JP3581006B2

JP3581006B2 - Distance measuring device and adjustment method thereof

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Publication number: JP3581006B2
Application number: JP5383598A
Authority: JP
Inventors: 秀夫吉田
Original assignee: 富士写真光機株式会社
Priority date: 1997-03-31
Filing date: 1998-03-05
Publication date: 2004-10-27
Anticipated expiration: 2018-03-05
Also published as: JPH10332325A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カメラ等に用いるのに好適なアクティブ型の測距装置およびその調整方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、カメラにおけるアクティブ型の測距装置として、図１３に示すものが知られている。図１３は、第１の従来技術に係る測距装置の構成図である。
【０００３】
この図に示す測距装置では、ＣＰＵ１１０による制御の下、ドライバ１１２は、赤外線発光ダイオード（以下「ＩＲＥＤ」という。）１１４を駆動して赤外光を出力させ、その赤外光を投光レンズ（図示せず）を介して測距対象物に投光する。その測距対象物で反射した赤外光は受光レンズ（図示せず）を経て位置検出素子（以下「ＰＳＤ」という。）１１６に集光され、ＰＳＤ１１６は、その赤外光の反射光を受光した位置に応じて２つの信号Ｉ１およびＩ２を出力する。第１信号処理回路１１８は、信号Ｉ１に含まれるノイズとなる定常光成分を除去し、第２信号処理回路１２０は、信号Ｉ２に含まれるノイズとなる定常光成分を除去する。
【０００４】
演算回路１３２は、定常光成分が除去された信号Ｉ１およびＩ２に基づいて、出力比（Ｉ１／（Ｉ１＋Ｉ２））を演算により求め、測距対象物までの距離に応じた出力比信号を出力する。積分回路１３４は、多数回このようにして演算回路１３２から出力される出力比信号を積分してＳ／Ｎ比を改善する。この積分回路１３４から出力される信号（以下「ＡＦ信号」という。）は、測距対象物までの距離に応じたものである。そして、ＣＰＵ１１０は、積分回路１３４から出力されるＡＦ信号に基づいて、所定の演算を行って距離信号を求め、この距離信号に基づいてレンズ駆動回路１３６を制御してレンズ１３８を合焦位置まで移動させる。
【０００５】
図１４は、この第１の従来技術の積分回路１３４から出力されるＡＦ信号と測距対象物までの距離との関係を示す図である。この図に示すグラフにおいて、横軸は、測距対象物までの距離Ｌの逆数（１／Ｌ）であり、縦軸は、出力比（Ｉ１／（Ｉ１＋Ｉ２））すなわちＡＦ信号である。この図に示すように、或る距離Ｌ４以下では、距離Ｌの逆数（１／Ｌ）に対して出力比は略線形関係にあり、距離Ｌが大きく（１／Ｌが小さく）なると出力比は小さくなる。しかし、距離Ｌ４以上では、距離Ｌが大きくなると逆にノイズ成分の影響が大きくなる。ノイズ成分をＩｎ（Ｉｎ ≧０）とすると、出力比は、（Ｉ１＋Ｉｎ）／（Ｉ１＋Ｉｎ＋Ｉ２＋Ｉｎ）となり、距離Ｌ４以遠では、出力比は大きくなる方向に変動する。しかも、Ｉｎはランダムに発生する為、測距条件により不安定になる。これは、距離Ｌが大きくなると、ＰＳＤ１１６が受光する反射光の強度が小さくなってノイズ成分Ｉｎが相対的に大きくなるからである。このような現象が起きると、測距対象物までの距離Ｌを出力比から一意的に決定することができない。
【０００６】
そこで、このような問題を解決する測距装置として、以下のようなものが知られている。図１５は、第２の従来技術に係る測距装置の構成図である。なお、この図では、受光側のみ示している。この図に示す測距装置では、ＰＳＤ１４０から出力された信号Ｉ１およびＩ２それぞれは、定常光除去回路１４２および１４４それぞれにより定常光成分が除去された後、演算回路１４６および１４８の双方に入力する。演算回路１４６は、定常光成分が除去された信号Ｉ１およびＩ２に基づいて、Ｉ１／（Ｉ１＋Ｉ２）なる演算を行って出力比を求め、積分回路１５０は、その出力比を積分する。一方、演算回路１４８は、Ｉ１＋Ｉ２なる演算を行って光量を求め、積分回路１５２は、その光量を積分する。そして、選択部１６０は、出力比および光量の一方を選択して、これに基づいて測距対象物までの距離を求める。なお、選択部１６０は、ＣＰＵにおける処理である。
【０００７】
また、図１６は、第３の従来技術に係る測距装置の構成図である。なお、この図でも、受光側のみ示している。この図に示す測距装置では、ＰＳＤ１７０から出力された信号Ｉ１およびＩ２それぞれは、定常光除去回路１７２および１７４それぞれにより定常光成分が除去された後、スイッチ１７６の一端に入力する。このスイッチ１７６は、ＣＰＵにより制御され、定常光除去回路１７２および１７４のいずれかの出力を積分回路１７８に入力させるものである。積分回路１７８は、入力した信号Ｉ１およびＩ２の何れか一方を積分し、演算部１８０は、その積分結果に基づいて、Ｉ１／（Ｉ１＋Ｉ２）なる演算を行って出力比を求め、一方、演算部１８２は、Ｉ１＋Ｉ２なる演算を行って光量を求める。そして、選択部１８４は、出力比および光量の一方を選択して、これに基づいて測距対象物までの距離を求める。なお、演算部１８０，１８２および選択部１８４は、ＣＰＵにおける処理である。
【０００８】
これら第２および第３の従来技術に係る測距装置（図１５、図１６）は、共に、測距対象物までの距離Ｌが小さいときには、出力比（Ｉ１／（Ｉ１＋Ｉ２））に基づいて距離Ｌを求め、距離Ｌが大きいときには、光量（Ｉ１＋Ｉ２）に基づいて距離Ｌを求めるものであり、このようにすることにより、距離Ｌを一意的に決定することができるものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、第２および第３の従来技術に係る測距装置（図１５、図１６）は、共に、第１の従来技術に係る測距装置（図１３）の問題点を解決し得るものではある。しかし、第２の従来技術に係る測距装置（図１５）は、演算回路および積分回路を共に２組設ける必要があり、これを第１の従来技術に係る測距装置（図１３）と比較すると、回路規模が大きくなってコスト高になるという問題点がある。一方、第３の従来技術に係る測距装置（図１６）は、回路規模が小さくなるものの、ＰＳＤ１７０からの信号Ｉ１およびＩ２の双方を同時に検出することができないので、第２の従来技術に係る測距装置（図１５）と同程度のＳ／Ｎ比で距離Ｌを求めようとすれば２倍の時間を要する。
【００１０】
また、上記何れの従来技術とも、カメラ組立時においてＩＲＥＤとＰＳＤとの相対的位置関係が異なることがあり、このような場合、測距結果に誤差が生じる。すなわち、図１７に示すように、ＩＲＥＤとＰＳＤとの相対的位置関係（図１７（ａ））が設計どおりの位置にある場合（図１７（ｂ））には、ＰＳＤからの出力信号は、実際の距離を示すが、その相対的位置関係がずれることにより、ＰＳＤからの出力信号は、測距対象物が実際よりも遠くにあることを示したり（図１７（ｃ））、あるいは、実際よりも近くにあることを示したりする（図１７（ｄ））。したがって、ＰＳＤ出力から距離信号を算出する際に用いられる変換式のパラメータを、製造時（出荷前の調整時）にカメラ毎に求めておき、カメラのメモリに予め記憶しておく必要がある。しかし、測距対象物までの距離が大きくなると、実測に基づいてそのパラメータを求めることが困難となる。
【００１１】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、小さい回路規模で且つ短時間に、測距対象物までの距離が大きくても一意的に距離を求めることができる測距装置およびその調整方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る測距装置は、(1) 測距対象物に向けて光束を出力する発光手段と、(2) 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受光位置で受光し、その受光位置に基づいて、受光光量が一定であれば距離が遠いほど大きな値である遠側信号と、受光光量が一定であれば距離が近いほど大きな値である近側信号とを出力する受光手段と、(3) 遠側信号を入力してクランプ信号のレベルと大小比較し、遠側信号のレベルがクランプ信号のレベル以上の場合には遠側信号をそのまま出力し、そうでない場合にはクランプ信号を出力するクランプ手段と、(4) 近側信号とクランプ手段から出力された信号との比を演算して出力比信号を求め、この出力比信号を積算してＡＦ信号を求めて、このＡＦ信号を出力する演算手段と、(5) ＡＦ信号が基準被検体反射率で定められたクランプ効果有無判断基準レベルより近側である場合には第１の変換式に従って、そうでない場合には第２の変換式に従って、ＡＦ信号を距離に応じた距離信号に変換する変換手段と、を備える。さらに、第２の変換式が、クランプ効果有無判断基準レベルより近側にある距離におけるＡＦ信号測定値、基準被検体反射率ＳＲに対して小さいクランプ効果量実測時反射率ＭＲを有する対象物をクランプ手段によるクランプ効果が確認できるクランプ効果実測距離ＬＣに配置して実測されたＡＦ信号測定値、クランプ効果有無判断基準レベルより近側にある距離におけるＡＦ信号設計値および出力比設計値、クランプ効果実測距離ＬＣにおけるＡＦ信号設計値、クランプ信号のレベル、ならびに、距離（ＬＣ／ ( ＭＲ／ＳＲ ) ^１／２）におけるＡＦ信号設計値に基づいて決定されたものであることを特徴とする。
【００１３】
この測距装置によれば、発光手段から測距対象物に向けて出力された光束は、その測定対象物で反射し、その反射光は、受光手段により、測距対象物までの距離に応じた受光位置で受光され、その受光位置に基づいて、受光光量が一定であれば距離が遠いほど大きな値である遠側信号と、受光光量が一定であれば距離が近いほど大きな値である近側信号とが出力される。クランプ手段により、この遠側信号がクランプ信号のレベルと大小比較され、遠側信号のレベルがクランプ信号のレベル以上の場合には、遠側信号がそのまま出力され、そうでない場合には、当該クランプ信号が出力される。演算手段により、近側信号とクランプ手段から出力された信号との比が演算されて出力比信号が求められ、この出力比信号が積算されてＡＦ信号が求められて、このＡＦ信号が出力される。変換手段により、ＡＦ信号が基準被検体反射率で定められたクランプ効果有無判断基準レベルより近側である場合には第１の変換式に従って、そうでない場合には第２の変換式に従って、ＡＦ信号が距離に応じた距離信号に変換されて出力される。ここで、第２の変換式は、クランプ効果有無判断基準レベルより近側にある距離におけるＡＦ信号測定値、基準被検体反射率ＳＲに対して小さいクランプ効果量実測時反射率ＭＲを有する対象物をクランプ手段によるクランプ効果が確認できるクランプ効果実測距離ＬＣに配置して実測されたＡＦ信号測定値、クランプ効果有無判断基準レベルより近側にある距離におけるＡＦ信号設計値および出力比設計値、クランプ効果実測距離ＬＣにおけるＡＦ信号設計値、クランプ信号のレベル、ならびに、距離（ＬＣ／ ( ＭＲ／ＳＲ ) ^１／２）におけるＡＦ信号設計値に基づいて決定されている。そして、この測距装置がカメラに組み込まれて自動焦点用に用いられるものであれば、その距離信号に基づいて撮影レンズが合焦制御される。
【００１４】
また、本発明に係る測距装置の調整方法は、(1) 測距対象物に向けて光束を出力する発光手段と、(2) 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受光位置で受光し、その受光位置に基づいて、受光光量が一定であれば距離が遠いほど大きな値である遠側信号と、受光光量が一定であれば距離が近いほど大きな値である近側信号とを出力する受光手段と、(3) 遠側信号を入力してクランプ信号のレベルと大小比較し、遠側信号のレベルがクランプ信号のレベル以上の場合には遠側信号をそのまま出力し、そうでない場合にはクランプ信号を出力するクランプ手段と、(4) 近側信号とクランプ手段から出力された信号との比を演算して出力比信号を求め、この出力比信号を積算してＡＦ信号を求めて、このＡＦ信号を出力する演算手段と、(5) ＡＦ信号が基準被検体反射率で定められたクランプ効果有無判断基準レベルより近側である場合には第１の変換式に従って、そうでない場合には第２の変換式に従って、ＡＦ信号を距離に応じた距離信号に変換する変換手段と、を備える測距装置の調整方法であって、(a) 第１の変換式を実測に基づいて求め、(b) 第２の変換式を、クランプ効果有無判断基準レベルより近側にある距離におけるＡＦ信号測定値、基準被検体反射率ＳＲに対して小さいクランプ効果量実測時反射率ＭＲを有する対象物をクランプ手段によるクランプ効果が確認できるクランプ効果実測距離ＬＣに配置して実測されたＡＦ信号測定値、クランプ効果有無判断基準レベルより近側にある距離におけるＡＦ信号設計値および出力比設計値、クランプ効果実測距離ＬＣにおけるＡＦ信号設計値、クランプ信号のレベル、ならびに、距離（ＬＣ／ ( ＭＲ／ＳＲ ) ^１／２）におけるＡＦ信号設計値に基づいて決定することを特徴とする。
【００１５】
この測距装置の調整方法によれば、第１の変換式については、比較的近距離にある測距対処物について容易に実測に依り求めることができ、一方、第２の変換式については、基準被検体反射率ＳＲに対して小さいクランプ効果量実測時反射率ＭＲを有する対象物をクランプ手段によるクランプ効果が確認できるクランプ効果実測距離ＬＣに配置して実測されたＡＦ信号測定値等に基づく演算により決定することができるので、実測のための広い調整室が不要であり、また、調整に要する時間が短い。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。尚、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１７】
先ず、本実施形態に係る測距装置の全体の構成について説明する。図１は、本実施形態に係る測距装置の構成図である。
【００１８】
