ボルトで, これを２５６
等分するため、１ディジットあたりの電圧は１６．４ミ
リボルトとなる。 【００２２】次に、図２の回路の動作を図３および図４
に基づいて説明する。なお、以下の説明で、「セル」は
１１個ある受光素子のうちの１つを指し、「ダブルセ
ル」というのは隣り合う２つのセルを１まとめにした呼
称であり、「対」という言葉は隣り合う２つのダブルセ
ルの組み合わせを指す。 【００２３】測距動作は、ゲイン決定、本測距、オフセ
ット電圧変化率の測定と３つの段階からなる。最初に、
オペアンプＡｉのゲインの決定を以下の手順で行う。こ
の手順の中で、本測距において使用される測距ダブルセ
ル対も決定される。まずＣＰＵ１１は制御信号ＣＮに１
を出力し、信号光の投光に先立ってセルＣ２とＣ３のダ
ブルセルを選択し、これらの和電圧が加算器５４の出力
となるように制御する。次にスイッチＧＳ１〜ＧＳ７を
すべてオフにする。このとき、オペアンプＡｇの帰還抵
抗値は最大であり、したがってオペアンプＡｇのゲイン
も最大になっている（図４のＴａ）。 【００２４】ここでＣＰＵ１１は投光信号ＥＭを発生
し、投光回路５１は所定回数Ｎｇｓ（たとえば１０回）
の駆動パルスを発し、それを受けて投光素子５２が被写
体に向けてパルス光を投光する。最初はセルＣ２とＣ３
の出力が電流−電圧変換され、増幅回路５６で増幅、積
分回路５８で積分したうえで、その出力電圧Ｖｉｎｔを
電圧ホロワＶＦｉでインピーダンス変換した後、Ａ／Ｄ
コンバータ１１ｃに出力する。ここでＣＰＵ１１は、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、投光を開始してから時間Ｔ１
（たとえば１０マイクロ秒）を経過するまでスイッチ５
７をオフしておき、時間Ｔ１を経過した時点で制御信号
ＩＮを発生してスイッチ５７を時間Ｔ２（たとえば１０
マイクロ秒）だけオンする。それが終わると投光および
積分を停止して、時間Ｔ３（たとえば２００マイクロ
秒）だけ待機する。これを所定回数にわたって繰り返
す。ＣＰＵ１１はこの電圧Ｖｉｎｔをあらかじめ設定し
ている電圧Ｖｇｓと比較し、電圧Ｖｇｓよりも大きけれ
ばスイッチＧＳ１、ＧＳ２、…、ＧＳ７の順にスイッチ
をオンしゲインを下げ、再び信号光の投光を繰り返す。
ここで電圧Ｖｇｓは１６ディジット、すなわち約２６０
ミリボルトに設定されている。 【００２５】なお、図４の「ＧＳ」はオンしているスイ
ッチの番号である。すでに述べたように、「０」はスイ
ッチＧＳ１〜ＧＳ７がすべてオフしていることを示す。
「１」ならばスイッチＧＳ１がオンし、「７」ならばス
イッチＧＳ７がオンしている。また、「ＣＮ」は信号Ｃ
Ｎの値で現在選択しているダブルセルを表している。す
でに述べたように、制御信号ＣＮが０のときはセルＣ１
とＣ２からなるダブルセルを、制御信号ＣＮが１のとき
はセルＣ２とＣ３からなるダブルセルを、以下同様にし
て、制御信号ＣＮが９まで合計１０通りのダブルセルを
選択する。 【００２６】回数Ｎｇｓだけ投光した結果、電圧Ｖｉｎ
ｔが電圧Ｖｇｓよりも小さくなったときは、このときの
制御信号ＣＮ、制御信号ＧＮ、電圧Ｖｉｎｔ、パルス数
の値Ｎｅをそれぞれ図５のように記憶する。そして次の
ダブルセルであるセルＣ３とＣ４とを選択し直し、信号
光の投光から繰り返す。また、回数Ｎｇｓだけ投光する
以前に電圧Ｖｉｎｔが電圧Ｖｇｓを超えてしまった場
合、制御信号ＧＮが７未満であればゲインが大きすぎる
ので制御信号ＧＮに１を加えてゲインを下げる。制御信
