JPH0465628A - 移動速度検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、たとえば被写体の移動速度検出装置、さら
に詳しくは、焦点検出出力にもとづいて撮影レンズを合
焦位置に駆動するカメラの自動焦点撮影装置などに応用
され、前記撮影レンズの光軸方向への被写体移動にとも
なう焦点ずれを防くために被写体の移動速度を検出する
被写体の移動速度検出装置に関する。

［従来の技術］ 従来、撮影レンズの光軸方向に移動する被写体を撮影し
ようとした場合、そのレリーズタイムラグ中の被写体移
動にともなって焦点ずれか発生するという欠点かあった
。

そこで、この焦点ずれを防ぐものとして、たとえば特開
昭６３−１５９８１７号公報に、第ルリーズ信号に応答
して測距動作を複数回行い、露光開始時の被写体の位置
を予測して撮影レンズを駆動するようにしたものか開示
されている。また、カメラ以外の分野では、たとえば特
開昭６２−２３２５７１号公報に示されるように、赤外
線を被測定物に投射し、その反射信号にもとづいて被測
定物の移動速度を検出する方法が提案されている。

こ二て、上記した特開昭６３−１５９８１７号公報を例
に、従来の速度検出装置について説明する。

第８図において、１は被写体であり、２〜４はそれぞれ
測距装置を構成する測距用光学系、発光素子駆動回路、
距離演算回路である。

すなわち、測距用光学系２に含まれる赤外発光ダイオ−
）”（ＩＲＥＤ）２ａが発光素子駆動回路３によりドラ
イブされると、ＩＲＥＤ２ａからの光か投光用レンズ２
ｂを介して被写体１に投光される。この被写体１に投光
された光はそこで反射された後、受光レンズ２Ｃによっ
て集光され、光位置検出素子（ＰＳＤ）２ｄ上に結像さ
れる。すると、ＰＳＤ２ｄからは、上記反射信号光の入
射位置に応した信号電流１１，１２がａカされる。

そして、この信号電流Ｉ、、Ｉ２を距離演算回路４によ
って処理することにより、被写体１まての距離か求めら
れる。

速度検出装置では、タイミング回路５にしたかって上述
のことき測距動作か所定の時間間隔て縁り返えされる。

そして、それぞれの測距結果を距離データ記憶回路６に
記憶した後、所定時間内に被写体１かどれだけ位置を変
位させたかを計算することにより、その移動速度か検出
される。

なお、二の速度検出装置は、速度変化をも判定するため
に、次数判定回路７ａと１次関数決定回路７ｂと２次関
数決定回路７ｃとからなる専用の関数決定回路７を具備
するとともに、撮影時点（露光開始時）における被写体
距離を予測するだめの距離予測演算回路８、およびそれ
らを制御する制御回路９などを含むものであった。

［発明か解決しようとする課題］ 上記した従来の速度検出装置においては、測距時間が無
視てきるほど小さく、しかも測距結果にまった１く誤差
かない場合には有効であった。

しかしながら、実際には、これらを考慮しなければなら
す、また以下のような欠点かあった。すなわち、距離デ
ータからその被写体１の運動速度の関数の次数を厳密に
求めるためには複雑な回路を必要とし、高価となる。ま
た、ワンデツプマイコン（たとえば、ＣＰＵ）などを用
いてソフト上の演算を行うようにした場合には、その演
算時間か無視てきす、自動車のような高速度で移動する
物体の速度を検出することか不可能となる。

このような理由から、速度検出装置において求められる
のは、測距誤差か極めて小さく、しがち高速度にて測距
動作か可能な測距装置である。ところか、電子回路には
必すノイズか存在し、簡単には理想的な測距装置を作成
することかできない。

これに対し、本願出願人により、積分によるノイズ相殺
効果によって高精度のオートフォーカスを実現する提案
（たとえば、特開昭６３１３２１１０号公報参照）かす
でになされている。

しかし、この提案のように、Ｉ　ＲＥＤを何度も発光さ
せる測距方式では、やはりタイムラグが長くなるため、
速度検出装置には適さないものであった。

第９図は、従来の測距方式を採用した一般的な速度検出
動作を示すものである。

すなわち、１回の測距動作たけでは精度の確保か困難な
場合、複数回の測距動作を行うことにより、測距結果に
ランダムにのってくるノイズ成分を相殺することかでき
る。ところが、第７図に示すように、（イ）のタイミン
グにて複数回（ここでは、たとえば４回）の測距動作を
行うと、それたけてタイムラグを生じてしまう。その上
、４回の測距動作の間に被写体距離も変化するため、動
体の測距に有効な方法とは言い難い。

