JPH08334680A

JPH08334680A - 光量検出式測距装置

Info

Publication number: JPH08334680A
Application number: JP16291595A
Authority: JP
Inventors: Hideo Yoshida; 秀夫吉田
Original assignee: Fuji Photo Optical Co Ltd
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 1995-06-06
Filing date: 1995-06-06
Publication date: 1996-12-17
Anticipated expiration: 2019-07-28
Also published as: JP3548279B2

Abstract

(57)【要約】【目的】測距の誤差が小さくなり、オートフォーカス
制御のフォーカスレンズの切替えが良好に行えるように
する。【構成】投光素子１０、受光素子１４、定常光除去回
路１５、コンパレータ１６、ラッチ回路１７、レンズ繰
出し回路１８等を備えており、判定対象である所定距離
の被写体からの反射光を受ける受光面位置で、その受光
像が遠距離側において半欠けとなるように、上記受光素
子１４の受光面を配置する。これによれば、判定距離の
測定において、基準反射率３６％の反射光の判定のしき
い値が半分となるが、その他の反射率の場合は、光量が
距離の２乗に逆比例することから半分とはならず、反射
率変化の影響は小さくなる。例えば、反射率が下がった
場合は、判定距離よりも近距離側でその距離を判定する
誤差が小さくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光量検出式測距装置、特
に段階的なフォーカスの切替えによりオートフォーカス
制御を行うカメラ等に応用することができる測距装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】カメラ等での測距装置としては、三角測
法を利用した比率検出式と光量検出式等があり、光量検
出式は、被写体からの反射光量が距離の２乗に逆比例し
て減衰することを利用し、反射光量から距離を割り出す
測距方式である。

【０００３】図８及び図９には、光量検出式測距装置に
おける投受光部の構成及び受光特性が示されている。図
８において、カメラには投光レンズ１と受光レンズ２が
所定の間隔で配置されており、この投光レンズ１の後側
に投光素子３、受光レンズ２の後側に受光素子４が取り
付けられる。そして、この受光素子４では図９に示され
るように、例えば０．４段（例えば設定距離６７５ｍ
ｍ）近傍から１．６段（設定距離１６００ｍｍ）近傍ま
での反射光を受光する受光面（有効長ｔ＝１．０ｍｍ程
度）を有している。

【０００４】上記の構成によれば、図８に示されるよう
に、上記投光素子３から被写体へ向けて投光され、例え
ば遠距離側の距離１Ｄに被写体がある場合は、反射光１
０１により受光素子４の受光面右側に遠距離側ビームが
受光され、近距離側の距離０．５Ｄに被写体がある場合
は、反射光１０２により受光面左側に近距離側ビームが
受光される。そして、この受光ビームの光量を測定すれ
ば、被写体の距離が判定できることになる。

【０００５】このような測距装置は、例えば近距離側と
遠距離側の２段の切替えでオートフォーカス制御を行う
ために用いられる。即ち、近距離側設定距離（１段目）
と遠距離側設定距離（２段目）の中間距離を切替え距離
とし、この切替え距離よりも近いか遠いか判別して、フ
ォーカスレンズを１段と２段の位置に切り替えるように
なっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
光量検出式測距装置では、被写体の種類等の相違によっ
て被写体からの反射光の反射率が変化した場合には、測
定距離に誤差が生じるという問題がある。即ち、図８に
おいて、距離１Ｄ（１の距離とする）の被写体での反射
率が３６％であったとすると、信号量は１／Ｌ² （Ｌ：
距離）＝１となるので、１×０．３６＝０．３６の量が
受光される。一方、距離０．５Ｄ（０．５の距離とす
る）の被写体での反射率が９％であったとすると、信号
量は１／Ｌ²＝４となり、４×０．０９＝０．３６とな
る。従って、これら距離１Ｄと０．５Ｄの検出量が同一
となり、距離０．５Ｄであっても、距離１Ｄであると判
定される。

【０００７】また、図９には、上記受光素子４での焦点
距離に対応する各段数に対する受光量比が異なる反射率
毎に示されている。このグラフ図で、近距離側（１段）
と遠距離側（２段）の切替えのしきい値Ｇを、１．５段
の位置における反射率（基準反射率）３６％の値である
受光量比１に設定したとすると、上記図８の場合と同様
に、反射率が９％に変化した場合には、図示されるよう
に、しきい値Ｇである受光量比１に対応する段数は、約
０．５５近傍となる。従って、反射率が９％に減った場
合は、１．５段から０．９５段離れた０．５５段でオー
トフォーカスが切り替えられることになり、良好なフォ
ーカス制御ができない。なお、反射率が３６％の２．５
倍の９０％に増加した場合でも、受光量比１に対応する
段数は約１．８で、約０．３段の差がある。

【０００８】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、測距の誤差が小さくなり、オート
フォーカス制御のフォーカス切替えを良好に行うことが
できる光量検出式測距装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、投光素子から被写体へ投光し、その反射
光を受光素子で受光し、この反射光量を測定することに
より、被写体の所定距離を判定する光量検出式測距装置
において、判定対象である所定距離の被写体からの反射
光を受ける位置で、その受光像が遠距離側において（一
部）欠けるように、上記受光素子の受光面を配置したこ
とを特徴とする。

【００１０】

【作用】上記の構成によれば、例えばフォーカスの切替
え位置である所定距離（判定距離）の被写体からの反射
光を受光する位置で受光面の受光像が半分になるように
する。そうすると、上記所定距離を判定するために設定
された基準反射率（例えば３６％）の反射光のしきい値
が半分となるが、その他の反射率の場合は、光量が距離
の２乗に逆比例することから半分とはならず、反射率変
化の影響は小さくなる。従って、反射率が変化した場合
の測距誤差を小さくすることができる。

【００１１】

【実施例】図１には、実施例に係る光量検出式測距装置
の構成ブロックが示され、図２及び図３には、上記図８
及び図９に対応した投受光部の構成及び受光特性が示さ
れている。図１において、投光素子１０はドライバー１
１に接続され、このドライバー１１にはタイミング回路
１２からタイミング信号が供給されており、一方受光素
子１４に、定常光除去回路１５、コンパレータ１６、ラ
ッチ回路１７、レンズ繰出し回路１８が接続され、これ
らの回路にもタイミング回路１２からタイミング信号が
供給される。

【００１２】そして、上記受光素子１４には、図３（図
２）にも示されるように、切替え距離である１．５段
（例えば設定焦点距離１４４０ｍｍ）の位置を判定距離
とし、この１．５段から０．３段（設定距離６４０ｍ
ｍ）の近傍位置までの反射光を受光する受光面（有効長
ｔ＝１．０ｍｍ程度）が形成される。そして、上記１．
５段の位置の遠距離側は、図示されるように、反射光の
受光像Ｐが半欠けとなるようにカットされる。

【００１３】即ち、実施例のカメラは、オートフォーカ
ス制御のために、例えば焦点距離１０００ｍｍ程度の１
段目の位置と焦点距離３０００ｍｍ程度の２段目の位置
にフォーカスレンズを繰り出せるようになっており、こ
の１段と２段の切替え距離を１４４０ｍｍ程度の１．５
段に設定している。

【００１４】図４〜図６には、上記図１の各ブロックの
詳細な構成が示され、図７には、これらの回路の動作波
形が示されている。図４は、投光素子１０及びドライバ
ー１１の構成であり、投光素子１０として設けられた赤
外発光ダイオード（IRED)は、入力端子２０から供給さ
れた発光コントロール（IRED）信号によって発光制御さ
れる。

【００１５】図５は、タイミング回路１２内の構成であ
り、スイッチ２１、抵抗Ｒ1 、コンデンサＣ1 を含む左
側回路は、図７（Ｂ）に示されるような所定の時定数で
ゆっくりと立上がる信号を出力線２２に形成するために
設けられる。即ち、装置の電源スイッチのオン動作に連
動してスイッチ２１がオンされると、端子２３からＶcc
電圧が供給され、上記抵抗Ｒ1 、コンデンサＣ1 で決定
される時定数による信号、ＶＣ＝Ｖcc（１−
ｅ^-t/R1・C1）が得られる。また、図の右側回路として、
異なる電圧Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを設定するコンパレータ２４
Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ，２４Ｄ及びコンパレータ２４Ｅが
設けられ、このコンパレータ２４Ａ〜２４Ｅに上記ＶＣ
信号が入力される。

【００１６】このコンパレータ２４Ａ〜２４Ｅでは、図
７（Ｂ）のように、電圧Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの順にゆっくり
と電圧が上昇する信号を入力することにより、コンパレ
ータ２４Ａの出力側に図７（Ｃ）の反転出力ａ（上部バ
ーは省略する）、コンパレータ２４Ｂの出力側に図７
（Ｄ）の出力ｂ、コンパレータ２４Ｃの出力側に図７
（Ｅ）の出力ｃ、コンパレータ２４Ｄの出力側に図７
（Ｆ）の反転出力ｄ、コンパレータ２４Ｅの出力側に図
７（Ｇ）の出力ｅが所定の時間間隔（上記ＶＣ信号で決
定される間隔）で得られる。

【００１７】そうして、出力端子２５から上記反転出力
ａがリセット信号として出力され、出力端子２６から
は、図７（Ｈ）のように、上記反転出力ｄとｂの合成出
力（ｄ＊ｂ）がIRED信号として出力され、出力端子２７
からは、図７（Ｉ）のように上記出力ｃがラッチ信号と
して出力され、出力端子２８からは、図７（Ｊ）のよう
に上記出力ｅが後述するＬＤ（レンズドライブ）信号と
して出力される。なお、このようなタイミング回路とし
て、マイコン等を用いることができる。

【００１８】図６は、図１の受光素子１４及び定常光除
去回路１５からレンズ繰出し回路１８までの回路であ
り、図示される受光素子１４はフォトダイオード等から
なり、定常光除去回路１５は上記IRED信号によって動作
するスイッチ３０、コンデンサＣ2 、制御トランジスタ
３１を含んでいる。この回路によれば、投光を開始する
際にも供給されるIRED信号により、上記スイッチ３０が
オンすると、コンデンサＣ2 と制御トランジスタ３１に
より、外光レベルの電流ｉ_DCを直流レベルとして維持す
る。従って、これにより外光である定常光が除去され、
被写体から反射する投光素子１０の光のみが電流ｉとし
て検出される。この電流ｉは、増幅されて、コンパレー
タ１６へ供給されることになり、このコンパレータ１６
では、上記切替え距離である１．５段に対応して設定さ
れた基準電圧と比較される。

【００１９】即ち、実施例では、上述したように、１．
５段の距離の被写体から反射率３６％の光が反射された
場合の反射光ビームが半分欠けるようにしたので、図３
に示されるように、１．５段の距離での反射率３６％の
グラフが交わる位置、即ち受光量比が０．５となる位置
を判定距離（切替え距離）のしきい値Ｇとしている。従
って、このしきい値Ｇに相当する基準電圧をコンパレー
タ１６に設定し、これよりも大きいか小さいかにより、
判定距離よりも近距離側か遠距離側かを判定する。

【００２０】また、ラッチ回路１７はラッチ部３３とア
ンド回路３４からなり、このラッチ部３３では、ラッチ
信号によりコンパレータ１６の出力状態がラッチされ、
リセット信号により初期状態（１段又は２段のいずれ
か）に戻される。ここで、上述したように、図７の
（Ｉ）のラッチ信号は、（Ｈ）のIRED信号よりも所定時
間遅れた信号とされているので、コンパレータ１６の出
力状態を良好に維持できるという利点がある。即ち、定
常光除去回路１５やコンパレータ１６内のアンプ出力に
は、信号に立上がりの遅れがあるため、この遅れを考慮
した量だけ、ラッチ信号を遅らせることにより、ラッチ
動作を確実に行うようになっている。一方、アンド回路
３４は、一方の入力端子に供給された上記図７（Ｊ）の
ＬＤ信号とラッチ部３３の出力との論理積をとることに
なる。

【００２１】次に、レンズ繰出し回路１８には、ＡＦマ
グネット３５、制御トランジスタ３６が設けられてお
り、このＡＦマグネット３５を制御トランジスタ３６で
オン・オフすることにより、フォーカスレンズを１段と
２段に切り替えることができる。

【００２２】以上の実施例の構成によれば、まずカメラ
の撮影釦の操作等に連動して、図７（Ａ）に示されるよ
うに、測距装置の電源がオンされると、図７（Ｂ）のＶ
Ｃ信号に基づいて、各種の制御信号が形成され、図７
（Ｈ）のIRED信号がドライバ１１と定常光除去回路１５
の両者へ供給される。従って、投光素子１０から赤外光
が出力されると同時に、受光素子１４へ入射される定常
光（外光）が直流レベルとして維持される。そして、投
光素子１０の投光に基づき、受光素子１４に入射した被
写体からの反射光量は、電流ｉとして捉えられ、この反
射光量はコンパレータ１６で比較される。

【００２３】このコンパレータ１６では、反射光量が判
定距離に対応した基準値よりも高い場合には、判定距離
（１．５段）よりも近い距離であることを示すHigh信号
が出力され、反射光量が基準値よりも低い場合は、判定
距離よりも遠い距離であるLow 信号が出力される。その
後、このコンパレータ１６の出力状態はラッチ部３３で
維持され、アンド回路３４にＬＤ（レンズドライブ）信
号が入力されたときのみ、上記High信号がレンズ繰出し
回路１８へ供給される。このＬＤ信号は、ラッチ信号と
タイミングをずらすことにより、コンパレータ１６によ
り判別された状態を正確にレンズ繰出し回路１８へ出力
することができる。このようにして、例えば、コンパレ
ータ１６からHigh信号が出力されたとき、例えばＡＦマ
グネット３５が動作し、近距離側の１段にフォーカスレ
ンズが繰り出され、Low 信号が出力されたとき、遠距離
側の２段にフォーカスレンズが繰り出される。

【００２４】上記実施例では、受光素子１４の受光面に
おける判定距離の受光像が遠距離側で半分欠損するよう
にしたので、反射率が変化した場合でも、測定誤差が小
さくなる。即ち、図２において、上述した従来の図８の
場合と受光量を比較すると、判定のしきい値Ｇが図３で
示されるように受光量比０．５となっているので、距離
１Ｄ（１の距離）で被写体の反射率が３６％（２０１）
であったと場合、信号量は１／Ｌ² （Ｌ：距離）＝１で
あるから、１×０．３６÷２（半欠け）＝０．１８の量
が受光される。一方、距離０．５Ｄ（０．５の距離）で
被写体の反射率が９％（２０２）となったとすると、信
号量は１／Ｌ² ＝４であるから、４×０．０９＝０．３
６となる。従って、本発明の場合は、距離０．５Ｄで反
射率が９％となっても、図８のように同一であると判定
されず、誤差が生じない。そして、この場合は距離０．
７０７（１／２の平方根）Ｄで、１／Ｌ² ＝２であるか
ら、２×０．０９＝０．１８となる。従って、従来と比
較すると、０．５倍の距離から０．７０７倍の距離まで
誤差が生じる範囲が抑えられる。

【００２５】また、図３に、従来の図９に対応する受光
特性が示されており、この場合は、反射率が９％に変化
した場合でも、しきい値Ｇである受光量比０．５に対応
する段数は、１近傍となる。従って、反射率が９％に減
った場合は、約０．５段の差しかなく、約０．９５段の
差があった従来の場合と比較すると、測定誤差が低く抑
えられることが理解される。なお、反射率が３６％の
２．５倍の９０％に増加した場合でも、受光量比０．５
に対応する段数は１．７強で、約０．２段の差となり、
約０．３段の差があった従来と比較すると、増加する場
合でも、測定誤差が低く抑えられる。

【００２６】上記実施例では、１つの所定距離を判定す
る場合を説明したが、上記コンパレータ１６のスレッシ
ョルドレベルを複数設定けて、３段以上の複数の所定距
離を判別することができ、また投光素子１０の投光ビー
ムを並列的に複数個投光するようにし、かつこの投光ビ
ームに合せて受光素子１４の受光面を並列的に複数設け
ることにより、３段以上の複数の所定距離を判別する構
成とすることもできる。

【００２７】更に、実施例では、受光像が半分欠ける状
態に受光素子１４の受光面を配置・形成したが、この欠
損量は受光像の３／４、１／３等であっても良い。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
被写体からの反射光量により被写体の所定距離を判定す
る光量検出式測距装置で、判定対象である所定距離の被
写体からの反射光を受ける位置で、その受光像が遠距離
側において欠けるように、上記受光素子の受光面を配置
したので、被写体の反射率が下がったときには、判定距
離よりも近距離側でその距離を判定する誤差が小さくな
り、一方被写体の反射率が上がった場合には、判定距離
よりも遠距離側でその距離を判定する誤差が小さくな
る。この結果、オートフォーカス制御のフォーカス切替
えを良好に行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る光量検出式測距装置の構
成を示すブロック図である。

【図２】実施例の投受光部の構成及びその投受光状態を
示す図である。

【図３】実施例の受光素子での受光特性を示すグラフ図
である。

【図４】実施例の投光素子及びドライバーの詳細な構成
を示す回路図である。

【図５】実施例のタイミング回路の詳細な構成を示す回
路図である。

【図６】実施例の受光素子からレンズ繰出し回路までの
詳細な構成を示す回路図である。

【図７】実施例回路の動作を示す波形図である。

【図８】従来装置の投受光部の構成及びその投受光状態
を示す図である。

【図９】従来装置の受光素子での受光特性を示すグラフ
図である。

【符号の説明】

１０ … 投光素子、１２ … タイミング回路、１４ … 受光素子、１５ … 定常光除去回路、１６ … コンパレータ、１７ … ラッチ回路、１８ … レンズ繰出し回路。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】投光素子から被写体へ投光し、その反射
光を受光素子で受光し、この反射光量を測定することに
より、被写体の所定距離を判定する光量検出式測距装置
において、判定対象である所定距離の被写体からの反射
光を受ける位置で、その受光像が遠距離側において欠け
るように、上記受光素子の受光面を配置したことを特徴
とする光量検出式測距装置。