号ＧＮがすでに７の場合はこれ以下のゲインに設定する
ことは不可能であり、やはりこのときの制御信号ＣＮ、
制御信号ＧＮ、電圧Ｖｉｎｔ、値Ｎｅをそれぞれ図５の
ように記憶する。 【００２７】図３では受光ビームＢＭがセルＣ３〜セル
Ｃ６にかかっており、そのためセルＣ４とＣ５からなる
ダブルセルの出力が最大になっているので、図４からも
明らかなように、セルＣ３およびＣ４のダブルセル（Ｃ
Ｎ＝２）と、セルＣ５およびＣ６のダブルセル（ＣＮ＝
４）とを測距ダブルセル対として決定する。このよう
に、測距ダブルセル対のそれぞれの制御信号ＣＮは必ず
２だけ異なる。受光ビームＢＭの直径はここでは０．３
５ミリとなっているが、被写体距離によってその値は異
なり、およそ０．３５〜０．４０ミリ程度になるように
光学系が調整されている。したがって測距に使用するセ
ルの数は４個がもっとも適当である。 【００２８】このようにして制御信号ＣＮが１〜８、す
なわちセルＣ２とＣ３のダブルセルからセルＣ１０とＣ
１１のダブルセルまでのゲイン決定情報がＲＡＭ１１ｂ
内の図５に記憶されると、最後に次のように測距ダブル
セル対を決定する。まず、制御信号ＧＮが７に達してい
るダブルセルがある場合は、値Ｎｅが最も小さいダブル
セルを中央に含むダブルセル対を測距ダブルセル対とす
る。制御信号ＧＮが７に達しているダブルセルが複数あ
り、しかも値Ｎｅがすべて回数Ｎｇｓであれば、電圧Ｖ
ｉｎｔが最も大きいダブルセルを中央に含むダブルセル
対を測距ダブルセル対とする。また、制御信号ＧＮが７
に達しているセルがない場合には、制御信号ＧＮの大き
いダブルセル、すなわち最も低いゲインで投光動作を終
えたダブルセルの中で、電圧Ｖｉｎｔが最も大きいダブ
ルセルを中央に含むダブルセル対を測距ダブルセル対と
する。 【００２９】図５の場合は制御信号ＣＮが３〜８まで、
すなわちセルＣ４とＣ５のダブルセルからセルＣ９とＣ
１０のダブルセルまでが制御信号ＧＮが７であり、最大
ゲインで投光動作を行なっている。この中で、値Ｎｅは
８、１０の２通りがあり、制御信号ＣＮが３のときの値
Ｎｅが最も小さい。制御信号ＣＮが３のときのダブルセ
ルはセルＣ４とＣ５の組み合わせであるから、これらを
内側に含むダブルセル対といえばセルＣ３とＣ４、それ
にセルＣ５とＣ６のダブルセル対であり、これらをそれ
ぞれ次の本測距動作に使用する。 【００３０】このようにして測距ダブルセル対が決定す
ると、本測距を行う。ＣＰＵ１１はまず、測距ダブルセ
ルの一方（この例ではセルＣ３およびＣ４のダブルセ
ル）の出力の和電圧が加算器５４の出力となるように制
御し、制御信号ＤＣを出力してスイッチＤＳｗをオンに
し、積分コンデンサＣｉに残っている電荷をすべて放電
した後、投光信号ＥＭを出力し、投光回路５１から被写
体に向けてゲイン決定の場合と同様なパルス光を投光す
る（図４のＴｃ）。このときの加算器５４の出力をオペ
アンプＡｇで増幅、オペアンプＡｉで積分したうえで、
電圧ホロワＶＦｉでＡ／Ｄコンバータ１１ｃに出力す
る。ＣＰＵ１１はＡ／Ｄコンバータ１１ｃの出力電圧Ｖ
ｉｎｔをあらかじめ設定している電圧Ｖｔｈと比較し、
電圧Ｖｉｎｔが電圧Ｖｔｈ以上となった場合にパルス光
の投光を終え、ここまでの投光回数を回数Ｋ１としてＲ
ＡＭ１１ｂの適切なアドレスに保存する（図４のＴ
ｄ）。ここで電圧Ｖｔｈは５６ディジット、すなわち約
９２０ミリボルトに設定されている。 【００３１】これを測距ダブルセルの他方（この例では