また、（ロ）のタイミングにて前述の４回の測距結果か
ら正確な測距結果を求める距離演算動作の際にも、それ
なりのタイムラグを生しる。

（ロ）のタイミングに続いて、（イ）のタイミングと同
様の（ハ）のタイミングにて４回の測距動作を行い、（
ニ）のタイミングにてその結果がら正確な測距結果を求
める距離演算動作を行った後、それら２回の演算結果か
ら被写体の移動速度を求めようとすると、さらに速度演
算動作のための（ホ）のタイミングか必要となり、非常
に長い速度検出時間を要することになる。

また、動体を測距しているため、測距中の動体変化によ
って何度も測距を繰り返す利点が失われることにもなる
。

したかって、高精度で、しかもタイムラグを短くして測
距を行い、被写体の速度検出を従来と同様の考え方で行
うには大きな困難が予想された。

また、被写体が同じ速度で移動している場合、従来の速
度検出装置では、カメラの自動焦点撮影装置に応用した
際に次のような問題点があった。

第１０図に示すように、一般の撮影レンズでは、被写体
距離ｐとレンズの焦点距離ｆＬ、およびフィルムとレン
ズ間の距離（繰り出し量）Ｋとの間に、 Ｋ　１−ｆＬ’ つまり、 Ｋ−ｆＬ　　　・１／１ の関係が成り立つ。

したがって、同一のシャッタータイムラグの間に１ｍ移
動する被写体の場合、それが３ｍから２ｍに移動する場
合と、２ｍから１ｍに移動する場合とでは、近距離はど
ピンボケのひどさは大きくなる。このため、近距離にあ
る被写体に対して、遠距離と同様に同じタイムラグで速
度検出をしていると、動体予測による繰り出し補正量が
大きくなりす−ぎて誤差が大きくなったり、極端な場合
には露光が始まるタイミングにおいて被写体がカメラの
位置を通り過ぎてしまい、結局、撮影が失敗に終わると
いう可能性があった。

また、ＩＲＥＤを発光させて測距を行う、いわゆるアク
ティブ方式の場合、測距動作の間隔、つまりＩ　ＲＥＤ
の発光間隔をつめると、Ｉ　ＲＥＤが駆動電流によって
加熱され、光量の低下または破壊されるという問題があ
り、簡単には、速度検出のための測距動作の間隔を短く
することは不可能であった。

この発明は、測距装置には必ず測距誤差とタイムラグと
かあり、また測距結果の読み出しや演算にも時間がかか
るという欠点、および同一速度にて移動する被写体の場
合、遠距離にあるよりも近距離にある場合のほうがタイ
ムラグの影響が出やずいという点に鑑みなされたもので
、高精度で、かつ高速に被写体の移動速度を検出するこ
とかでき、しかも比較的に簡易な構成で実現し得るとと
もに、近距離にある被写体を測距する場合において問題
となるタイムラグの影響を軽減することが可能な被写体
の移動速度検出装置を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、この発明の被写体の移動
速度検出装置にあっては、被写体に向けて繰り返し投光
する投光手段と、この投光手段の投光による上記被写体
からの反射光を受光し、上記被写体距離に依存した値を
出力する測距手段と、この測距手段の初期の出力にもと
づいて上記投光手段の投光間隔もしくは投光回数を可変
する投光可変制御手段と、上記測距手段の出力を積分す
る積分手段と、この積分手段の出力にもとづいて上記被
写体の上記投光手段の光軸方向に対する移動速度を演算
する速度演算手段とから構成されている。

［作用コ この発明は、上記した手段により、複数回の測距動作に
かかる積分出力から被写体の移動速度を求める場合に被
写体距離に応じて測距動作の間隔もしくは回数を可変で
きるようになるため、ノイズに強く、かつ短い時間での
処理が可能となるとともに、精度の低下をまねくことな
くタイムラグを短縮し得るものである。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明
する。