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、ＥＥＰＲＯＭ２に予め記憶されているプログラムおよ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。この図に示す測距装置においては、ＣＰＵ１は、ドライバ３を制御してＩＲＥＤ４からの赤外光の出射を制御し、自動焦点用ＩＣ（以下「ＡＦＩＣ」という。）１０の動作を制御するとともに、ＡＦＩＣ１０から出力されるＡＦ信号を入力する。
【００１９】
ＩＲＥＤ４から出射された赤外光は、ＩＲＥＤ４の前面に配された投光レンズ（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、そして、その反射光は、ＰＳＤ５の前面に配された受光レンズ（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。そして、ＰＳＤ５は、その受光位置に応じた２つの信号Ｉ１およびＩ２を出力する。信号Ｉ１は、受光光量が一定であれば距離が近いほど大きな値である近側信号であり、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である遠側信号であり、信号Ｉ１およびＩ２の和は、ＰＳＤ５が受光した反射光の光量を表し、出力比（Ｉ１／（Ｉ１＋Ｉ２））は、ＰＳＤ５の受光面上の受光位置すなわち測距対象物までの距離を表す。そして、近側信号Ｉ１は、ＡＦＩＣ１０のＰＳＤＮ端子に入力し、遠側信号Ｉ２は、ＡＦＩＣ１０のＰＳＤＦ端子に入力する。ただし、実際には、外界条件により近側信号Ｉ１および遠側信号Ｉ２それぞれに定常光成分Ｉ０が付加された信号がＡＦＩＣ１０に入力される場合がある。
【００２０】
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、クランプ回路１３、演算回路１４および積分回路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を入力し、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を出力するものであり、また、第２信号処理回路１２は、ＰＳＤ５から出力された信号Ｉ２＋Ｉ０を入力し、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を出力するものである。
【００２１】
クランプ回路１３は、第２信号処理回路１２から出力された遠側信号Ｉ２を入力し、或る一定レベルのクランプ信号Ｉｃおよび遠側信号Ｉ２それぞれのレベルを大小比較し、前者が大きいときにはクランプ信号Ｉｃを出力し、そうでないときには遠側信号Ｉ２をそのまま出力する。以下では、このクランプ回路１３から出力される信号をＩ２ｃで表す。ここで、クランプ信号Ｉｃは、図１４で示した距離Ｌ４に対応する遠側信号Ｉ２のレベルと略同じレベルとする。
【００２２】
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、クランプ回路１３から出力された信号Ｉ２ｃ（遠側信号Ｉ２およびクランプ信号Ｉｃの何れか）とを入力し、出力比（Ｉ１／（Ｉ１＋Ｉ２ｃ））を演算し、その結果を出力する。積分回路１５は、その出力比を入力し、ＡＦＩＣ１０のＣ_ＩＮＴ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。
【００２３】
ＣＰＵ１は、ＡＦＩＣ１０から出力されたＡＦ信号を入力し、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。なお、ＣＰＵ１におけるＡＦ信号から距離信号への変換演算については後述する。
【００２４】
次に、ＡＦＩＣ１０の第１信号処理回路１１、クランプ回路１３および積分回路１５について、より具体的な回路構成について説明する。図２は、本実施形態に係る測距装置における第１信号処理回路１１および積分回路１５の回路図である。また、図３は、本実施形態に係る測距装置におけるクランプ回路１３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。
【００２５】
第１信号処理回路１１は、その回路図が図２に示されており、ＰＳＤ５から出力された定常光成分Ｉ０を含む近側信号Ｉ１を入力し、これに含まれる定常光成分Ｉ０を除去して、近側信号Ｉ１を出力するものである。ＰＳＤ５の近距離側端子から出力される電流（Ｉ１＋Ｉ０）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−入力端子に入力される。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。トランジスタ２２のコレクタ端子には、オペアンプ２３の−入力端子が接続され、このコレクタ端子の電位が演算回路１４に接続されている。さらに、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、また、オペアンプ２３の＋入力端子には圧縮ダイオード２５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および２５それぞれのアノード端子には第１基準電源２６が接続されている。
【００２６】
また、ＡＦＩＣ１０のＣＨＦ端子には定常光除去コンデンサ２７が外付けされており、この定常光除去コンデンサ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。定常光除去コンデンサ２７とオペアンプ２３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のエミッタ端子は他端が接地された抵抗３０に接続されている。
【００２７】
クランプ回路１３は、その回路図が図３に示されている。クランプ回路１３の判定用コンパレータ３７の＋入力端子は、第２信号処理回路１２のトランジスタ２２のコレクタ端子に接続されるとともに、スイッチ３８を介して演算回路１４の入力端子に接続されている。一方、判定用コンパレータ３７の−入力端子は、＋入力端子に接続されているトランジスタ２２および圧縮ダイオード２４と同様に、トランジスタ５１のコレクタ端子と圧縮ダイオード５２のカソード端子とに接続されるとともに、スイッチ３９を介して演算回路１４の入力端子に接続されている。
【００２８】
また、トランジスタ５１のベース端子には、定電流源４１が接続されており、これによって所定のクランプレベルが設定されて、所定の大きさの電流がトランジスタ５１のベース端子に入力される。この電流はトランジスタ５１のベース電流となり、その大きさに応じたコレクタ電位が判定用コンパレータ３７の−入力端子に入力される。
【００２９】
また、スイッチ３９には判定用コンパレータ３７の出力端子が接続されており、判定用コンパレータ３７の出力信号が入力される。また、スイッチ３８にはインバータ４０を介して判定用コンパレータ３７の出力端子が接続されており、判定用コンパレータ３７の出力信号が反転されてから入力される。したがって、スイッチ３８および３９は、判定用コンパレータ３７からの出力信号により、一方がオン状態になると、他方がオフ状態となる関係にある。
【００３０】
積分回路１５は、その回路構成が図２に示されている。ＡＦＩＣ１０のＣ_ＩＮＴ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、スイッチ６２を介して定電流源６３に接続され、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、また、直接にオペアンプ６４の−入力端子に接続され、さらに、その電位がＡＦＩＣ１０のＳＯＵＴ端子から出力される。これらスイッチ６０，６２および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。
【００３１】
以上のように構成されるＡＦＩＣ１０の作用について、図２および図３を参照しながら説明する。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に入力して、オペアンプ２０ならびにトランジスタ２１および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−入力端子に入力する。オペアンプ２０に入力する信号が大きいと、圧縮ダイオードのＶＦ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、したがって、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に入力した信号Ｉ０のうちオペアンプ２０に入力す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に入力した信号Ｉ０の全てがトランジスタ２８に流れ、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。
【００３２】
ＣＰＵ１がＩＲＥＤ４を発光させるとともにスイッチ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、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および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。すなわち、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に入力する。
【００３３】
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、クランプ回路１３に入力する。クランプ回路１３に入力した遠側信号Ｉ２は、クランプ回路１３の判定用コンパレータ３７の＋入力端子に入力する。定電流源４１から出力された信号は、トランジスタ５１のベース電流として流れ、これに伴い生じるトランジスタ５１のコレクタ端子の電位（クランプ信号Ｉｃ）が判定用コンパレータ３７の−入力端子に入力する。近側信号Ｉ２とクランプ信号Ｉｃとは、判定用コンパレータ３７により大小比較され、その結果に応じて、スイッチ３８および３９のうち一方がオンされ、他方がオフされる。すなわち、近側信号Ｉ２がクランプ信号Ｉｃより大きいときには、スイッチ３８がオン状態となり、スイッチ３９がオフ状態となり、クランプ回路１３の出力信号Ｉ２ｃとして近側信号Ｉ２が出力される。大小関係が逆の場合には、スイッチ３８がオフ状態となり、スイッチ３９がオン状態となり、クランプ回路１３の出力信号Ｉ２ｃとしてクランプ信号Ｉｃが出力される。
【００３４】
クランプ回路１３から出力された信号Ｉ２ｃおよび第１信号処理回路１１から出力された近側信号Ｉ１は、演算回路１４に入力され、演算回路１４により出力比（Ｉ１／（Ｉ１＋Ｉ２ｃ））が演算されて出力され、その出力比は、積分回路１５に入力する。ＩＲＥＤ４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および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はオフ状態とされ、スイッチ６５はオン状態とされて、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。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。
【００３５】
このようにして得られたＡＦ信号と測距対象物までの距離Ｌとの関係を図４に示す。図４は、本実施形態に係る測距装置の積分回路から出力されるＡＦ信号と測距対象物までの距離との関係を示す図である。この図に示すグラフにおいて、横軸は、測距対象物までの距離Ｌの逆数（１／Ｌ）であり、縦軸は、出力比（Ｉ１／（Ｉ１＋Ｉ２））すなわちＡＦ信号である。この図に示すように、測距対象物までの距離Ｌが或る距離Ｌ４以下（Ｌ≦Ｌ４）では、クランプ回路１３から出力される信号は、Ｉ２であり、出力比は、Ｉ１／（Ｉ１＋Ｉ２）であり、距離Ｌの逆数（１／Ｌ）に対して出力比は略線形関係にあり、距離Ｌが大きく（１／Ｌが小さく）なると出力比は小さくなる。また、距離Ｌが距離Ｌ４以上（Ｌ≧Ｌ４）では、クランプ回路１３から出力される信号は、Ｉｃであり、出力比は、Ｉ１／（Ｉ１＋Ｉｃ）であり、この場合も、距離Ｌが大きくなると出力比は小さくなる。このように、クランプ回路１３を用いれば、測距対象物までの距離Ｌは、出力比（ＡＦ信号）から一意的かつ安定に決定することができる。
【００３６】
ＣＰＵ１は、このようにして得られたＡＦ信号に基づいて、撮影レンズ８の駆動量を表す距離信号を演算により求め、その距離信号をレンズ駆動回路７に送出して撮影レンズ８を合焦動作させる。図５は、本実施形態に係る測距装置におけるＡＦ信号から距離信号への変換の説明図である。この図に示すグラフでは、横軸は、測距対象物までの距離Ｌの逆数（１／Ｌ）であり、左縦軸はＡＦ信号であり、右縦軸は距離信号である。また、このグラフでは、距離ＬとＡＦ信号との関係および距離Ｌと距離信号との関係をそれぞれ示しており、特に、距離Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４およびＬ５（ただし、Ｌ２＜Ｌ３＜Ｌ４＜Ｌ５）それぞれに対して、ＡＦ信号はｙ２，ｙ３，ｙ４およびｙ５それぞれであり、距離信号はｘ２，ｘ３，ｘ４およびｘ５それぞれであることを示している。
【００３７】
ここで、距離Ｌ≦Ｌ４の範囲および距離Ｌ＞Ｌ４の範囲それぞれにおいて、ＡＦ信号は距離Ｌの逆数（１／Ｌ）に対して略線形関係であり、また、距離Ｌの全範囲において、距離信号は距離Ｌの逆数（１／Ｌ）に対して略線形関係である。したがって、距離Ｌ≦Ｌ４の範囲および距離Ｌ＞Ｌ４の範囲それぞれにおいて、ＡＦ信号と距離信号との間の関係も略線形関係である。
【００３８】
そこで、基準被検体反射率（３６％）で定められるクランプ効果有無判断基準レベルＣＯＵＮＴ＿ＢとＡＦ信号ｙとの大小を比較し、その結果に応じて違いに異なる係数の変換式で、ＡＦ信号ｙを距離信号ｘに変換する。なお、基準被検体反射率の場合、クランプ効果有無判断基準レベルＣＯＵＮＴ＿Ｂに対応する距離ＬはＬ４であり、また、ＣＯＵＮＴ＿Ｂはｙ４に等しい。すなわち、距離Ｌ≦Ｌ４の範囲では、
【００３９】
【数１】