セルＣ５およびＣ６のダブルセル）に対しても同様な動
作を繰り返し（図４のＴｅ）、これを回数Ｋ２としてＲ
ＡＭ１１ｂの適切なアドレスに保存する（図４のＴ
ｆ）。 【００３２】ここで、二次光が受光素子に入射した場合
を考える。通常、二次光は受光ビームよりもずっと弱い
光で受光ビームとは離れた位置に入射する。従って、Ｐ
ＳＤなどのように連続的に出力が得られる受光素子、あ
るいはすべてのＳＰＤを測距に使用すると、二次光の影
響による信号電流を分離することは不可能である。しか
し、本実施例の測距装置においては、測距時に測距ダブ
ルセル対以外のセルの出力は使用しないため、測距結果
に二次光の影響が現れることはほとんどない。 【００３３】最後にオフセット電圧の影響を除去するた
め、オフセット電圧変化率Ｏｆｓの測定を行う。まずス
イッチＤＳｗをオンして積分コンデンサＣｉに残ってい
る電荷をすべて放電した後、スイッチ５７をオンし、投
光回路５１によって投射することなく、外来光のみを所
定時間Ｔｏｆｓにわたって積分動作を行わせる（図４の
Ｔｇ）。このときオペアンプＡｇとオペアンプＡｉのド
リフト電流の影響で積分コンデンサＣｉの端子間に電位
差が現れ、積分コンデンサＣｉの端子間電圧Ｖｉｎｔは
正または負に変化する。時間Ｔｏｆｓを経過後、スイッ
チ５７をオフし、電圧Ｖｉｎｔを時間Ｔｏｆｓで除算し
て単位時間当たりのオフセット電圧変化率Ｏｆｓを算出
する（図４のＴｈ）。 【００３４】続いてＲＡＭ１１ｂに保存されている回数
Ｋ１から次の式（１）に従って値Ｎ１を、回数Ｋ２から
式（２）に従って値Ｎ２をそれぞれ算出する。 Ｎ１＝（Ｖｔｈ×Ｋ１）／（Ｖｔｈ−Ｏｆｓ×Ｋ１×Ｔ２） （１） Ｎ２＝（Ｖｔｈ×Ｋ２）／（Ｖｔｈ−Ｏｆｓ×Ｋ２×Ｔ２） （２） 以上のようにして値Ｎ１とＮ２、さらにオフセット電圧
変化率Ｏｆｓが求まると、ＣＰＵ１１はＲＡＭ１１ｂか
らこれらの値を読み出し、式（３）に基づいて値Ｘを求
める。 Ｘ＝Ｎ１／（Ｎ１＋Ｎ２） （３） 回数Ｋ１、Ｋ２から値Ｎ１、Ｎ２を求める原理を図６に
示した。回数Ｋ１だけ投光して電圧Ｖｔｈに到達した場
合、そこには増幅回路５６や積分回路５８のドリフト電
流の影響によるオフセット電圧が不可避的に含まれてい
る。これがＯｆｓ・Ｋ１・Ｔ２で示される電圧分であ
る。従って、オフセット電圧がなければ、値Ｎ１だけ投
光しないと電圧Ｖｔｈには達しないはずである。この値
Ｎ１は三角形の相似の原理により、式（１）のようにし
て求められる。値Ｎ２も回数Ｋ２から同様にして求めら
れる。オフセット電圧分は正の場合も負の場合もあり得
るが、上に述べた原理によりいずれも同じ式で求められ
る。 【００３５】値Ｘが求まると、ＣＰＵ１１は図７に示す
ＲＯＭ１１ａ内の測距ダブルセル対に対応したテーブル
を参照して被写体までの距離を求め、合焦レンズ駆動回
路１４によって合焦レンズ１４ａを合焦位置に駆動した
後、シャッタ駆動回路１２によってシャッタ１２ａを開
閉し、フィルム２１に対して露出を行う。 【００３６】以上の測距動作をフローチャートで表す
と、図８〜図１１のようになる。まず、メインフローチ
ャートを図８に基づいて説明する。ＣＰＵ１１は全押し
スイッチ４３ｂを検出すると、測光動作を行い、続いて
図８に示す測距動作に入る。測距動作に入るとＣＰＵ１
１はまず測距回路１６の電源をオンする（＃００１）。
続いて増幅回路５６のゲイン決定を行い制御信号ＧＮと
制御信号ＣＮの値を決定する（＃００２）。それが終わ
ると本測距を行なって回数Ｋ１、Ｋ２を求める（＃００
３）。ここで至近フラグＦｃがセットされていれば値Ｘ
を１に（＃００５）、無限遠フラグＦｉがセットされて
いれば値Ｘを０に（＃００６）、それぞれセットして＃
０１０にジャンプする。それからオフセット電圧を測定
してオフセット電圧変化率Ｏｆｓを算出する（＃００
８）。以上の回数Ｋ１、Ｋ２、オフセット電圧変化率Ｏ
ｆｓから値Ｘを求め（＃００９）、図７に示すＲＯＭ１
１ａのテーブルを参照して値Ｘから距離Ｄを算出し（＃
０１０）、合焦レンズ１４ａを合焦位置に駆動する（＃
０１１）。最後にＣＰＵ１１は測距回路１６の電源をオ
フして（＃０１２）、このルーチンを抜け、シャッタ１
２ａを開閉してフィルム２１に対し露出を行う。 【００３７】次に、＃００２のゲイン決定動作、＃００
３の本測距動作、＃００８のオフセット電圧変化率の測
定動作の各サブルーチンを、それぞれ図９、図１０、図
１１に基づいて説明する。 【００３８】まず、＃００２のゲイン決定動作のサブル
ーチンを図９に基づいて説明する。このサブルーチンに
入ると、ＣＰＵ１１は測距回路１６のすべてのスイッチ
をオフするため、各制御線を”Ｌ”にする（＃１０
１）。制御信号ＧＮ、制御信号ＣＮ、値Ｎｄｉをそれぞ
れ０にクリアし、電圧Ｖｄｉを０ボルトに設定し、無限
遠フラグＦｉと至近フラグＦｃをそれぞれリセットする
（＃１０２）。 【００３９】さらに続いてＣＰＵ１１は制御信号ＤＣ
を”Ｈ”レベルにしてスイッチＤＳｗをオンし、積分コ
ンデンサＣｉに残っている電荷を放電する。電荷を放電
し終わると制御信号ＤＣは”Ｌ”になる（＃１０３）。
それから制御信号ＣＮを１に設定し（＃１０４）、値Ｎ
ｅを０にクリアする（＃１０５）。 【００４０】そしてＣＰＵ１１は投光信号ＥＭを出力
し、被写体に対して測定光を投光する（＃１０６）。こ
こでＣＰＵ１１は、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、投光を
開始してから時間Ｔ１を経過するまで待機し（＃１０
７）、時間Ｔ１を経過した時点で制御信号ＩＮを”Ｈ”
にして積分動作を開始し（＃１０８）、それから時間Ｔ
２だけ待機する（＃１０９）。それが終わると投光およ
び積分を停止して（＃１１０）、時間Ｔ３だけ待機する
（＃１１１）。それからＣＰＵ１１は値Ｎｅに１を加え
る（＃１１２）。電圧Ｖｉｎｔを電圧Ｖｇｓと比較し
（＃１１３）、電圧Ｖｉｎｔが電圧Ｖｇｓを上回ってい
れば、＃１１４にジャンプする。電圧Ｖｉｎｔが電圧Ｖ
ｇｓを上回っていれば、続いて制御信号ＧＮが７かどう
かを確認し（＃１１４）、制御信号ＧＮが７未満であれ
ば制御信号ＧＮに１を加えて（＃１１５）、＃１０４に
ジャンプする。また制御信号ＧＮが７であれば＃１１７
にジャンプする。 【００４１】＃１１３で電圧Ｖｉｎｔが電圧Ｖｇｓ以下
であれば、値Ｎｅが１０であるかどうかを確認し（＃１
１６）、１０未満であれば＃１０６にジャンプして投光
および積分動作を繰り返す。値Ｎｅが１０であれば、現
在の制御信号ＣＮ、制御信号ＧＮ、電圧Ｖｉｎｔ、値Ｎ
ｅをそれぞれＲＡＭ１１ｂの所定アドレスに図５のよう
に記憶し（＃１１７）、制御信号ＣＮに１を加える。さ
らに制御信号ＣＮに１を加え（＃１１８）、制御信号Ｃ
Ｎが１０に達したかどうかを確認し（＃１１９）、制御
信号ＣＮが１０に達していなければ投光を終えていない
ダブルセルが残っているので＃１０５に戻り、制御信号
ＣＮが１０に達していればすべてのダブルセルについて
投光を行なったため、図５を参照して本測距に使用する