第１図は、この発明にかかる被写体の移動速度検出装置
の概略構成を示すものである。

すなわち、ＣＰＵ１１はこの装置全体の制御を司るもの
であり、このＣＰＵＩ　１には、タイミング回路１３、
距離演算回路（ＡＦ回路）１４、および減算回路１５が
接続されている。また、距離演算回路１４と減算回路１
５との間には、スイッチｓｗ１．ｓｗ２および第１．第
２の積分回路１６．１７がそれぞれ並列に接続されてい
る。

タイミング回路１３は、ＣＰＵＩ　１の制御のもとに、
上記距離演算回路１４、スイッチＳＷＩ。

ＳＷ２、およびドライバ１８を動作せしめるものである
。

ドライバ１８は、上記タイミング回路１３からの指示に
したかって、測距用光学系１２に含まれる赤外発光ダイ
オード（ＩＲＥＤ）１２ａを駆動するものである。

測距用光学系１２は、上記ＩＲＥＤ１２ａと、このＩＲ
ＥＤ１２ａからの光（赤外光信号）を被写体１０に向け
て投光する投光用レンズ１２ｂと、上記被写体１０から
の゛反射光を集光する受光レンズ１２ｃと、この受光レ
ンズ１２ｃで集光された反射信号光の入射位置に応じた
信号電流Ｉｌ＋Ｉ２を発生する光位置検出素子（ＰＳＤ
）１２ｄとから構成されている。

距離演算回路１４は、上記ＩＲＥＤ１２ａの発光にもと
づ＜　ＰＳＤユ２ｄの出力信号、つまりタイミング回路
１３からの指示にしたがって定常光成分より信号光成分
を抜き出してこれをアナログ的に演算することにより、
被写体１０まての距離ｇを求めるものである。

第１の積分回路１６は、上記タイミング回路１３からの
指示によってスイッチＳＷＩかオシ（閉成）されること
により供給される、上記距離演算回路１４における測距
結果を順次積分するものである。

第２の積分回路１７は、上記タイミング回路１３からの
指示によってスイッチＳＷ２かオシ（閉成）されること
により供給される、上記距離演算回路１４における測距
結果を順次積分するものである。

減算回路１５は、上記第１．第２の積分回路１６．１７
よりそれぞれ供給される積分出力の差を求めるものであ
る。

ＣＰＵＩ　１は、上記減算回路１５の出力にもとづいて
、被写体１０の光軸方向に対する移動速度を見出するも
のである。

また、ＣＰＵＩＩは、距離演算回路１４より供給される
最初の距離演算出力（測距結果）にもとづいて、上記タ
イミング回路１３に対し、測距動作の間隔もしくは回数
の設定を行うようになっている。すなわち、ＣＰＵＩ　
１は、被写体１ｏまての距離Ωに応じて、ＩＲＥＤ１２
ａの発光間隔または発光回数を可変させるとともに、そ
の発光動作に同期させて、第１．第２の積分回路１６１
７ての積分タイミング（スイッチ５ＷＩＳＷ２の切り換
え）を制御するようになっている。

ここで、本発明による、測距動作の間隔もしくは回数を
可変する考え方について説明する。

まず、測距動作においては、その間隔を十分にとらない
と、前述のように、Ｉ　ＲＥＤの加熱によって信号光の
光量が減少される。

一般に、アクティブ方式の測距装置の場合、投光する光
量と、回路ノイズまたは外光ノイズの影響とにより、被
写体が遠距離にあるほど、精度の劣化が大きくなる。こ
れに対し、近距離の場合については、投光する信号光量
は遠距離の場合はど必要としないため、多少の光量低下
は問題とならない。逆に、測距動作の間隔を短くするこ
とは、前述のタイムラグ対策としては有効である。そこ
で、近距離の場合にあっては光量よりもタイムラグを重
視する、つまり６１距動作の間隔を短くして速度検出を
行おうとするものである。

一方、測距動作の回数を増加させることは、前述したよ
うに、遠距離にある被写体に対するＳ／−Ｎ比の劣化の
防止につながる。すなわち、測距動作の間隔の場合と同
様の理由から、近距離にある被写体に対しては十分なＳ
／Ｎ比が得られていることになり、測距動作を何度も繰
り返して精度を上げる必要はない。したかって、近距離
の場合には、測距動作の回数の増加によるＳ／Ｎ比の向
上上りも、タイムラグの短縮を重視することか可能とな
る。そこで、近距離の場合にあっては、測距動作の回数
を減らして速度検出を行おうとするものである。