【００４０】
【数２】

なるパラメータに基づいて、ＡＦ信号ｙから距離信号ｘを
【００４１】
【数３】

なる変換式で求める。また、距離Ｌ＞Ｌ４の範囲では、
【００４２】
【数４】

【００４３】
【数５】

なるパラメータに基づいて、ＡＦ信号ｙから距離信号ｘを
【００４４】
【数６】

なる変換式で求める。なお、パラメータＡ２（（１）式），Ｂ２（（２）式），Ａ３（（４）式）およびＢ３（（５）式）は、この測距装置が組み込まれるカメラ毎に製造時に求められ、ＥＥＰＲＯＭ２等に予め記憶されている。そして、これらのパラメータは測距時にＣＰＵ１により読み出されて、（３）式または（６）式の演算が行われて、ＡＦ信号ｙから距離信号ｘへ変換される。
【００４５】
しかし、距離Ｌ５は大きい（例えば１０ｍ以上である）ので、カメラ毎に距離Ｌ５を設定してＡＦ信号ｙ５および距離信号ｘ５を実測して求めることは困難であり、したがって、パラメータＡ３およびＢ３それぞれを（４）式および（５）式それぞれにより求めるのは困難である。そこで、本実施形態では、以下のようにしてカメラ毎にパラメータＡ３およびＢ３を求める。
【００４６】
なお、ＩＲＥＤ４からの出射光量やＩＲＥＤ４とＰＳＤ５との相対的位置関係にバラツキがある場合に、クランプ回路１３におけるクランプ効果量を一定にし、クランプ効果開始距離が一定になるように、クランプ信号Ｉｃのレベルを変更してクランプ調整を行ったり、或いは、ＩＲＥＤ４の出射光量の調整を行うことも考えられる。しかし、このようにした場合、クランプを決定する為に数種類のクランプレベルを変更して測定する必要があるため調整に時間を要し、回路規模が大きくなることからコストが高くなる。また、制御が複雑になる等の種々の問題点がある。そこで、本発明では、クランプ回路１３におけるクランプ信号Ｉｃのレベルを一定に保ちクランプ調整を行わうことなく、以下のようにして、ＡＦ信号ｙから距離信号ｘへの変換式を求める。
【００４７】
次に、本実施形態に係る測距装置の調整方法、すなわち、パラメータＡ２，Ｂ２，Ａ３およびＢ３の求め方について説明する。図６は、本実施形態に係る測距装置の調整方法、すなわち、パラメータＡ３およびＢ３の求め方の説明図である。
【００４８】
まず、測距対象物までの距離Ｌ２およびＬ３は数ｍ程度であるので、カメラ毎にＡＦ信号ｙ２およびｙ３ならびに距離信号ｘ２およびｘ３を容易に実測して求めることができ、その結果に基づいて、（１）式および（２）式それぞれに従ってパラメータＡ２およびＢ２それぞれを求める。
【００４９】
次に、ＡＦ信号の設計値と実測値との差から、ＡＦ信号の係数を求める。すなわち、距離Ｌ2 およびＬ3 それぞれに対するＡＦ信号の設計値をＫＳ2 およびＫＳ3 それぞれとすると、傾斜係数ＫＫは、
【００５０】
【数７】

で得られ、平行移動係数ＨＫは、
【００５１】
【数８】

で得られる。そして、距離Ｌ２に対する出力比設計値ＳＳ２、距離Ｌ３に対する出力比設計値ＳＳ３、および、クランプ効果実測距離ＬＣに対するＡＦ信号設計値ＫＳＣに基づいて、クランプ回路１３が動作していない場合におけるクランプ効果実測距離ＬＣに対する出力比ＳＳＣを、
【００５２】
【数９】

で求める。さらに、クランプ回路１３が動作している場合におけるクランプ効果実測距離ＬＣに対するクランプ効果のある場合の出力比ＳＤＣを、クランプ効果実測距離ＬＣに対するＡＦ信号の測定値ｙｃを用いて、
【００５３】
【数１０】

で求める。
【００５４】
次に、クランプ効果実測距離ＬＣに対するＰＳＤ５から出力される近側信号Ｉ１をＣＨＮＣとし、クランプ電流（測定値および設計値の何れでも可）をＣＬとすると、
【００５５】
【数１１】

であるから、これより、ＣＨＮＣを表す式として、
【００５６】
【数１２】

が得られる。また、クランプ効果実測距離ＬＣに対するＰＳＤ５から出力される遠側信号Ｉ２をＣＨＦＣとすると、
【００５７】
【数１３】

であるから、これより、ＣＨＦＣを表す式として、
【００５８】
【数１４】

が得られる。
【００５９】
次に、反射率が異なる場合の測距対象物からの入力電流比の距離係数ＮＤを以下のようにして求める。すなわち、クランプ効果量実測時反射率が異なる場合には、基準被検体反射率をＳＲとし、クランプ効果量実測時反射率をＭＲとして、ＮＤを
【００６０】
【数１５】

なる式で求める。あるいは、クランプ効果量実測時入射光を滅光させた場合には、フィルタ低下率をＤＲ（％）として、ＮＤを
【００６１】
【数１６】

なる式で求める。そして、このＮＤに基づいて、調整距離Ｌ５を
【００６２】
【数１７】

なる式で求める。
【００６３】
次に、調整距離Ｌ5 におけるクランプなし出力比ＳＳ5 を、調整距離Ｌ5 におけるＡＦ信号の設計値ＫＳ5 に基づいて、
【００６４】
【数１８】

なる式で求め、調整距離Ｌ５における近側信号ＣＨＮ５を、
【００６５】
【数１９】

なる式で求め、調整距離Ｌ５における遠側信号ＣＨＦ５を、
【００６６】
【数２０】

なる式で求める。そして、調整距離Ｌ５におけるクランプあり出力比ＳＤ５を、
【００６７】
【数２１】

なる式で求め、調整距離Ｌ５におけるクランプありＡＦ信号値ｙ５を、
【００６８】
【数２２】

なる式で求める。
【００６９】
次に、距離Ｌ5 およびＬ4 それぞれの出力比の変化は小さいとして光量の変化だけを考慮すると、ＣＨＦ＝ＣＬなる関係式から、クランプ回路１３によるクランプの効果が現れる距離Ｌ4 は、
【００７０】
【数２３】