ダブルセル対を決定し、このサブルーチンを抜ける。 【００４２】次に、＃００３の本測距動作のサブルーチ
ンを、図１０に基づいて説明する。このサブルーチンに
入ると、ＣＰＵ１１は測距ダブルセルのうちセルＣ１に
近い方を選択する信号を制御信号ＣＮに出力する（＃２
０１）。続いてＣＰＵ１１は制御信号ＤＣを”Ｈ”レベ
ルにしてスイッチＤＳｗをオンし、積分コンデンサＣｉ
に残っている電荷を放電する。電荷を放電し終わると制
御信号ＤＣは”Ｌ”になる（＃２０２）。 【００４３】そしてＣＰＵ１１は投光信号ＥＭを出力
し、被写体に対して測定光を投光する（＃２０３）。こ
こでＣＰＵ１１は、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、投光を
開始してから時間Ｔ１を経過するまで待機し（＃２０
４）、時間Ｔ１を経過した時点で制御信号ＩＮを”Ｈ”
にして積分動作を開始し（＃２０５）、それから時間Ｔ
２だけ待機し（＃２０６）。それが終わると投光および
積分を停止して（＃２０７）、時間Ｔ３だけ待機する
（＃２０８）。それからＣＰＵ１１は回数Ｋ１に１を加
える（＃２０９）。ここで投光回数Ｋ１が７００回を超
える場合は（＃２１０）、被写体が非常に遠い距離にあ
り適切な撮影ができないと判断されるため、無限遠フラ
グＦｉをセットしてこのサブルーチンを抜ける（＃２１
１）。さらに電圧Ｖｉｎｔが電圧Ｖｔｈに達していなけ
れば、＃２０３に戻って投光および積分動作を繰り返す
（＃２１２）。 【００４４】電圧Ｖｉｎｔが電圧Ｖｔｈに達していれ
ば、次にＣＰＵ１１は測距ダブルセルのうちセルＣ１１
に近い方を選択する信号を制御信号ＣＮに出力する（＃
２１３）。続いて制御信号ＤＣを”Ｈ”レベルにしてス
イッチＤＳｗをオンし、積分コンデンサＣｉに残ってい
る電荷を放電する。電荷を放電し終わると制御信号ＤＣ
は”Ｌ”になる（＃２１４）。 【００４５】そしてＣＰＵ１１は投光信号ＥＭを出力
し、被写体に対して測定光を投光する（＃２１５）。こ
こでＣＰＵ１１は、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、投光を
開始してから時間Ｔ１（たとえば１０マイクロ秒）を経
過するまで待機し（＃２１６）、時間Ｔ１を経過した時
点で制御信号ＩＮを”Ｈ”にして積分動作を開始し（＃
２１７）、それから時間Ｔ２（たとえば１０マイクロ
秒）だけ待機し（＃２１８）。それが終わると投光およ
び積分を停止して（＃２１９）、時間Ｔ３（たとえば２
００マイクロ秒）だけ待機する（＃２２０）。それから
ＣＰＵ１１は回数Ｋ２に１を加える（＃２２１）。ここ
で投光回数Ｋ２が５００回を超え（＃２２２）かつ制御
信号ＧＮが７の場合は（＃２２４）、被写体が遠距離に
あり適切な撮影ができないと判断されるため、無限遠フ
ラグＦｉをセットしてこのサブルーチンを抜ける（＃２
１１）。また投光回数Ｋ２が５００回を超え（＃２２
２）かつ制御信号ＧＮが７未満の場合は（＃２２４）、
被写体が非常に至近距離にあり適切な撮影ができないと
判断されるため、至近フラグＦｃをセットしてこのサブ
ルーチンを抜ける（＃２２５）。さらに電圧Ｖｉｎｔが
電圧Ｖｔｈに達していなければ、＃２１５に戻って投光
および積分動作を繰り返し（＃２２３）、電圧Ｖｉｎｔ
が電圧Ｖｔｈに達していれば、このルーチンを抜ける。 【００４６】次に、＃００８のオフセット電圧変化率の
測定動作のサブルーチンを、図１１に基づいて説明す
る。このサブルーチンに入ると、ＣＰＵ１１はスイッチ
ＣＳ１〜ＣＳ１１をすべてオフする（＃３０１）。続い
てＣＰＵ１１は制御信号ＤＣを”Ｈ”レベルにしてスイ
ッチＤＳｗをオンし、積分コンデンサＣｉに残っている
電荷を放電する。電荷を放電し終わると制御信号ＤＣ
は”Ｌ”になる（＃３０２）。そしてスイッチ５７をオ
ンし、投光素子５２による投光を行うことなく積分回路
５８にて積分動作を開始する（＃３０３）。そのまま時
間Ｔｏｆｓだけ待機すると（＃３０４）、スイッチ５７
をオフし（＃３０５）、オフセット電圧変化率Ｏｆｓを
算出して（＃３０６）、このサブルーチンを抜ける。 【００４７】上記の実施例においては、２つのセルを１
群としてゲインを決定しているが、１群となるセルの数
は２つに限るものではない。また、２つのセルを１群に
したセル群の対にて測距を行なっているが、ゲイン決定
の場合と同様に、１群となるセルの数は受光ビームの大
きさや形状によって変更してもよい。 【００４８】また、ゲイン決定の際にはすべてのダブル
セルに対して投光を行なっているが、ゲインを最小にす
るセルが見つかった時点で、ゲイン決定動作を終了する
ようにすれば、測距動作にかかる時間がより短かくてす
む。 【００４９】 【発明の効果】以上に説明したように、本発明のカメラ
用測距装置では受光素子にＳＰＤ列を使用しているため
測距用の集積回路と同一のチップ上に形成することが可
能になり、スペース的に有利でノイズにも強く、コスト
ダウンに寄与する。また受光ビームの大きさに対し最適
な位置と数の受光素子を選択して測距するため、測距光
以外の外来光が素子に入射する面積が減って、信号対雑
音比が向上し、増幅率をあげて精度の良い測距を行え、
二次光に対しても有利である。

【図面の簡単な説明】 【図１】本実施例の測距装置を使用したカメラのブロッ
ク図である。 【図２】本実施例の測距装置の回路図である。 【図３】本実施例の受光素子セルとセル面上での受光ビ
ームを示す図である。 【図４】本実施例のシーケンス図である。 【図５】本実施例のゲイン決定動作に使用するＲＡＭ内
のテーブルである。 【図６】本実施例のオフセットの算出原理を説明する説
明図である。 【図７】本実施例のＲＯＭに内蔵されるテーブルであ
る。 【図８】本実施例の測距動作を示すメインルーチンであ
る。 【図９】本実施例のゲイン決定動作を示すサブルーチン
である。 【図１０】本実施例の本測距動作を示すサブルーチンで
ある。 【図１１】本実施例のオフセット電圧変化率の測定動作
を示すサブルーチンである。 【符号の説明】 ５１ 投光回路 ５２ 投光素子 Ｃ１〜Ｃ１１ セル（受光手段） ５４ 加算器（加算回路） １１ ＣＰＵ（制御回路）

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 被写体に測定光を投光する投光手段と、 前記測定光の前記被写体による反射光を受光する複数の
   受光素子からなる受光手段と、 前記複数の受光素子のうちの任意の連続した複数の受光
   素子の出力を加算する加算回路と、 前記加算結果が最大となる第１の受光素子群を判定する
   判定手段と、前記第１の受光素子群と前記第１の受光素
   子群に隣接する１つまたは複数の受光素子とからなる第
   ２の受光素子群を設定し、前記第２の受光素子群を複数
   に分割し、各分割素子群からの出力に基づいて前記被写
   体までの距離を演算する距離演算手段とを備えている制
   御回路とを備えたことを特徴とするカメラ用測距装置。