以上のような考え方により、タイミング回路１３に設定
される時間間隔もしくは回数にしたかって、ＩＲＥＤ１
２ａか複数回発光されるようにしている。そして、その
発光のたびに、被写体距Ｍｌｌの算出およびその積分出
力か求められることにより、近距離の被写体に対して、
より効果のある速度検出が可能となる。

第２図は、上記第１．第２の積分回路１６゜１７におけ
る積分結果の一例を示すものである。

ここでは、縦軸が被写体距離（ｇ）、横軸が時間（１）
であり、直線（Ｎ（ｔ））は被写体１０が等速度で運動
する場合のｇ対ｔの関係を示している。なお、この図に
おけるｔの時間幅を最初の被写体距離ｇ１に応じて変化
させるのが本発明の測距動作の間隔を可変することであ
り、また６回として示している測距動作を最初の被写体
距離ρ１に応じて変化させるのが本発明の測距動作の回
数を可変することである。

この実施例の場合、実際には、スイッチＳＷＩ。

ＳＷ２とを交互にオンさせることによって積分動作を行
うか、ここでは理解を容易なものとするために、まず、
最初の３回の測距結果は第１の積分回路１６で、次の３
回の測距結果は第２の積分回路１７で積分する場合につ
いて説明する。

第２図（ａ）においては、時間０、ｔ、２ｔ。

３ｔ、４ｔ、５ｔにおける各測距結果をそれぞれｇｌ、
Ｉ２、Ｉ３、Ｒ４、Ｉ５、ｇつとして表し、測距結果に
誤差がない場合を例に示している。

この場合の測距結果ｇｌＳ９２、Ｉ１３についての積分
結果は、右上り斜線部Ｓ１の面積となり、測距結果１１
４、Ｉｓ、ｆｌ−についての積分結果は、右上り斜線部
Ｓ２の面積となる。

このときの面積Ｓ１と面積Ｓ２との差（積分出力の差）
を取ると、面積Ｓ１上に右下がり斜線部Ｓ、で示す面積
が求められる。この面積Ｓ、が速度情報となる。

すなわち、図に示す如く、たとえば１．−１２．１２−
１１．１）　３−１０、Ｉ４−９、Ｊ？ｓ　−８，１６
−７と、単位時間ｔの間に被写体１０が１つずつ近付い
ているとすると、面積Ｓ１および面積Ｓ２は、それぞれ Ｓ　＋　−１０＋１１　＋　１２−３３　　　　・・・
（１）ｓ２−７＋８＋９−２４　　　　　　　　　・・
・　（２）となる。したがって、面積Ｓ、は、 Ｓ、　　−８，−５２−９・・・　（３）となる。

この結果より、面積Ｓ、、Ｓ２の積分の開始タイミング
の差は３ｔであり、積分回数かそれぞれ３回であること
により、速度Ｖは、 ｖ　−３３／　３　ｔ　Ｘ　３　＝　９　／　９　ｔ　
＝　１　／　ｔ・・・　（４） として求めることができる。

第２図（ｂ）は、時間０、ｔ、２ｔ、３ｔ。

４ｔ、５ｔにおける各測距結果１”　ｌ　、Ｄ　’　２
．１　’　３、Ｉ）　’　４　、Ω　５　％　’Ｉ　’
　６にランダムノイズがのった場合を例に示している。

この場合、積分によるノイズ相殺効果により、面積３＋
　、は、 Ｓ　’　３１１！１８’　ｒ　−８’　２→５３１９　
　・・・（５）となるため、上記（４）式と同様に、単
位時間ｔあたりの位置は１つだけ変化するという速度検
出が、各測距結果の不正確さにもかかわらず可能となる
。

次に、基本的には、第２図を参照して説明した２つの積
分出力の差による測距方式と同じ考え方で、より高精度
の速度検出を可能とする本発明の動作について説明する
。

特に、Ｉ　ＲＥＤの光を被写体に投光して測距を行うよ
うな、いわゆるアクティブ方式のＡＦの場合、被写体が
遠距離にあるほどＳ／Ｎ比が劣化して精−度が悪くなる
。このため、第２図で示したように、積分動作をＩ＋、
Ｉ２．Ｄｓの遠距離側をワンセットとして行ったときと
、ｆｌ　４　＊　’Ｄ　％　＋Ｎｂの近距離側をワンセ
ットとして行ったときとでは、２つの積分結果に精度の
差が大きく現れてく　　る　。