で得られる。また、この場合、距離Ｌ４では測定しないで、距離Ｌ２から距離Ｌ４の範囲で直線であると仮定して、クランプ効果有無判断基準レベルＣＯＵＮＴ＿Ｂを、
【００７１】
【数２４】

なる式で求める。ここで、ＬＤは、フィルム面と受光レンズ主点との間の距離である。
【００７２】
次に、距離Ｌ３における距離信号設計値をｘ３とし、距離が無限大における距離信号設計値を０とすると、距離信号の調整係数Ａは、
【００７３】
【数２５】

で表され、これより、クランプの効果が現れる距離Ｌ４における距離信号設計値ｘ４は、
【００７４】
【数２６】

で表され、また、調整距離Ｌ５における距離信号設計値ｘ５は、
【００７５】
【数２７】

で表される。
【００７６】
そして、以上より、パラメータＡ３およびＢ３を、
【数２８】

【００７７】
【数２９】

なる式で求める。
【００７８】
このようにして求めたパラメータＡ３およびＢ３を用いた変換式（（６）式）を用いることにより、ＡＦ信号ｘから距離信号ｙへ精度よく変換することができる。したがって、クランプ回路１３においてクランプ信号Ｉｃのレベルを一定にしたままでよく、調整時間が短く、回路規模が大きくなることなく、制御も容易である。また、距離Ｌ≧Ｌ４の範囲では、距離Ｌ４におけるクランプ効果有無判断基準レベルＣＯＵＮＴ＿Ｂ、調整距離Ｌ５およびＡＦ信号ｙ５については計算により求め、距離ＬＣに対するＡＦ信号ｙｃのみを測定すればよいことから、容易かつ短時間に調整を行うことができる。
【００７９】
次に、本実施形態に係る測距装置におけるＡＦ信号および距離信号の計算例を示す。図７ないし図９それぞれは、ＰＳＤ５とその前面に配されている受光レンズの中心との間の距離が変動した場合を示しており、図７は、ＰＳＤ５が設計どおりの位置（距離０．２２２５ｍｍ）にある場合の距離Ｌに対するＡＦ信号および距離信号それぞれの計算結果を示すグラフであり、図８は、ＰＳＤ５が遠側位置（距離０．３０２５ｍｍ）にある場合の距離Ｌに対するＡＦ信号および距離信号それぞれの計算結果を示すグラフであり、図９は、ＰＳＤ５が近側位置（距離０．１４２５ｍｍ）にある場合の距離Ｌに対するＡＦ信号および距離信号それぞれの計算結果を示すグラフである。
【００８０】
図１０ないし図１２それぞれは、ＩＲＥＤ４から出力される赤外光の光量が変動した場合を示しており、図１０は、ＩＲＥＤ４の光量が設計どおり（光量１）である場合の距離Ｌに対するＡＦ信号および距離信号それぞれの計算結果を示すグラフであり、図１１は、ＩＲＥＤ４の光量が設計値より大きい場合（光量１．２５）の距離Ｌに対するＡＦ信号および距離信号それぞれの計算結果を示すグラフであり、図１２は、ＩＲＥＤ４の光量が設計値より小さい場合（光量０．７５）の距離Ｌに対するＡＦ信号および距離信号それぞれの計算結果を示すグラフである。
【００８１】
また、図７ないし図１２それぞれにおいて、（ａ）は、ＡＦ信号と距離Ｌとの関係を示すグラフであり、（ｂ）は、上述した測距装置の調整方法により求めたパラメータＡ２，Ｂ２，Ａ３およびＢ３を用いて、ＡＦ信号から変換して求めた距離信号を示すグラフである。
【００８２】
これらの図に示すように、本発明に係る測距装置の調整方法を用いると、ＩＲＥＤ４とＰＳＤ５との相対的位置関係が変動しても、あるいは、ＩＲＥＤ４から出力される赤外光の光量が変動しても、距離Ｌが大きくなると常に距離信号は小さくなり、良好な結果が得られている。
【００８３】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したとおり本発明によれば、発光手段から測距対象物に向けて出力された光束は、その測定対象物で反射し、その反射光は、受光手段により、測距対象物までの距離に応じた受光位置で受光され、その受光位置に基づいて、受光光量が一定であれば距離が遠いほど大きな値である遠側信号Ｉ2 と、受光光量が一定であれば距離が近いほど大きな値である近側信号Ｉ1 とが出力される。クランプ手段により、この遠側信号Ｉ2 がクランプ信号のレベルＩc と大小比較され、遠側信号Ｉ2 のレベルがクランプ信号のレベルＩc 以上の場合には、遠側信号Ｉ2 がそのまま出力され、そうでない場合には、当該クランプ信号Ｉc が出力される。演算手段により、近側信号Ｉ1 とクランプ手段から出力された信号Ｉc2との比が演算されて出力比信号が求められ、この出力比信号が積算されてＡＦ信号が求められて、このＡＦ信号が出力される。
【００８４】
そして、変換手段により、ＡＦ信号が基準被検体反射率で定められたクランプ効果有無判断基準レベルより近側である場合には第１の変換式に従って、そうでない場合には第２の変換式に従って、ＡＦ信号が距離に応じた距離信号に変換されて出力される。ここで、第２の変換式は、クランプ効果有無判断基準レベルより近側にある距離におけるＡＦ信号測定値、基準被検体反射率ＳＲに対して小さいクランプ効果量実測時反射率ＭＲを有する対象物をクランプ手段によるクランプ効果が確認できるクランプ効果実測距離ＬＣに配置して実測されたＡＦ信号測定値、クランプ効果有無判断基準レベルより近側にある距離におけるＡＦ信号設計値および出力比設計値、クランプ効果実測距離ＬＣにおけるＡＦ信号設計値、クランプ信号のレベル、ならびに、距離（ＬＣ／ ( ＭＲ／ＳＲ ) ^１／２）におけるＡＦ信号設計値に基づいて決定される。この測距装置がカメラに組み込まれて自動焦点用に用いられるものであれば、その距離信号に基づいて撮影レンズが合焦制御される。
【００８５】
このような構成としたので、回路規模を大きくすることなく且つ短時間に、従来の光量測距併用方式と同程度の測距結果が得られ、測距対象物までの距離が大きくても一意的かつ安定に距離を求めることができる。また、測距装置の調整方法において、実測に基づいて第１の変換式のパラメータおよびクランプ効果量のみを求め、基準被検体反射率ＳＲに対して小さいクランプ効果量実測時反射率ＭＲを有する対象物をクランプ手段によるクランプ効果が確認できるクランプ効果実測距離ＬＣに配置して実測されたＡＦ信号測定値等に基づいて第２の変換式を求めることにしたので、測距対象物までの距離が大きい場合に実測する必要が無く、実測のための広い調整室が不要であり、また、ＡＦ信号（出力比信号）から距離信号への変換式が短時間に容易に求められる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る測距装置の構成図である。
【図２】本実施形態に係る測距装置における第１信号処理回路および積分回路の回路図である。
【図３】本実施形態に係る測距装置におけるクランプ回路の回路図である。
【図４】本実施形態に係る測距装置の積分回路から出力されるＡＦ信号と測距対象物までの距離との関係を示す図である。
【図５】本実施形態に係る測距装置におけるＡＦ信号から距離信号への変換の説明図である。
【図６】本実施形態に係る測距装置の調整方法の説明図である。
【図７】ＰＳＤ５が設計どおりの位置にある場合の距離Ｌに対するＡＦ信号および距離信号それぞれの計算結果を示すグラフである。
【図８】ＰＳＤ５が遠側位置にある場合の距離Ｌに対するＡＦ信号および距離信号それぞれの計算結果を示すグラフである。
【図９】ＰＳＤ５が近側位置にある場合の距離Ｌに対するＡＦ信号および距離信号それぞれの計算結果を示すグラフである。
【図１０】ＩＲＥＤ４の光量が設計どおりである場合の距離Ｌに対するＡＦ信号および距離信号それぞれの計算結果を示すグラフである。
【図１１】ＩＲＥＤ４の光量が設計値より大きい場合の距離Ｌに対するＡＦ信号および距離信号それぞれの計算結果を示すグラフである。
【図１２】ＩＲＥＤ４の光量が設計値より小さい場合の距離Ｌに対するＡＦ信号および距離信号それぞれの計算結果を示すグラフである。
【図１３】第１の従来技術に係る測距装置の構成図である。
【図１４】第１の従来技術の積分回路から出力されるＡＦ信号と測距対象物までの距離との関係を示す図である。
【図１５】第２の従来技術に係る測距装置の構成図である。
【図１６】第３の従来技術に係る測距装置の構成図である。
【図１７】ＩＲＥＤとＰＳＤとの相対的位置関係のずれによる測定誤差の説明図である。
【符号の説明】
１…ＣＰＵ、２…ＥＥＰＲＯＭ、３…ドライバ、４…ＩＲＥＤ（発光ダイオード）、５…ＰＳＤ（位置検出素子）、６…積分コンデンサ、７…レンズ駆動回路、８…撮影レンズ、１０…ＡＦＩＣ（自動焦点用ＩＣ）、１１…第１信号処理回路、１２…第２信号処理回路、１３…クランプ回路、１４…演算回路、１５…積分回路。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an active distance measuring device suitable for use in a camera or the like and a method for adjusting the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as an active distance measuring device in a camera, the one shown in FIG. 13 is known. FIG. 13 is a configuration diagram of a distance measuring apparatus according to a first related art.
[0003]
In the distance measuring apparatus shown in this figure, under the control of the CPU 110, the driver 112 drives an infrared light emitting diode (hereinafter referred to as "IRED") 114 to output infrared light, and emits the infrared light to a light projecting lens. (Not shown) to project light to the object to be measured. The infrared light reflected by the object to be measured is focused on a position detecting element (hereinafter, referred to as “PSD”) 116 via a light receiving lens (not shown), and the PSD 116 receives the reflected light of the infrared light. The two signals I1 and I2 are output according to the positions. The first signal processing circuit 118 removes a stationary light component that becomes noise contained in the signal I1. The second signal processing circuit 120 removes a stationary light component that becomes noise contained in the signal I2.
[0004]
The arithmetic circuit 132 calculates an output ratio (I1 / (I1 + I2)) based on the signals I1 and I2 from which the stationary light component has been removed, and outputs an output ratio signal corresponding to the distance to the object to be measured. . The integrating circuit 134 improves the S / N ratio by integrating the output ratio signal output from the arithmetic circuit 132 many times in this manner. The signal output from the integration circuit 134 (hereinafter, referred to as an “AF signal”) corresponds to the distance to the object to be measured. The CPU 110 performs a predetermined calculation based on the AF signal output from the integration circuit 134 to obtain a distance signal, and controls the lens driving circuit 136 based on the distance signal to move the lens 138 to the in-focus position. Move.
[0005]
FIG. 14 is a diagram showing the relationship between the AF signal output from the integration circuit 134 of the first related art and the distance to the object to be measured. In the graph shown in this figure, the horizontal axis is the reciprocal (1 / L) of the distance L to the object to be measured, and the vertical axis is the output ratio (I1 / (I1 + I2)), that is, the AF signal. As shown in this figure, below a certain distance L4, the output ratio has a substantially linear relationship with the reciprocal (1 / L) of the distance L, and as the distance L increases (1 / L decreases), the output ratio increases. Become smaller. However, above the distance L4, as the distance L increases, the influence of the noise component increases. Assuming that the noise component is In (In ≧ 0), the output ratio is (I1 + In) / (I1 + In + I2 + In), and the output ratio fluctuates in a direction larger than the distance L4. In addition, since In occurs randomly, it becomes unstable depending on the distance measurement conditions. This is because as the distance L increases, the intensity of the reflected light received by the PSD 116 decreases, and the noise component In relatively increases. When such a phenomenon occurs, the distance L to the object to be measured cannot be uniquely determined from the output ratio.
[0006]
Therefore, the following is known as a distance measuring device for solving such a problem. FIG. 15 is a configuration diagram of a distance measuring apparatus according to a second conventional technique. In this figure, only the light receiving side is shown. In the distance measuring apparatus shown in this figure, signals I1 and I2 output from PSD 140 are input to both

arithmetic circuits

146 and 148 after the stationary light components are removed by stationary

light removal circuits

142 and 144, respectively. The arithmetic circuit 146 calculates I1 / (I1 + I2) based on the signals I1 and I2 from which the steady light component has been removed to obtain an output ratio, and the integrating circuit 150 integrates the output ratio. On the other hand, the arithmetic circuit 148 calculates I1 + I2 to obtain the light amount, and the integrating circuit 152 integrates the light amount. Then, the selection unit 160 selects one of the output ratio and the light amount, and obtains a distance to the distance measurement target based on the selected one. The selection unit 160 is a process in the CPU.
[0007]
FIG. 16 is a configuration diagram of a distance measuring apparatus according to a third conventional technique. In this figure, only the light receiving side is shown. In the distance measuring apparatus shown in this figure, the signals I1 and I2 output from the PSD 170 are input to one end of the switch 176 after the stationary light components are removed by the stationary

light removing circuits

172 and 174, respectively. The switch 176 is controlled by the CPU, and causes one of the outputs of the stationary

light removal circuits

172 and 174 to be input to the integration circuit 178. The integrating circuit 178 integrates one of the input signals I1 and I2, and the arithmetic unit 180 calculates the output ratio I1 / (I1 + I2) based on the integration result, and calculates the output ratio. A step 182 calculates the light amount by performing an operation of I1 + I2. Then, the selection unit 184 selects one of the output ratio and the light amount, and obtains the distance to the distance measurement target based on the selected one. The