そこで、本発明においては、１回目の測距結果Ｉ１１に
ついては第１の積分回路１６で、２回目の測距結果ｆ！
２については第２の積分回路１７で、３回目の測距結果
ｇ３については再び第１の積分回路１６でというように
、測距動作のたびに第１゜第２の積分回路１６．１７を
切り換えて積分動作を行うようにしている。このように
、奇数回目の測距結果は第１の積分回路１６で積分し、
偶数回目の測距結果は第２の積分回路１７で積分するこ
とにより、２つの積分結果の誤差のバランスを取ること
ができる。

第３図は、本発明にがかる測距動作と積分動作とのタイ
ミングを具体的に示すものである。

すなわち、測距動作ごとに、第１の積分回路１６による
積分動作１と第２の積分回路１７による積分動作２とが
図示のようなタイミングで繰り返されるようになってい
る。この場合、従来の速度検出装置（第９図参照）と比
しても距離を算出する過程が不要となるため、同じ時間
で速度検出を行う場合において、より多くの積分による
ノイズ相殺効果が期待できる。また、１回の測距動作ご
との被写体位置の変化をもはじめから考慮しているため
、はるかに高精度の速度検出か可能となる。

この積分動作１，２は、前述のように、ＩＲＥＤ１２ａ
が発光されるごとにスイッチＳＷＩ、ＳＷ２の開成／閉
成がタイミング回路１３によって制御され、距離演算回
路１４からの測距結果か順に各積分回路１６．１７に供
給ごれることにより行われる。

一連の測距動作か終了されると、第１．第２の積分回路
１６．１７からの積分出力の差か減算回路１５にて求め
られ、前記第２図を参照して説明した面積Ｓ３に相当す
る速度情報か算出される。

この場合の速度情報（面積Ｓ３）を、上記（５）式にな
らって求めると、 Ｓ３　＝　（＋２＋ｌＯ＋８）−（Ｉｌ＋　９＋７）＝
３　　・・・（６）となる。このとき、上記（４）式の
場合とは異なり、各積分回路１６．１７の積分タイミン
グの差はｔとなるが、積分回数は同様に３回ずつなので
、最終的に求められる速度■は、 ｖ　−５３／　ｔ　Ｘ　３　＝　１　／　ｔ　　　　　
　　−（７）となる。したがって、上記（７）式は上記
（４）と同じになり、第２図を参照して説明した場合と
同様な結果が得られる。

第４図は、上記測距用光学系１２の構成の詳細を示すも
のである。

この測距用光学系１２は、公知の一点用測距装置を構成
するものであり、被写体１０にＡＦ用光を投光する、い
わゆるアクティブ方式となっている。

今、ＩＲＥＤ１２ａが発光されると、その光はＡＦ用光
となって投光用レンズ１２ｂを介して被写体１０に投光
される。すると、このＡＦ用先は被写体１０によって反
射され、受光レンズ１２ｃを介して集光されることによ
りＰＳＤ１２ｄ上に像となって結ばれる。

この場合、反射光の入射位置Ｘは、三角測距の原理によ
り、次式で示されるように、被写体距離ｐの関数として
表される。

ここで、Ｓは投光用レンズ１２ｂと受光レンズ１２ｃと
の主点間距離（基線長）であり、ｆは受光レンズ１２ｃ
の焦点距離で、この位置にＰＳＤ１２ｄは配置されるよ
うになっている。

ＰＳＤＩ２ｄからは、入射位置Ｘの関数である２つの電
流信号１．、Ｉ２が出力される。全信号光電流をＩｐｏ
とし、ＰＳＤ１２ｄの長さをｔｐとすると、次式のよう
にΩを表すことができる。

・・・（１１） ここて、ａは、ＩＲＥＤ１２ａの発光中心と投光用レン
ズ］２ｂの主点とを結んだ線と平行な線を受光レンズ１
２Ｃの主点から延ばしたときに、ＰｓＤ１２ｄとクロス
する点からＰＳＤ１２ｄのＩＲＥＤ１２ａ側の端までの
長さである。