calculation units

180 and 182 and the selection unit 184 are processes in the CPU.
[0008]
When the distance L to the object to be measured is small, the distance measuring devices according to the second and third prior arts (FIGS. 15 and 16) both use the distance based on the output ratio (I1 / (I1 + I2)). L is obtained, and when the distance L is large, the distance L is obtained based on the light amount (I1 + I2). By doing so, the distance L can be uniquely determined.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the distance measuring devices according to the second and third prior arts (FIGS. 15 and 16) can both solve the problems of the distance measuring device according to the first conventional technology (FIG. 13). Things. However, the distance measuring apparatus according to the second prior art (FIG. 15) needs to provide two sets of both an arithmetic circuit and an integrating circuit, which are compared with the distance measuring apparatus according to the first prior art (FIG. 13). Then, there is a problem that the circuit scale is increased and the cost is increased. On the other hand, the distance measuring apparatus according to the third prior art (FIG. 16) cannot detect both the signals I1 and I2 from the PSD 170 at the same time, although the circuit scale is reduced. It takes twice as long to obtain the distance L with the same S / N ratio as that of the distance measuring device (FIG. 15).
[0010]
Further, in any of the above-described prior arts, the relative positional relationship between the IRED and the PSD may be different at the time of assembling the camera, and in such a case, an error occurs in the distance measurement result. That is, as shown in FIG. 17, when the relative positional relationship between the IRED and the PSD (FIG. 17A) is at the designed position (FIG. 17B), the output signal from the PSD becomes Although the actual distance is shown, the relative positional relationship deviates, so that the output signal from the PSD indicates that the object to be measured is farther than the actual one (FIG. 17C), or It is shown that they are closer to the user (FIG. 17D). Therefore, the parameters of the conversion formula used when calculating the distance signal from the PSD output need to be obtained for each camera at the time of manufacture (at the time of adjustment before shipment) and stored in the memory of the camera in advance. However, when the distance to the distance measurement target increases, it becomes difficult to obtain the parameters based on the actual measurement.
[0011]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problem, and has a small circuit scale and a short distance measurement device capable of uniquely obtaining a distance even when a distance to a distance measurement target is large. And an adjustment method thereof.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The distance measuring apparatus according to the present invention comprises: (1) a light emitting unit that outputs a light beam toward the object to be measured; and (2) reflected light of the light beam projected on the object to be measured, to the object to be measured. At the light receiving position corresponding to the distance, and based on the light receiving position, if the received light amount is constant, the far side signal is larger as the distance is longer, and if the received light amount is constant, the far side signal is larger as the distance is shorter. (3) The far-side signal is input and compared with the clamp signal level. If the far-side signal level is higher than the clamp signal level, the far-side signal is output. (4) Output ratio signal by calculating the ratio between the near side signal and the signal output from the clamp unit, and outputting the signal as it is, otherwise outputting the clamp signal.And the output ratio signal is integrated to obtain an AF signal.Calculation means for outputtingAF signalIs closer than the clamp effect presence / absence determination reference level determined by the reference object reflectance, according to the first conversion formula,Otherwise, according to the second conversion equation,AF signalConverting means for converting the distance signal into a distance signal corresponding to the distance;Is provided. Further, the second conversion formula is used to calculate an AF signal measured value at a distance closer to the reference level for judging the presence or absence of a clamp effect, and an object having a measured actual reflectivity MR that is smaller than the reference subject reflectance SR. The measured AF signal value, which is measured at the clamp effect actual measurement distance LC where the clamp effect by the clamp means can be confirmed, the AF signal design value and the output ratio design value at a distance closer to the reference level for judging the presence or absence of the clamp effect, the clamp effect The AF signal design value, the level of the clamp signal, and the distance (LC / ( MR / SR ) ^1/2 ) Is determined based on the AF signal design value.It is characterized by the following.
[0013]
According to this distance measuring device, the light beam output from the light emitting means toward the object to be measured is reflected by the object to be measured, and the reflected light is reflected by the light receiving means in accordance with the distance to the object to be measured. Based on the light receiving position, based on the light receiving position, if the received light amount is constant, the far-side signal is larger as the distance is longer, and if the received light amount is constant, the near side signal is larger as the distance is shorter. Side signal is output. The clamp means compares the far-side signal with the clamp signal level. If the far-side signal level is equal to or higher than the clamp signal level, the far-side signal is output as it is. A signal is output. The ratio between the near side signal and the signal output from the clamp unit is calculated by the calculating unit, and the output ratio signal is calculated.The output ratio signal is integrated to obtain an AF signal, and the AF signal is obtained.Is output. By the conversion means,AF signalIs closer than the clamp effect presence / absence determination reference level determined by the reference object reflectance, according to the first conversion formula, otherwise, according to the second conversion formula,AF signalIs converted into a distance signal corresponding to the distance and output. Here, the second conversion equation isA clamp capable of confirming the clamp effect by the clamp means for an object having an AF signal measured value at a distance closer to the reference level for judging the presence or absence of the clamp effect and a reflectivity MR at the time of actual measurement of the clamp effect amount smaller than the reference object reflectance SR. AF signal measured value arranged and measured at the effect measurement distance LC, AF signal design value and output ratio design value at a distance closer to the clamp effect presence / absence determination reference level, AF signal design value at the clamp effect measurement distance LC, The level of the clamp signal and the distance (LC / ( MR / SR ) ^1/2 AF signal design value in)Is determined based on If the distance measuring device is incorporated in a camera and used for automatic focusing, the focusing of the photographing lens is controlled based on the distance signal.
[0014]
Further, the adjusting method of the distance measuring apparatus according to the present invention, (1) a light emitting means for outputting a light beam toward the object to be measured, and (2) reflected light of the light beam projected on the object to be measured, A light is received at a light receiving position corresponding to the distance to the object to be measured, and based on the light receiving position, a far-side signal having a larger value as the distance is longer if the received light amount is constant, and if the received light amount is constant, (3) The far side signal is input and the level of the clamp signal is compared with the level of the clamp signal, and the level of the far side signal is greater than or equal to the level of the clamp signal. In this case, the far side signal is output as it is, otherwise, a clamp signal is output, and (4) the output ratio signal is calculated by calculating the ratio between the near side signal and the signal output from the clamp means.And the output ratio signal is integrated to obtain an AF signal.Calculation means for outputtingWhen the AF signal is closer to the clamp effect presence / absence determination reference level determined by the reference object reflectance, the AF signal is converted according to the first conversion formula, otherwise, according to the second conversion formula.A conversion means for converting to a distance signal according to the distance, comprising: (a) obtaining a first conversion formula based on actual measurement; and (b) a second conversion formula,A clamp capable of confirming the clamp effect by the clamp means for an object having an AF signal measured value at a distance closer to the reference level for judging the presence or absence of the clamp effect and a reflectivity MR at the time of actual measurement of the clamp effect amount smaller than the reference object reflectance SR. AF signal measured value arranged and measured at the effect measurement distance LC, AF signal design value and output ratio design value at a distance closer to the clamp effect presence / absence determination reference level, AF signal design value at the clamp effect measurement distance LC, The level of the clamp signal and the distance (LC / ( MR / SR ) ^1/2 ) Is determined based on the AF signal design value.It is characterized by the following.
[0015]
According to the method of adjusting the distance measuring device, the first conversion equation can be easily obtained by actually measuring a distance-measured object located at a relatively short distance, while the second conversion equation is:A measured value of an AF signal measured by arranging an object having a reflectance MR at the time of actual measurement of the clamp effect amount smaller than the reference object reflectance SR at a clamp effect actual measurement distance LC at which the clamp effect by the clamp means can be confirmed.Can be determined by the calculation based on the above, a large adjustment room for actual measurement is not required, and the time required for adjustment is short.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements will be denoted by the same reference symbols, without redundant description.
[0017]
First, the overall configuration of the distance measuring apparatus according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a configuration diagram of a distance measuring apparatus according to the present embodiment.
[0018]
The CPU 1 controls the entire camera including the distance measuring device, and controls the entire camera including the distance measuring device based on programs and parameters stored in the EEPROM 2 in advance. In the distance measuring apparatus shown in this figure, the CPU 1 controls the driver 3 to control the emission of infrared light from the IRED 4, and controls the operation of an automatic focusing IC (hereinafter, referred to as "AFIC") 10. , An AF signal output from the AFIC 10.
[0019]
The infrared light emitted from the IRED 4 is projected on a distance measuring object via a light projecting lens (not shown) disposed on the front surface of the IRED 4, and a part of the reflected light is reflected. The light is received at any position on the light receiving surface of the PSD 5 via a light receiving lens (not shown) disposed on the front surface of the PSD 5. This light receiving position corresponds to the distance to the object to be measured. Then, the PSD 5 outputs two signals I1 and I2 according to the light receiving position. The signal I1 is a near-side signal having a larger value as the distance is shorter if the received light amount is constant, and the signal I2 is a far-side signal having a larger value as the distance is longer if the received light amount is constant, The sum of the signals I1 and I2 indicates the amount of reflected light received by the PSD 5, and the output ratio (I1 / (I1 + I2)) indicates the light receiving position on the light receiving surface of the PSD 5, that is, the distance to the object to be measured. Then, the near side signal I1 is input to the PSDN terminal of the AFIC 10, and the far side signal I2 is input to the PSDF terminal of the AFIC 10. However, actually, a signal obtained by adding the stationary light component I0 to each of the near-side signal I1 and the far-side signal I2 due to external conditions may be input to the AFIC 10.
[0020]
The AFIC 10 is an integrated circuit (IC) and includes a first signal processing circuit 11, a second signal processing circuit 12, a clamp circuit 13, a calculation circuit 14, and an integration circuit 15. The first signal processing circuit 11 receives the signal I1 + I0 output from the PSD 5, removes the stationary light component I0 included in the signal, and outputs the near-side signal I1. The circuit 12 receives the signal I2 + I0 output from the PSD 5, removes the stationary light component I0 included in the signal, and outputs the far-side signal I2.
[0021]
The clamp circuit 13 receives the far-side signal I2 output from the second signal processing circuit 12 and compares the levels of the clamp signal Ic and the far-side signal I2 at a certain level. Ic is output, otherwise, the far-side signal I2 is output as it is. Hereinafter, the signal output from the clamp circuit 13 is represented by I2c. Here, the level of the clamp signal Ic is substantially the same as the level of the far-side signal I2 corresponding to the distance L4 shown in FIG.
[0022]
The arithmetic circuit 14 receives the near-side signal I1 output from the first signal processing circuit 11 and the signal I2c (one of the far-side signal I2 and the clamp signal Ic) output from the clamp circuit 13, and outputs an output ratio (I1 / (I1 + I2c)) is calculated and the result is output. The integrating circuit 15 receives the output ratio and inputs the output ratio._INT The output ratio is integrated many times together with the integrating capacitor 6 connected to the terminal, thereby improving the S / N ratio. Then, the integrated output ratio is output from the SOUT terminal of the AFIC 10 as an AF signal.
[0023]
The CPU 1 receives the AF signal output from the AFIC 10, performs a predetermined calculation, converts the AF signal into a distance signal, and sends the distance signal to the lens driving circuit 7. The lens driving circuit 7 causes the taking lens 8 to perform a focusing operation based on the distance signal. The conversion calculation from the AF signal to the distance signal in the CPU 1 will be described later.
[0024]
Next, a more specific circuit configuration of the first signal processing circuit 11, the clamp circuit 13, and the integration circuit 15 of the AFIC 10 will be described. FIG. 2 is a circuit diagram of the first signal processing circuit 11 and the integrating circuit 15 in the distance measuring apparatus according to the present embodiment. FIG. 3 is a circuit diagram of the clamp circuit 13 in the distance measuring apparatus according to the present embodiment. The second signal processing circuit 12 has the same circuit configuration as the first signal processing circuit 11.
[0025]
The first signal processing circuit 11 receives the near-side signal I1 including the stationary light component I0 output from the PSD 5 and removes the stationary light component I0 included therein as shown in FIG. And outputs the near side signal I1. The current (I1 + I0) output from the short distance terminal of the PSD 5 is input to the negative input terminal of the operational amplifier 20 of the first signal processing circuit 11 via the PSDN terminal of the AFIC 10. The output terminal of the operational amplifier 20 is connected to the base terminal of the transistor 21, and the collector terminal of the transistor 21 is connected to the base terminal of the transistor 22. The negative terminal of the operational amplifier 23 is connected to the collector terminal of the transistor 22, and the potential of this collector terminal is connected to the arithmetic circuit 14. Further, the cathode terminal of the compression diode 24 is connected to the collector terminal of the transistor 22, and the cathode terminal of the compression diode 25 is connected to the + input terminal of the operational amplifier 23. Is connected to a first reference power supply 26.
[0026]
A stationary light removing capacitor 27 is externally connected to the CHF terminal of the AFIC 10, and the stationary light removing capacitor 27 is connected to a base terminal of a steady light removing transistor 28 in the first signal processing circuit 11. . The stationary light removing capacitor 27 and the operational amplifier 23 are connected via a switch 29, and the on / off of the switch 29 is controlled by the CPU 1. The collector terminal of the steady light removing transistor 28 is connected to the negative input terminal of the operational amplifier 20, and the emitter terminal of the transistor 28 is connected to the resistor 30 whose other end is grounded.
[0027]
The circuit diagram of the clamp circuit 13 is shown in FIG. The + input terminal of the judgment comparator 37 of the clamp circuit 13 is connected to the collector terminal of the transistor 22 of the second signal processing circuit 12 and to the input terminal of the arithmetic circuit 14 via the switch 38. On the other hand, the − input terminal of the comparator for determination 37 is connected to the collector terminal of the transistor 51 and the cathode terminal of the compression diode 52, similarly to the transistor 22 and the compression diode 24 connected to the + input terminal. It is connected to the input terminal of the arithmetic circuit 14 via 39.
[0028]
Further, a constant current source 41 is connected to the base terminal of the transistor 51, whereby a predetermined clamp level is set, and a current of a predetermined magnitude is input to the base terminal of the transistor 51. This current becomes the base current of the transistor 51, and the collector potential corresponding to the magnitude of the current is input to the-input terminal of the comparator 37 for determination.
[0029]
The switch 39 is connected to the output terminal of the judgment comparator 37, and receives the output signal of the judgment comparator 37. The output terminal of the comparator 37 for determination is connected to the switch 38 via the inverter 40, and the output signal of the comparator 37 for determination is inverted before being input. Therefore, the

switches

38 and 39 are in a relationship in which one is turned on and the other is turned off by the output signal from the comparator 37 for determination.
[0030]
The circuit configuration of the integration circuit 15 is shown in FIG. AFIC10 C_INT The integrating capacitor 6 externally connected to the terminal is connected to the output terminal of the arithmetic circuit 14 via the switch 60, connected to the constant current source 63 via the switch 62, and connected to the output terminal of the operational amplifier 64 via the switch 65. The AFIC 10 is connected to the negative input terminal of the operational amplifier 64, and the potential is output from the SOUT terminal of the AFIC 10. These

switches

60, 62 and 65 are controlled by a control signal from the CPU 1. A second reference power supply 66 is connected to the + input terminal of the operational amplifier 64.
[0031]
The operation of the AFIC 10 configured as described above will be described with reference to FIGS. When the IRED 4 is not emitting light, the CPU 1 turns on the switch 29 of the first signal processing circuit 11. At this time, the steady light component I0 output from the PSD 5 is input to the first signal processing circuit 11, where the current is amplified by an operational amplifier 20 and a current amplifier including transistors 21 and 22, and logarithmically compressed by a compression diode 24. Is converted into a voltage signal, and this voltage signal is input to the negative input terminal of the operational amplifier 23. If the signal input to the operational amplifier 20 is large, the VF of the compression diode increases, so that the signal output from the operational amplifier 23 is large, and thus the capacitor 27 is charged. Then, the base current is supplied to the transistor 28, so that the collector current flows through the transistor 28, and the signal input to the operational amplifier 20 among the signals I0 input to the first signal processing circuit 11 decreases. When the operation of the closed loop is stable, all of the signal I0 input to the first signal processing circuit 11 flows through the transistor 28, and the capacitor 27 stores a charge corresponding to the base current at that time.
[0032]
When the CPU 1 causes the IRED 4 to emit light and turns off the switch 29, the stationary light component I 0 of the signal I 1 + I 0 output from the PSD 5 at this time becomes the transistor 28 to which the base potential is applied by the electric charge stored in the capacitor 27. The near-side signal I1 is amplified by a current amplifier composed of an operational amplifier 20 and transistors 21 and 22, logarithmically compressed by a compression diode 24, converted to a voltage signal, and output. That is, from the first signal processing circuit 11, the stationary light component I0 is removed, and only the near-side signal I1 is output. The near-side signal I1 is input to the arithmetic circuit 14.
[0033]
On the other hand, similarly to the first signal processing circuit 11, the second signal processing circuit 12 removes the stationary light component I0 and outputs only the far-side signal I2. The far-side signal I2 is input to the clamp circuit 13. . The far-side signal I2 input to the clamp circuit 13 is input to the + input terminal of the determination comparator 37 of the clamp circuit 13. The signal output from the constant current source 41 flows as a base current of the transistor 51, and the potential of the collector terminal of the transistor 51 (clamp signal Ic) generated thereby is input to the negative input terminal of the comparator 37 for determination. The near side signal I2 and the clamp signal Ic are compared in magnitude by the comparator for judgment 37, and one of the

switches

38 and 39 is turned on and the other is turned off according to the comparison result. That is, when the near side signal I2 is larger than the clamp signal Ic, the switch 38 is turned on, the switch 39 is turned off, and the near side signal I2c is output as the output signal I2c of the clamp circuit 13. When the magnitude relation is reversed, the switch 38 is turned off, the switch 39 is turned on, and the clamp signal Ic is output as the output signal I2c of the clamp circuit 13.
[0034]
The signal I2c output from the clamp circuit 13 and the near-side signal I1 output from the first signal processing circuit 11 are input to the arithmetic circuit 14, and the arithmetic circuit 14 calculates the output ratio (I1 / (I1 + I2c)). The output is output, and the output ratio is input to the integration circuit 15. When the IRED 4 emits a predetermined number of pulses, the switch 60 of the integrating circuit 15 is turned on, the switches 62 and 65 are turned off, and the output ratio signal output from the arithmetic circuit 14 is supplied to the integrating capacitor 6. It is stored. Then, when the pulse emission of the predetermined number of times is completed, the switch 60 is turned off, the switch 65 is turned on, and the electric charge stored in the integrating capacitor 6 has the opposite potential supplied from the output terminal of the operational amplifier 64. Decreases due to charge. The CPU 1 monitors the potential of the integrating capacitor 6, measures the time required to return to the original potential, determines the AF signal based on the time, and further determines the distance to the object to be measured.
[0035]
FIG. 4 shows the relationship between the AF signal thus obtained and the distance L to the object to be measured. FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the AF signal output from the integration circuit of the distance measuring apparatus according to the present embodiment and the distance to the object to be measured. In the graph shown in this figure, the horizontal axis is the reciprocal (1 / L) of the distance L to the object to be measured, and the vertical axis is the output ratio (I1 / (I1 + I2)), that is, the AF signal. As shown in this figure, when the distance L to the object to be measured is equal to or less than a certain distance L4 (L ≦ L4), the signal output from the clamp circuit 13 is I2, and the output ratio is I1 / (I1 + I2). ), And the output ratio has a substantially linear relationship with the reciprocal (1 / L) of the distance L. The output ratio decreases as the distance L increases (1 / L decreases). When the distance L is equal to or greater than the distance L4 (L ≧ L4), the signal output from the clamp circuit 13 is Ic, and the output ratio is I1 / (I1 + Ic). The output ratio becomes smaller. As described above, if the clamp circuit 13 is used, the distance L to the object to be measured can be uniquely and stably determined from the output ratio (AF signal).
[0036]
The CPU 1 calculates a distance signal representing the driving amount of the photographing lens 8 based on the AF signal thus obtained, and sends the distance signal to the lens driving circuit 7 to focus the photographing lens 8 on a focusing operation. Let it. FIG. 5 is an explanatory diagram of conversion from an AF signal to a distance signal in the distance measuring apparatus according to the present embodiment. In the graph shown in this figure, the horizontal axis is the reciprocal (1 / L) of the distance L to the object to be measured, the left vertical axis is the AF signal, and the right vertical axis is the distance signal. Further, this graph shows the relationship between the distance L and the AF signal and the relationship between the distance L and the distance signal. In particular, the distances L2, L3, L4, and L5 (where L2 <L3 <L4 <L5) For each, the AF signals are y2, y3, y4, and y5, respectively, and the distance signals are x2, x3, x4, and x5, respectively.
[0037]
Here, in each of the range of distance L ≦ L4 and the range of distance L> L4, the AF signal has a substantially linear relationship with the reciprocal of the distance L (1 / L). The signal has a substantially linear relationship with the reciprocal (1 / L) of the distance L. Therefore, in each of the range of distance L ≦ L4 and the range of distance L> L4, the relationship between the AF signal and the distance signal is also substantially linear.
[0038]
Therefore, the magnitude of the AF signal y is compared with the reference level COUNT_B for judging the presence or absence of the clamp effect, which is determined by the reference object reflectance (36%). Convert to a distance signal x. In the case of the reference object reflectance, the distance L corresponding to the clamp effect presence / absence determination reference level COUNT_B is L4, and COUNT_B is equal to y4. That is, in the range of the distance L ≦ L4,
[0039]
(Equation 1)

[0040]
(Equation 2)

Distance signal x from AF signal y based on
[0041]
(Equation 3)

It is calculated by the following conversion formula. In the range of distance L> L4,
[0042]
(Equation 4)

[0043]
(Equation 5)

Distance signal x from AF signal y based on
[0044]
(Equation 6)

It is calculated by the following conversion formula. The parameters A2 (equation (1)), B2 (equation (2)), A3 (equation (4)) and B3 (equation (5)) are obtained at the time of manufacture for each camera in which this distance measuring device is incorporated. , EEPROM2 and the like. Then, these parameters are read out by the CPU 1 at the time of distance measurement, and the calculation of the expression (3) or (6) is performed to convert the AF signal y to the distance signal x.
[0045]
However, since the distance L5 is large (for example, 10 m or more), it is difficult to set the distance L5 for each camera and actually measure and obtain the AF signal y5 and the distance signal x5. It is difficult to obtain each of the equations (4) and (5). Therefore, in the present embodiment, the parameters A3 and B3 are obtained for each camera as follows.
[0046]
When there is a variation in the amount of light emitted from the IRED 4 and the relative positional relationship between the IRED 4 and the PSD 5, the amount of the clamp signal Ic in the clamp circuit 13 is fixed so that the clamp effect start distance is constant. It is also conceivable to adjust the clamp by changing the level, or to adjust the amount of light emitted from the IRED 4. However, in such a case, it is necessary to change and measure several types of clamp levels in order to determine the clamp, so that it takes time for adjustment, and the cost increases because the circuit scale becomes large. There are also various problems such as complicated control. Therefore, in the present invention, a conversion equation from the AF signal y to the distance signal x is obtained as follows without performing the clamp adjustment while keeping the level of the clamp signal Ic in the clamp circuit 13 constant.
[0047]
Next, a method of adjusting the distance measuring apparatus according to the present embodiment, that is, a method of obtaining the parameters A2, B2, A3, and B3 will be described. FIG. 6 is an explanatory diagram of an adjustment method of the distance measuring apparatus according to the present embodiment, that is, a method of obtaining the parameters A3 and B3.
[0048]
First, since the distances L2 and L3 to the object to be measured are about several meters, the AF signals y2 and y3 and the distance signals x2 and x3 can be easily measured and obtained for each camera, and based on the result, The parameters A2 and B2 are obtained according to the equations (1) and (2), respectively.
[0049]
Next, a coefficient of the AF signal is obtained from the difference between the design value and the measured value of the AF signal. That is, assuming that the design values of the AF signals for the distances L2 and L3 are KS2 and KS3, respectively, the inclination coefficient KK is
[0050]
(Equation 7)

And the translation coefficient HK is
[0051]
(Equation 8)

Is obtained. Then, based on the output ratio design value SS2 for the distance L2, the output ratio design value SS3 for the distance L3, and the AF signal design value KSC for the clamp effect actual measurement distance LC, the clamp effect actual measurement when the clamp circuit 13 is not operating. The output ratio SSC to the distance LC is
[0052]
(Equation 9)

Ask for. Further, the output ratio SDC when the clamp effect is present with respect to the clamp effect actual measurement distance LC when the clamp circuit 13 is operating is calculated by using the measured value yc of the AF signal with respect to the clamp effect actual measurement distance LC.
[0053]
(Equation 10)

Ask for.
[0054]
Next, assuming that the near-side signal I1 output from the PSD 5 for the clamp effect measured distance LC is CHNC and the clamp current (either the measured value or the design value is CL),
[0055]
[Equation 11]

Therefore, from this, as an expression representing CHNC,
[0056]
(Equation 12)

Is obtained. When the far-side signal I2 output from the PSD 5 with respect to the clamp effect actual measurement distance LC is CHFC,
[0057]
(Equation 13)

Therefore, from this, as an expression representing CHFC,
[0058]
[Equation 14]

Is obtained.
[0059]
Next, the distance coefficient ND of the input current ratio from the object to be measured when the reflectance is different is obtained as follows. In other words, if the actual measured reflectivity of the clamp effect is different,Reference object reflectanceIs SR, and the reflectance at the time of actual measurement of the clamp effect amount is MR, and ND is
[0060]
(Equation 15)

It is calculated by the following formula. Alternatively, when the incident light is extinguished during the actual measurement of the clamp effect amount, the filter drop rate is set to DR (%), and ND is set to
[0061]
(Equation 16)

It is calculated by the following formula. Then, based on this ND, the adjustment distance L5 is
[0062]
[Equation 17]

It is calculated by the following formula.
[0063]
Next, the unclamped output ratio SS5 at the adjustment distance L5 is calculated based on the design value KS5 of the AF signal at the adjustment distance L5.
[0064]
(Equation 18)

The near side signal CHN5 at the adjustment distance L5 is calculated by the following equation:
[0065]
[Equation 19]

The far-side signal CHF5 at the adjustment distance L5 is obtained by the following equation:
[0066]
(Equation 20)

It is calculated by the following formula. Then, the output ratio with clamp SD5 at the adjustment distance L5 is calculated as follows:
[0067]
(Equation 21)

The clamped AF signal value y5 at the adjustment distance L5 is calculated by the following equation:
[0068]
(Equation 22)

It is calculated by the following formula.
[0069]
Next, considering only the change in the light amount assuming that the change in the output ratio of each of the distances L5 and L4 is small, from the relational expression CHF = CL, the distance L4 at which the effect of the clamp by the clamp circuit 13 appears is:
[0070]
(Equation 23)

Is obtained. Further, in this case, the measurement is not performed at the distance L4, and it is assumed that the straight line extends from the distance L2 to the distance L4.
[0071]
[Equation 24]

It is calculated by the following formula. Here, LD is the distance between the film surface and the principal point of the light receiving lens.
[0072]
Next, assuming that the distance signal design value at the distance L3 is x3 and the distance signal design value at the distance of infinity is 0, the adjustment coefficient A of the distance signal is
[0073]
(Equation 25)

From this, the distance signal design value x4 at the distance L4 at which the effect of the clamp appears is:
[0074]
(Equation 26)

The distance signal design value x5 at the adjustment distance L5 is
[0075]
[Equation 27]

Is represented by
[0076]
And, from the above, parameters A3 and B3 are
[Equation 28]

[0077]
(Equation 29)