第５図は、ＰＳＤ１２ｄの出力信号１．、Ｉ２より、積
分回路１．６．１７にて距離情報を積分するための具体
的な回路構成を示すものである。

第５図において、２１．２２はｔＲＥＤ１２ａの発光に
対応して発生したＰＳＤＩ２ｄの出力信号ｉ、Ｉ２を低
入力インピーダンスで吸い取ってそれを増幅するプリア
ンプであり、２３．２４はその増幅された電流１．、Ｉ
２のみを圧縮するための圧縮ダイオードである。

２５．２６はバッファであり、圧縮ダイオード２３．２
４での圧縮電圧を、ＮＰＮトランジスタ２７．２８およ
び電流源２９よりなる差動演算回路３０に導くためのも
のである。

ここで、差動演算回路３０の動作を図中の記号を用いて
説明すると、 Ｉａ＋Ｉｂ−１ｏｔ という関係から、上記（１２） （１４）式より、 ・・・（１４） という関係が成り立つ。

したがって、上記（１１）式および（１５）式より、 ・・・（１２） ・・・（１３） という関係式が成り立つ。なお、Ｉｓはトランジスタ２
７．２８およびダイオード２３．２４の逆方向飽和電流
であり、７丁はサーマルボルテージである。

また、電流１ａと電流１ｂとは、 となり、被写体距離Ｉの逆数に比例する信号電流Ｉａが
得られる。

また、図中の３１は電流源であり、この電流源３１によ
り流される電流Ｉｃは、 の関係を有する。このため、圧縮ダイオード３２に流れ
る電流ｌｘは、 と、６゜　　　　　　　　　　　　　　　　°”（１８
）一方、圧縮ダイオード３３には電流源３４により電流
１ｄか流されており、圧縮ダイオード３２゜３３の圧縮
電圧はおのおのバッファ３５．３６を介して前述の差動
演算口ｖＦＩ３０と同形式の回路３７．３８にそれぞれ
入力される。

したがって、このＮＰＮ）ランジスタ３９゜４０および
電流源４１よりなる差動演算回路３７の出力電流１９は
、今度は、圧縮ダイオード３２゜３３が電源側基準で電
圧を発生していることに留意すると、 となる。このため、上記（１８）式より、電流１１は、 ＣＩ ・・・（２０） となり、被写体距離ｐに比例した電流信号として得られ
る。

すなわち、差動演算回路３７は第１のタイミングにおけ
る被写体距離ｇに応じた電流信号を積分回路１６に供給
するための回路（ＳＷＩ）であり、ＩＲＥＤ１２ａの奇
数回目の発光が行われるたびにタイミング回路１３から
のタイミング信号によって電流源４１がオンされること
により、その被写体距離ｇに依存する電流ＩＩ？が積分
回路１６の積分用コンデンサ４５て積分される。

積分用コンデンサ４５は、ＩＲＥＤ１２ａの発光に先立
ってリセット回路４６によりリセットされるようになっ
ている。このため、一連の測距動作を終了した後の出力
端子４７には、上記（６）式を例にとれば、ｒ１２＋１
０＋８Ｊに相当する信号が現われる。

一方、ＮＰＮ　）ランジスタ４２，４３および電流源４
４よりなる差動演算回路３８は、第２のタイミングにお
ける被写体距離ｐに応じた電流信号を積分回路１７に供
給するための回路（ＳＷ２）であり、ＩＲＥＤ１２ａの
偶数回目の発光が行われるたびにタイミング回路１３か
らのタイミング信号によって電流源４４がオンされるこ
とにより、その被写体距離ｐに依存する電流Ｉρ２か積
分回路１７の積分用コンデンサ４８で積分される。

このときの電流ＩＲ２は、上記（２０）式と同様に、 という、被写体距離ｐに依存する関係を満たす。

積分用コンデンサ４８は、同様に、Ｉ　ＲＥＤ１２ａの
発光に先立ってリセット回路４９によりリセットされる
ようになっている。このため、連の測距動作を終了した
後の出力端子５０には、上記（６）式を例にとれば、ｒ
ｌ　ｌ＋９＋７Ｊ−に相当する信号が現われる。

このようにして、上記第３図に示したような複数回の測
距動作の終了後、減算回路１５にて、上記出力端子４７
．５０に現われる電圧信号の差から上記（６）式におけ
る速度情報Ｓ、々（求められる。なお、速度情報Ｓ３の
算出は、各積分出力をＡ／Ｄ変換してディジタル的にＣ
ＰＵ１１て行うようにしても良いし、オペアンプなどで
構成されるアナログ減算回路で行うようにしても良い。

そして、この速度情報Ｓ３にもとづいてたとえばＣＰＵ
ＩＩによるソフト上の処理、つまり上記（７）式に示し
たような演算により、被写体１０の移動速度Ｖが算出さ
れる。

すなわち、上記出力端子４７．５０に現われる電圧信号
をそれぞれＶ。Ｌｌ’ＴＩ＋　　ＶＯＬＩＴ２とすると
、被写体位置ρ　（１）は、第２図を参照して説明した
速度Ｖにより、 １）　　（ｔ）　−ｖ−ｔ　十Ｑ　、・−（２２）とな
る。

また、上記（２０）　　　（２１）式は、それぞれＩｊ
７−Ａ−ｇ　（ｔ）−Ａ　（１＋　　ｖ−ｔ）・・・（
２３）１１２　＝Ａ−ｐ（ｔ）　−Ａ　Ｃ１ｌ　＋　　
ｖ−ｔ）・・（２４〉 として現わせる。ただし、Ａは定数。

したかって、積分用コンデンサ４５の容量をＣとすると
、電圧信号Ｖ。Ｕ□１は、 ・・・（２５） となる。ただし、Ｔは積分時間。

一方、電圧信号Ｖ。、Ｔ□は、電圧信号■。Ｕ□１に対
してΔｔだけタイミングをずらし、時間Ｔたけ積分を行
った結果であることから、 Ω１　Δを十−Δｔ２］ ・・・（２６） となる。

これにより、電圧信号ＶＯＵＴｌ＋　Ｖ０１ＪＴ２の差
ΔＶＯＬＩ□は、 ΔＶ　ＯＵＴ　＝　Ｖ　０１ＪＴ２　　Ｖ　０ＬＩＴ＋
一シΔｔＴ−ｊ　、ｔ＋　−ｖΔｔ２−ΩＩＴ＋−ＶＴ
２）＝−−・　Ｖ　・　Δ　ｔ−Ｔ　　　　　　　　　
　・・　（２７）ＡＶｏｏ”　ｘＣ＝Ｄ　・ＡＶｏｕｒ
　−（２８）、’、　　　　　ｙ　　ｗ　　− Ａ　−Δ　ｔ−Ｔ となる。たたし、Ｄは定数。

以上のように、２つの積分出力Ｖ。ＬＩＴｌ、　　ｖｏ
ｕ工。

の差ΔＶｏｕ工より、速度Ｖは簡単に求めることかでき
る。

次に、測距動作の間隔もしくは回数を可変する場合の動
作について説明する。

第６図は、近距離の被写体に対して測距動作の間隔を短
縮するためのもので、最初の測距結果ｇ１により、以降
の測距動作のタイミングを決定するステップを有してい
る。

すなわち、最初の測距結果ｇ１により、測距動作の間隔
ｔ２は、 ｔ２ｓｗｊｏ　−１，・１／ｐ１　　　　・・・（２９
）の関係にしたがって決定される。この場合、被写体距
離ｐが短い程、間隔ｔ２は小さくなる。

なお、ＩＲＥＤ１２ａの加熱による破壊が考えられる場
合には、この間隔ｔ２に応じてＩＲＥＤ１２ａの駆動電
流を小さくするパワーコントロール回路を別に設けるこ
とにより解決できる。

第７図は、測距動作の回数を少なくして近距離の被写体
に対するタイムラグを小さくするためのもので、最初の
測距結果１１により、測距動作の回数が決定される。

一般に、アクティブ方式の測距装置の場合、そのＳ／Ｎ
比は、被写体距離をｇとすると、Ｓ／Ｎ−１／Ｉ２　　
　　　　　　　・・・（３０）で現わすことができる。

また、ノイズ相殺効果は、測距動作の回数ｎに対し、 Ｓ／Ｎ■Ｊ「　　　　　　　　　　　　　・・・（３１
）となる。

したがって、最初の測距結果１１に応じて測距動作の回
数ｎを ｊｌｘｎｏ−ｐ　　＋　　２−（３２）と設定すること
により、各距離でのＳ／Ｎ比を等しくすることができる
。

なお、上記（３１）、（３２）式などの演算は、たと衣
ばＣＰＵＩ　１において行われるようになっている。

また、これらの結果を加味して、上記（２８）式に示し
た速度検出演算式のＤの値が変更されることになる。

上記したように、複数回の測距動作にかかる積分出力か
ら被写体の移動速度を求める場合に、被写体距離に応じ
て測距動作の間隔もしくは回数を可変できるようにして
いる。

すなわち、最初の測距結果に応じて測距動作の間隔もし
くは回数を可変し、その測距結果を積分することにより
得られる第１および第２の積分出力の差から被写体の移
動速度を求めるようにしている。これにより、ノイズに
強く、かつ短い時間での処理が可能となるとともに、特
に近距離の被写体測距において問題となるタイムラグの
影響を軽減できるようになる。したがって、高精度で、
かつ高速での速度検出が簡単な構成により実現できるも
のである。

また、本発明をカメラの自動焦点撮影装置に応用した場
合には、ピンボケをおこしに＜＜、極めて使いやすい装
置とすることができる。

なお、上記実施例においては、第１．第２の積分回路に
おのおのリセット回路を設けるようにしたが、これに限
らず、たとえば２つの積分回路で１つのリセット回路を
共有するようにしても良い。

また、２つの積分回路の出力の差から速度情報を求める
ものに限らず、たとえば１つの積分回路の出力から速度
情報を求めるように構成されたものにも適用可能である
。

さらに、最初（１回目）の測距結果にもとづいてＩ　Ｒ
ＥＤの投光間隔または投光回数を可変するようにしたが
、これに限らず、たとえば初期の複数回の測距結果にも
とづいて可変するようにしても良い。

その他、この発明の要旨を変えない範囲において、種々
変形実施可能なことは勿論である。

［発明の効果］ 以上、詳述したようにこの発明によれば、ノイズに強く
、かつ短い時間での処理が可能となるとともに、特に近
距離の被写体測距におけるタイムラグを短縮できるよう
になるため、高精度で、かつ高速に被写体の移動速度を
検出することができ、しかも比較的に簡易な構成で実現
し得るとともに、近距離にある被写体を測距する場合に
おいて問題となるタイムラグの影響を軽減することが可
能な被写体の移動速度検出装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７図はこの発明の一実施例を示すもので
、第１図は被写体の移動速度検出装置の構成を概略的に
示すブロック図、第２図は積分動作の概要を説明するた
めに示す図、第３図１１動作を説明するために示すタイ
ミ７ングチャート、第４図は測距用光学系の詳細を示す
構成図、第５図は距離情報を積分するための具体的な回
路構成例を示す図、第６図は測距動作の間隔を可変する
場合の動作を説明するために示すフローチャート、第７
図は測距動作の回数を可変する場合の動作を説明するた
めに示すフローチャートであり、第８図ないし第１０図
はいずれも従来技術とその問題点を説明するために示す
もので、第８図は速度検出装置のブロック図、第９図は
タイミングチャート、第１０図は一般的な撮影レンズの
被写体距離とレンズ繰り出し量との関係を示す図である
。 １０・・・被写体、１１−・・ＣＰＵ、１２・・・測距
用光学系、１２ａ−ＩＲＥＤ、１２ｄ＝・ＰＳＤ、１３
・・・タイミング回路、１４・・・距離演算回路、１５
・・・減算回路、１６・・・第１の積分回路、１７・・
・第２の積分回路、１８・・・ドライバ、２３，２４　
３２゜３３・・・圧縮ダイオード、２９，３１，３４，
４１゜４４・・・電流源、３０，３７．３８・・・差動
演算回路、４５．４８・・積分用コンデンサ、４６．４
９・・・リセット回路。 出願人代理人　弁理士　坪井　淳 （ａ） （ｂ） 第２図 第１図 第６図 ♀１ 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被写体に向けて繰り返し投光する投光手段と、この投光
   手段の投光による上記被写体からの反射光を受光し、上
   記被写体距離に依存した値を出力する測距手段と、 この測距手段の初期の出力にもとづいて上記投光手段の
   投光間隔もしくは投光回数を可変する投光可変制御手段
   と、 上記測距手段の出力を積分する積分手段と、この積分手
   段の出力にもとづいて上記被写体の上記投光手段の光軸
   方向に対する移動速度を演算する速度演算手段と を具備したことを特徴とする被写体の移動速度検出装置
   。