It is calculated by the following formula.
[0078]
By using the conversion equation (Equation (6)) using the parameters A3 and B3 obtained in this way, it is possible to convert the AF signal x to the distance signal y with high accuracy. Therefore, the level of the clamp signal Ic may be kept constant in the clamp circuit 13, the adjustment time is short, the circuit scale is not increased, and the control is easy. Further, in the range of distance L ≧ L4, the reference level COUNT_B, the adjustment distance L5 and the AF signal y5 at the distance L4 need only be obtained by calculation, and only the AF signal yc for the distance LC needs to be measured. The adjustment can be performed in a short time.
[0079]
Next, a calculation example of the AF signal and the distance signal in the distance measuring apparatus according to the present embodiment will be described. 7 to 9 each show a case where the distance between the PSD 5 and the center of the light receiving lens arranged in front of the PSD 5 has changed. FIG. 7 shows that the PSD 5 is in a designed position (distance 0.2225 mm). 8) is a graph showing calculation results of the AF signal and the distance signal with respect to the distance L in the case where the PSD 5 is located at the far side position (distance 0.3025 mm). FIG. 9 is a graph showing respective calculation results, and FIG. 9 is a graph showing respective calculation results of the AF signal and the distance signal with respect to the distance L when the PSD 5 is at the near side position (distance 0.1425 mm).
[0080]
10 to 12 each show a case where the light amount of the infrared light output from the IRED 4 fluctuates. FIG. 10 shows an AF signal with respect to the distance L when the light amount of the IRED 4 is as designed (light amount 1). FIG. 11 is a graph showing calculation results of the AF signal and the distance signal with respect to the distance L when the light amount of the IRED 4 is larger than the design value (light amount 1.25). FIG. 12 is a graph showing the calculation results of the AF signal and the distance signal with respect to the distance L when the light amount of the IRED 4 is smaller than the design value (light amount 0.75).
[0081]
In each of FIGS. 7 to 12, (a) is a graph showing the relationship between the AF signal and the distance L, and (b) is the parameter A2, B2, It is a graph which shows the distance signal calculated | required from the AF signal using A3 and B3.
[0082]
As shown in these figures, when the method of adjusting the distance measuring apparatus according to the present invention is used, even if the relative positional relationship between the IRED 4 and the PSD 5 changes, or the amount of infrared light output from the IRED 4 is reduced. Even if it fluctuates, when the distance L increases, the distance signal always decreases, and good results are obtained.
[0083]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, the light beam output from the light emitting means toward the object to be measured is reflected by the object to be measured, and the reflected light is transmitted to the object to be measured by the light receiving means. Is received at a light receiving position corresponding to the distance up to, based on the light receiving position, based on the light receiving position, the far-side signal I2 which is a larger value as the distance is longer if the received light amount is constant, and the distance is short if the received light amount is constant The near side signal I1 having a larger value is output. The far-side signal I2 is compared by the clamp means with the level Ic of the clamp signal. If the level of the far-side signal I2 is higher than the level Ic of the clamp signal, the far-side signal I2 is output as it is. Outputs the clamp signal Ic. The calculating means calculates the ratio between the near side signal I1 and the signal Ic2 output from the clamping means, and the output ratio signal is calculated.The output ratio signal is integrated to obtain an AF signal, and the AF signal is obtained.Is output.
[0084]
And by the conversion means,AF signalIs closer than the clamp effect presence / absence determination reference level determined by the reference object reflectance, according to the first conversion formula, otherwise, according to the second conversion formula,AF signalIs converted into a distance signal corresponding to the distance and output. Here, the second conversion equation isA clamp capable of confirming the clamp effect by the clamp means for an object having an AF signal measured value at a distance closer to the reference level for judging the presence or absence of the clamp effect and a reflectivity MR at the time of actual measurement of the clamp effect amount smaller than the reference object reflectance SR. AF signal measured value arranged and measured at the effect measurement distance LC, AF signal design value and output ratio design value at a distance closer to the clamp effect presence / absence determination reference level, AF signal design value at the clamp effect measurement distance LC, The level of the clamp signal and the distance (LC / ( MR / SR ) ^1/2 AF signal design value in)Is determined based on If the distance measuring device is incorporated in a camera and used for automatic focusing, the focusing of the photographing lens is controlled based on the distance signal.
[0085]
With such a configuration, it is possible to obtain the same distance measurement result as that of the conventional light amount and distance measurement combined method without increasing the circuit scale and in a short time, and it is unique even if the distance to the distance measurement object is large. The distance can be obtained accurately and stably. Further, in the adjusting method of the distance measuring device, only the parameters of the first conversion formula and the amount of the clamp effect are obtained based on the actual measurement,A measured value of an AF signal measured by arranging an object having a reflectance MR at the time of actual measurement of the clamp effect amount smaller than the reference object reflectance SR at a clamp effect actual measurement distance LC at which the clamp effect by the clamp means can be confirmed.Since the second conversion formula is determined based on the following formula, there is no need to perform actual measurement when the distance to the distance measurement target is large, a large adjustment room for actual measurement is not required, and the AF signal (output A conversion equation from the ratio signal to the distance signal can be easily obtained in a short time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a distance measuring apparatus according to an embodiment.
FIG. 2 is a circuit diagram of a first signal processing circuit and an integrating circuit in the distance measuring apparatus according to the embodiment.
FIG. 3 is a circuit diagram of a clamp circuit in the distance measuring apparatus according to the embodiment.
FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between an AF signal output from an integration circuit of the distance measuring apparatus according to the embodiment and a distance to a distance measurement target.
FIG. 5 is an explanatory diagram of conversion from an AF signal to a distance signal in the distance measuring apparatus according to the embodiment.
FIG. 6 is an explanatory diagram of a method of adjusting the distance measuring device according to the embodiment.
FIG. 7 is a graph showing calculation results of an AF signal and a distance signal with respect to a distance L when the PSD 5 is at a designed position.
FIG. 8 is a graph showing calculation results of an AF signal and a distance signal with respect to a distance L when the PSD 5 is at a far side position.
FIG. 9 is a graph showing calculation results of an AF signal and a distance signal with respect to a distance L when the PSD 5 is at a near side position.
FIG. 10 is a graph showing calculation results of an AF signal and a distance signal with respect to a distance L when the light amount of the IRED 4 is as designed.
FIG. 11 is a graph showing calculation results of an AF signal and a distance signal with respect to a distance L when the light amount of the IRED 4 is larger than a design value.
FIG. 12 is a graph showing calculation results of an AF signal and a distance signal with respect to a distance L when the light amount of the IRED 4 is smaller than a design value.
FIG. 13 is a configuration diagram of a distance measuring apparatus according to a first related art.
FIG. 14 is a diagram showing a relationship between an AF signal output from an integration circuit of the first related art and a distance to a distance measurement target.
FIG. 15 is a configuration diagram of a distance measuring apparatus according to a second related art.
FIG. 16 is a configuration diagram of a distance measuring apparatus according to a third related art.
FIG. 17 is an explanatory diagram of a measurement error due to a shift in a relative positional relationship between the IRED and the PSD.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... CPU, 2 ... EEPROM, 3 ... driver, 4 ... IRED (light emitting diode), 5 ... PSD (position detection element), 6 ... integration capacitor, 7 ... lens drive circuit, 8 ... photographic lens, 10 ... AFIC (automatic) Focusing IC), 11: first signal processing circuit, 12: second signal processing circuit, 13: clamp circuit, 14: arithmetic circuit, 15: integrating circuit.

Claims

Light emitting means for outputting a light beam toward the object to be measured;
The reflected light of the luminous flux projected on the distance measuring object is received at a light receiving position corresponding to the distance to the distance measuring object, and based on the light receiving position, the distance is determined if the received light amount is constant. A far-side signal having a larger value as the distance increases, and a light-receiving unit that outputs a near-side signal having a larger value as the distance decreases if the amount of received light is constant,
The far-side signal is input and compared with the level of a clamp signal. If the level of the far-side signal is equal to or higher than the level of the clamp signal, the far-side signal is output as it is. Clamping means for outputting a signal;
Calculating means for calculating a ratio between the near side signal and the signal output from the clamping means to obtain an output ratio signal, integrating the output ratio signal to obtain an AF signal, and outputting the AF signal ;
According to a first conversion equation if the AF signal is near side than the clamping effect presence determination reference level defined by the reference subject reflectivity, otherwise in accordance with the second conversion equation, the AF signal Conversion means for converting to a distance signal according to the distance,
With
An object in which the second conversion formula has an AF signal measurement value at a distance closer to the reference level for judging the presence or absence of the clamp effect and an actual measured reflectance MR of the clamp effect amount smaller than the reference subject reflectance SR. Is measured at a clamp effect actual measurement distance LC where the clamp effect by the clamp means can be confirmed, an AF signal design value and an output ratio design value at a distance closer than the clamp effect presence / absence determination reference level. , Determined based on the AF signal design value at the clamp effect measured distance LC, the level of the clamp signal, and the AF signal design value at the distance (LC / ( MR / SR ) ^1/2 ).
A distance measuring device characterized by the above-mentioned.

Light emitting means for outputting a light beam toward the object to be measured;
The reflected light of the luminous flux projected on the distance measuring object is received at a light receiving position corresponding to the distance to the distance measuring object, and based on the light receiving position, the distance is determined if the received light amount is constant. A far-side signal having a larger value as the distance increases, and a light-receiving unit that outputs a near-side signal having a larger value as the distance decreases if the amount of received light is constant,
The far-side signal is input and compared with the level of a clamp signal. If the level of the far-side signal is equal to or higher than the level of the clamp signal, the far-side signal is output as it is. Clamping means for outputting a signal;
Calculating means for calculating a ratio between the near side signal and the signal output from the clamping means to obtain an output ratio signal, integrating the output ratio signal to obtain an AF signal, and outputting the AF signal ;
When the AF signal is closer to the clamp effect presence / absence determination reference level determined by the reference object reflectance, the AF signal is converted according to the first conversion formula, otherwise, according to the second conversion formula. Conversion means for converting to a distance signal according to the distance,
A method for adjusting a distance measuring device comprising:
Calculating the first conversion formula based on actual measurement;
An object having an AF signal measurement value at a distance closer than the clamp effect presence / absence determination reference level and an actual measured reflectance MR that is smaller than the reference subject reflectance SR by using the second conversion formula . Is measured at a clamp effect actual measurement distance LC where the clamp effect by the clamp means can be confirmed, an AF signal design value and an output ratio design value at a distance closer than the clamp effect presence / absence determination reference level. Determined based on the AF signal design value at the clamp effect actual measurement distance LC, the level of the clamp signal, and the AF signal design value at the distance (LC / ( MR / SR ) ^1/2 ).
A method for adjusting a distance measuring device, comprising: