JPH09126755A

JPH09126755A - 距離測定装置

Info

Publication number: JPH09126755A
Application number: JP29013696A
Authority: JP
Inventors: Osamu Nonaka; 修野中
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1996-10-31
Filing date: 1996-10-31
Publication date: 1997-05-16
Anticipated expiration: 2013-02-16
Also published as: JP2713880B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、測距時間を重視しながら高精度で
正しいピント合わせが可能な距離測定装置を提供する。【解決手段】被写体に対し繰り返し測距用光を投射する
投光手段２と、被写体からの反射光を受光して被写体距
離に依存した信号を出力する受光手段５と、この受光手
段出力信号を積分する積分手段１９と、この積分手段の
積分状態を検出し、それから上記被写体に対する撮影レ
ンズのピント合わせ位置を決定する演算制御手段とから
なる測距装置付きカメラにおいて、上記演算制御手段
は、要求されるＳ／Ｎ比と測距時間とに応じて、上記投
光手段の投光回数を選択し、この選択状態に応じて上記
ピント合わせ位置設定方法を切換えて、撮影レンズのピ
ント合わせ位置を決定する機能を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、距離測定装置、さ
らに詳しくは、物体に対して光を投射し、その反射光か
ら距離を求めるようにした距離測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】測距方式には、光や超音波を投射しその
反射信号によって距離を図るアクティブ方式と、被写体
の輝度情報から三角測距を行なったり、または鮮明度を
検出することによって測距を行なうパッシブ方式とが知
られていて、いずれの方式もスチルカメラやビデオカメ
ラ等に採用されている。このうちパッシブ方式は、暗い
ところで測距できず装置も大掛かりになるため、コスト
的にアクティブ方式に較べて不利である。

【０００３】多くのアクティブ方式は、測距目標に赤外
光を投射し、その反射光をレンズで受け、三角測距式に
光の入射位置より測距を行なうものである。そして、こ
のときの反射光の入射位置を検出するために、位置検出
素子（以下、ＰＳＤとする）を用いたり、分割センサや
受光素子を機械連動式で用いたりする等の方式が知られ
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、赤外光を投射
する方式は、比較的簡単に実現できる反面、反射光との
Ｓ／Ｎの関係で、距離が遠くなるほど精度が悪くなると
いう欠点があった。

【０００５】また、赤外光のパルス発光に同期して積分
動作を多数回行なうことによってノイズ成分を相殺し、
測距精度を向上させることも考えられる。しかし、あま
り積分回数を増やすと測距に要する時間が長くなるばか
りで実用的でないという問題が生じる。

【０００６】また、積分回数を自由に設定すると、積分
回数の増減にしたがって測距結果が変化してしまう。た
とえば、一回の積分を行って得た出力と２回の積分を行
って得た出力とでは、同じ出力が出た場合でも、距離判
定時に判定を切換えなくては正しい測距とはならない。

【０００７】本発明は、以上の点に着目し、測距精度
と、測距時間を考慮し、状況に応じて積分回数を変更
し、求められるＳ／Ｎ比に応じた積分回数を設定し、な
おかつ、その設定の変化に対応したピント合わせを行う
ことによって、正確、高速なピント合わせを可能とした
ものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段および作用】本発明による
距離測定装置は、撮影レンズと、同一ポイントに対し繰
り返し発光して、被写体に測距用光を投射する投光手段
と、上記被写体からの反射信号光を受光して上記被写体
までの距離に依存した信号を出力する受光手段と、上記
受光手段出力に依存した信号を積分する積分手段と、上
記積分手段の積分状態を検出し、それから上記被写体に
対する上記撮影レンズのピント合わせ位置を決定する演
算制御手段と、からなる測距装置付きカメラにおいて、
上記演算制御手段は、要求されるＳ／Ｎ比と測距時間と
に応じて、上記投光手段の投光回数を選択し、この選択
状態に応じて上記ピント合わせ位置設定方法を切り換え
て、上記撮影レンズのピント合わせ位置を決定する機能
を有することを特徴とする。

【０００９】

【実施例】まず、本発明装置の説明に先立って、本発明
装置に採用される赤外光アクティブ方式の基本的な光学
系と光電変換素子の位置関係を図２によって説明する。

【００１０】投光レンズ１が赤外発光ダイオード（以
下、ＩＲＥＤとする）２の発する赤外光６を被写体３上
に投射すると、この被写体３からの反射光７を受光レン
ズ４がＰＳＤ５の上に結像させる。このとき、被写体３
までの距離Ｌは、投光レンズ１と受光レンズ４の光軸間
の距離、すなわち、基線長をｓ、受光レンズ４の焦点距
離をｆ₀、ＰＳＤ５上の入射光位置をｘとすると、次式
で求められる。

【００１１】Ｌ＝ｓ・ｆ₀／ｘ………（１）ところで、ＰＳＤ５はＰＩＮフォトダイオード構成され
た半導体素子で、入射光の光電流をその入射位置に対応
する比によって分割し、両端の端子より出力するように
なっている。図３に示すように、このＰＳＤ５の全長を
ｔ₀とし、中心を受光レンズ４の光軸に合わせた配置状
態では、反射光７がＰＳＤ５に入射するときに生じる光
電流Ｉ_pはＰＳＤ５の特性効果により、位置ｘの比で、
ｔ₀／２＋ｘ：ｔ₀／２−ｘに分割される。よって、Ｐ
ＳＤ５の両端子より出力される電流Ｉ₁，Ｉ₂の比は、Ｉ₁／Ｉ₂＝（ｔ₀／２＋ｘ）／（ｔ₀／２−ｘ）………（２）となるので、この（２）式と上記（１）式から次式で示
すようにＩ₁／Ｉ₂は被写体距離Ｌだけの関数で表わす
ことができる。

【００１２】Ｉ₁／Ｉ₂＝（Ｌｔ₀＋２ｓ・ｆ₀）／（Ｌｔ₀−２ｓ・ｆ₀）………（３）つまり、この（３）式から明らかなように、Ｉ₁／Ｉ₂
を求めることにより、被写体距離Ｌを算出することがで
きる。

【００１３】次に、本発明の距離測定装置について説明
する。

【００１４】図１は本発明装置の一実施例の基本的な回
路構成を示したものである。

【００１５】この図１に示した本発明装置を図４に示す
タイムチャートを用いて説明する。

【００１６】ＩＲＥＤ２は発振器１１から発せられる２
０ＫＨｚ、デューティ比５０％のパルスａが発光駆動回
路１２を介して与えられることにより点滅発光駆動され
る。このＩＲＥＤ２が発するパルス状赤外光の被写体か
らの反射光はＰＳＤ５に受光されると、上述したよう
に、被写体距離Ｌに応じた比（Ｉ₁／Ｉ₂）で、ＰＳＤ
５の両端子に電流Ｉ₁，Ｉ₂が流れる。この電流Ｉ₁，
Ｉ₂は光学系とＰＳＤ５との位置関係（図２，図３参
照）から、通常、Ｉ₁≧Ｉ₂になることは明らかであ
る。電流Ｉ₁，Ｉ₂は入力インピーダンスの低い前段増
幅器１３，１４に導かれてそれぞれの電流Ｉ₁，Ｉ₂に
応じた電圧に変換される。前段増幅器１３の出力はアナ
ログスイッチからなる積分用のチャンネル切換スイッチ
１５を通じて、また前段増幅器１４の出力は同じくアナ
ログスイッチからなる逆積分用チャンネル切換スイッチ
１６を通じてバンドパスフィルタ（以下、ＢＰＦとす
る）１７に入力される。なお、チャンネル切換スイッチ
１５，１６は後述するように、いずれか一方がオンのと
き他方がオフとなるように制御されるので、前段増幅器
１３，１４のうちのいずれか一方の出力のみがＢＰＦ１
７に入力される。

【００１７】上記ＩＲＥＤ２がパルス発光駆動されてい
るので、ＰＳＤ５の出力は正弦波状に変化するが、ＢＰ
Ｆ１７は定常光をカットし、発振器１１の発振周波数と
等しい周波数の信号成分のみを出力ｂとして取り出して
増幅する。ＢＰＦ１７の出力ｂはアナログスイッチから
なるサンプルスイッチ１８を通じて積分増幅器１９に入
力される。サンプルスイッチ１８は上記発振器１１に同
期して駆動されるサンプルパルス発生器２２からのサン
プルパルスｅによってオンとなるように制御されるの
で、積分増幅器１９はサンプルパルスｅの発生毎に、同
パルス幅時間だけＢＰＦ１７の出力ｂの積分を行なう。
積分増幅器１９の積分出力電圧Ｖ_Iは比較器２０の一端
に入力されている基準電圧Ｖｒｅｆと比較される。比較
器２０は積分増幅器１９の出力電圧Ｖ_Iが基準電圧Ｖｒ
ｅｆより高ければハイレベル（以下、“Ｈ”とする）の
信号を、低ければローレベル（以下、“Ｌ”とする）の
信号を出力ｃとしてＤ型フリップフロップ（以下、Ｄ−
ＦＦとする）２１に送る。Ｄ−ＦＦ２１のクロック入力
（ｃｋ）としてはサンプルパルス発生器２２の出力パル
スｅがインバータ２３により反転して印加される。Ｄ−
ＦＦ２１の出力ｄは上記チャンネル切換スイッチ１５，
１６のオン，オフ切換制御を行なう。すなわち、Ｄ−Ｆ
Ｆ２１の出力ｄが“Ｈ”のとき、チャンネル切換スイッ
チ１５をオン、チャンネル切換スイッチ１６をインバー
タ２４によってオフにし、またＤ−ＦＦ２１の出力ｄが
“Ｌ”のときは、上記スイッチ１５，１６をそれぞれオ
フ、オンする切換え制御を行なう。従って、ＢＰＦ１７
の出力ｂはＤ−ＦＦ２１の出力ｄにより電流Ｉ₁に含ま
れる当該帯域成分と電流Ｉ₂に含まれる当該帯域成分と
の切換えがなされる。また、このＤ−ＦＦ２１はサンプ
ルパルス発生器２２に対してサンプルパルス発生時点の
制御をも行なう。すなわち、Ｄ−ＦＦ２１の出力ｄが
“Ｌ”のときは、サンプルパルスｅをパルスａの立上り
時点からの遅延時間ｔ_sをｔ_s＝ｔ_s1とし、パルスａの
“Ｈ”の中央、つまり、反射赤外光の受光によって電流
Ｉ₁，Ｉ₂のレベルが最も高くなる時点で発生させるよ
うにしている。また、Ｄ−ＦＦ２１の出力ｄが“Ｈ”の
ときはパルスａの立上がり時点からの遅延時間ｔ_sをｔ
_s＝ｔ_s3とし、パルスａの“Ｌ”の中央、つまり、反射
赤外光の受光によって電流Ｉ₁，Ｉ₂のレベルが最も低
くなる時点で発生させるようにしている。これにより、
サンプルパルスｅはサンプルスイッチ１８をＢＰＦ１７
の出力ｂのピーク値付近に同期してオンさせ、積分増幅
器１９に対して同期積分動作を行なわせている。

【００１８】Ｄ−ＦＦ２１の出力ｄとサンプルパルス発
生器２２の出力パルスｅとはアンドゲート２５を通じて
カウンタ２６に入力され、サンプルパルス発生器２２の
出力パルスｅはカウンタ２７に入力される。このカウン
タ２７はサンプルパルス発生器２２より発せられるサン
プルパルスｅの発生回数、すなわち、サンプルスイッチ
１８のオンによって積分増幅器１９で行なわれる全積分
回数（以下、検波回数という）をカウントし、カウンタ
２６は検波回数のうち、Ｄ−ＦＦ２１の出力ｄが“Ｈ”
にあるときの積分回数、すなわち、チャンネル切換スイ
ッチ１５がオンで電流Ｉ₁に基づく信号電圧が積分増幅
器１９で正方向に積分される回数をカウントする。ま
た、上記カウンタ２７はプリセット可能なダウンカウン
タであり、検波回数が所定の値に達すると、終了検出回
路２８によってＡＦ終了信号ＡＦＥＮＤが出力される。

【００１９】このように、基準電圧Ｖｒｅｆに対し、一
致する方向で積分および逆積分がそれぞれ検出素子５５
の出力電流Ｉ₁，Ｉ₂に基づく信号によって行なわれ
る。逆積分は一般には、信号を反転することにより行な
われるが、ここでは、アナログ回路を単純化するために
ＢＰＦ１７の出力ｂが正弦波状になることを利用して同
期積分タイミングを同期Ｔの１／２だけずらすことによ
って実現している。なお、Ｄ−ＦＦ２１は積分動作中に
切り換えをしないように機能する。この同期積分動作を
多数回行なえば、電流Ｉ₁，Ｉ₂の比は積分回数、逆積
分回数の比により求められることが明らかである。ここ
では、積分回数と逆積分回数とを合わせた全積分回数即
ち、検波回数をカウントするカウンタ２７と正方向の積
分回数をカウントするカウンタ２６によって電流Ｉ₁，
Ｉ₂の比をディジタル的に求め、これにより被写体距離
Ｌを得るようにしている。

【００２０】こうした積分回数によって距離を算出する
方法はＩ₁，Ｉ₂を直接求める必要がないので、微弱信
号の検出動作に悪影響を及ぼすノイズも相殺されて軽減
でき、相対的にＳ／Ｎを向上させ遠距離まで測距するこ
とができる。

【００２１】従って、上記検波回数を多くすれば、それ
だけより高精度の測距値が得られることは明らかである
が、あまり検波回数を増やすと測距に要する時間が長く
なるばかりで実用的でないという問題が生じる。

【００２２】そこで、上記図１に示した距離測定装置で
は、撮影レンズの焦点距離情報、撮影時の絞り情報の一
方、或いは両方を参考にし、その撮影状態に最適な測距
精度で撮影が行なわれるようにしている。つまり、上記
終了検出回路２８に撮影レンズの焦点距離情報ｆにより
“１”と“０”に変化する信号ＣＯＮＴ₁と、絞り情報
ＦNoにより“１”と“０”に変化する信号ＣＯＮＴ₂と
が入力されるようになっており、これらの信号ＣＯＮＴ
₁，ＣＯＮＴ₂が終了検出回路２８に入力されると、こ
の信号ＣＯＮＴ₁，ＣＯＮＴ₂に応じてカウンタ２７
は、ＡＦ終了信号ＡＦＥＮＤを出力する所定のカウンタ
値、即ち、全検波回数の設定値が切換えられる。従っ
て、精度上から不必要に検波回数を増加させることをし
ないで、撮影状態に応じた測距精度が得られるような検
波回数で測距値が得られることになる。

【００２３】次に、本発明の距離測定装置を適用した全
自動カメラを具体的に説明する。

【００２４】図５は全自動カメラの全体の回路構成を示
すブロック図である。この電気回路において、電源３０
が供給されるラインＬ₁，Ｌ₀間にはコンデンサ３１が
接続されて電源電圧Ｖｃｃの定電圧化が図られている。
ＣＰＵ３２はワンチップマイコンからなり、カメラ全体
のシーケンスを集中制御する。ただし、このＣＰＵ３２
は電源３０の電圧Ｖｃｃが低下したときには正しい動作
を行なうことができず、また、電源電圧Ｖｃｃを監視す
る機能を有していないので、ＣＰＵ３２の電源供給系統
はアナログ素子で構成されたアナログＩＣ３３で制御さ
れる。すなわち、アナログＩＣ３３は電源電圧Ｖｃｃを
監視し、電源電圧Ｖｃｃが規定電圧より高いときはＣＰ
Ｕ３２に接続されたパワーコントロール用トランジスタ
３４をオンにし、規定電圧より低下したときトランジス
タ３４をオフにしてＣＰＵ３２に対する電源供給制御を
行なう。なお、ＣＰＵ３２に接続されたスイッチ３５は
レリーズスイッチであり、スイッチ５２は撮影レンズの
焦点距離ｆの変化により切換わるレンズ切換スイッチで
ある。

【００２５】なお、焦点距離ｆはコンパクトカメラの場
合は予め設定された値にこのスイッチ５２の切換えによ
り切り換わるが、交換レンズを用いるカメラの場合には
レンズＲＯＭから焦点距離情報をＣＰＵ３２内に取り込
まれるようにしてもよい。

【００２６】アナログＩＣ３３は、上記電源電圧Ｖｃｃ
を監視する機能を有するほか、電源電圧Ｖｃｃが十分に
復帰してからＣＰＵ３２にリセット信号を送って動作を
再開させるパワーオンリセット機能およびバッテリチェ
ック機能等を有している。さらに、アナログＩＣ３３
は、露出制御のための輝度情報検出用フォトダイオード
３６の出力をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路
やトランジスタ３７をオンさせることにより、シャッタ
／レンズ駆動回路３８を介してフィルム給送用モータ３
９，シャッタ制御兼レンズ移動用モータ４０を定電流駆
動するための定電流回路、ＣＰＵ３２の命令をストロボ
回路４１に伝えるためのインターフェース回路、シャッ
タ駆動用コンビネーションマグネット４２の駆動回路等
を有している。なお、モータ４０の回転角は同期して回
転するパターンチャートとフォトリフレクタ等の組み合
わせによって検出できるようになっている。

【００２７】ストロボ回路４１はアナログ回路３３から
の信号を受けることにより整流器４３を通じてメインコ
ンデンサ４４へ昇圧のための充電を行ない、その後、閃
光放電管４５に対してその発光を促すトリガ動作を行な
う。メインコンデンサ４４の充電完了時にはストロボ回
路４１は充電完了信号を出力し、アナログＩＣ３３を介
してＣＰＵ３２に送る。

【００２８】表示駆動回路４６はＣＰＵ３２の指令を受
け、カメラの各動作状態、ユーザへの警告等をＬＣＤ
（液晶素子）等からなる表示装置４７によって表示す
る。表示駆動回路４６も電源電圧Ｖｃｃの低下によって
誤表示を出力する虞れがあるので、電源制御をアナログ
ＩＣ３３からの信号でトランジスタ４８をオンさせるこ
とによって行なう。

【００２９】オートフォーカス用ＩＣ（以下、ＡＦＩＣ
とする）４９はＣＰＵ３２よりオートフォーカス（Ａ
Ｆ）動作開始信号を受けることにより、このＡＦＩＣ４
９内に有するロジック回路の働きによりＡＦシーケンス
動作を行なう。このシーケンス動作はクロック同期式と
なっており、基本クロックはＣＰＵ３２より得ている。
このＡＦＩＣ４９内には本発明の距離測定装置が構成さ
れている。ＡＦＩＣ４９内のロジック回路は、前記第１
図に示した実施例装置の発振器１１，Ｄ−ＦＦ２１，サ
ンプルパルス発生器２２，インバータ２３，２４，アン
ドゲート２５，カウンタ２６，２７，終了検出回路２８
等を有して構成され、その他の回路は、アナログ回路に
よって構成されている。ＩＲＥＤ２に抵抗５０を介して
ラインＬ₁に接続されたトランジスタ５１は発光駆動用
トランジスタである。

【００３０】上記全自動カメラのシーケンス動作につい
てのフローチャートを図６に示す。なお、ここでは、シ
ャッタ制御兼レンズ移動用モータ４０の正転回転角によ
り一義的に合焦用レンズの繰り出し量が決まり、逆転時
間によってレンズシャッタ開口径が変化するプログラム
形式のシャッタを用いることを想定している。

【００３１】まず、レリーズスイッチ３５をオンにする
と、ＣＰＵ３２はレリーズされたことを認識し、被写体
輝度の情報入力を行なう。これは前述したように、フォ
トダイオード３６の出力をアナログＩＣ３３内のＡ／Ｄ
変換回路でＡ／Ｄ変換することによって得られる情報で
ある。次いで、フィルム感度の入力も同じくディジタル
的に行なう。露出演算では、これらのＣＰＵ３２にディ
ジタル的に入力した各露出情報に基づき適正露出を得る
ための絞りとシャッタ秒時の組み合わせがＣＰＵ３２に
より演算される。低輝度時には、このシャッタ秒時が長
くなり、手振れを起す虞れがあるので、この場合には、
内蔵ストロボのガイドナンバーおよびＡＦ情報、フィル
ム感度情報よりフラッシュマチック演算を行ない、適正
の絞り値が得られるような秒時を算出する。

【００３２】このようにして得られた絞り値情報、また
は、撮影レンズの焦点距離ｆの違いを判別するスイッチ
５２のオン，オフ情報により、ＣＰＵ３２は必要な測距
精度を割り出し、これをＡＦＩＣ４９にプリセットす
る。そして、後述するＡＦシーンケンス動作が行なわれ
る。

【００３３】ＡＦシーケンスが終了すると、モータ４０
が逆転し予じめ求められた秒時のレンズシャッタ開口径
が決定され、この開口径で秒時のカウントを開始する。
秒時のカウントを終了するとシャッタが閉じるが、上記
のフラッシュマチックの演算が行なわれた場合には、シ
ャッタの閉じる直前にストロボが発光する。シャッタの
閉じたあとはモータ３９によりフィルムが１駒分巻き上
げられて上述した撮影に係る一連のシーケンス動作を終
了する。

【００３４】ここで、測距精度の切換えについて説明す
る。下記の表１は、本実施例の距離測定装置において検
波回数がどのような条件で切換えられるかを示したもの
である。

【００３５】

【表１】絞り値情報、即ち、ＦNoが大きくなると、被写体か深度
が深くなるため、測距精度は比較的低くても撮影上の支
障はない。また、撮影レンズの焦点距離ｆが短くなる
と、やはり被写界深度が深くなるため同様のことが言え
る。このことから、被写界深度はＦNoとｆとを用いて次
の関係式で表わすことができる。

【００３６】前側被写界深度≒後側被写界深度 ∞ＦNo／ｆ2 上記表１において、１２８，２５６，５１２の各数字は
全検波回数を示している。ノイズが乱数的に発生した場
合、検波回数を増やせば増やすほど、ノイズの相殺効果
大きく、良好な感度が得られるという理論に基づいてい
る。上記検波回数の具体的な数値については、実験結果
からそれに近い２進カウンタで実現しやすい値にした。
ＣＰＵ３２はレンズ切換スイッチ５２によって入力され
る焦点距離ｆとフィルム感度情報、輝度情報を基に算出
する絞り情報ＦNoに従って、上記表１に示すように全検
波回数を設定することになる。

【００３７】図７は、前記図１に示した距離測定装置
の、より具体的な回路構成を示した実施例装置のブロッ
ク図である。すなわち、この図７に示した距離測定装置
は、全自動カメラ（図５参照）内のＡＦＩＣ４９に構成
されている。この実施例装置では、ＰＳＤ５の出力電流
Ｉ₁，Ｉ₂を増幅するための前段増幅器１３Ａ，１４Ａ
と第１増幅器１３Ｂ，１４ＢおよびＢＰＦ１７の前段の
第２増幅器６１が用いられ、これらの増幅器とＢＰＦ１
７と積分増幅器１９および比較器２０に対して基準電圧
発生回路６２から基準電圧Ｖｒｅｆが与えられている。
ＡＦＩＣ４９はＣＰＵ３２との間で信号の授受を行な
う。ＣＰＵ３２からの基本ブロックｃｋは発振器１１お
よびアンドゲート６４に入力される。パワー入力回路６
３はＣＰＵ３２からのＡＦオン信号を受けることにより
サンプルパルス発生器２２を駆動し、カウンタ２６，２
７にリセット信号を送出する。カウンタ２７による全検
波回数Ｎ₁はＣＰＵ３２から送出される撮影状態信号Ｃ
ＯＮＴ₁，ＣＯＮＴ₂により終了検出回路２８によって
設定されるようになっている。カウンタ２７が撮影状態
信号ＣＯＮＴ₁，ＣＯＮＴ₂によって設定された前記検
波回数Ｎ₁のカウントを終了した時点で終了検出回路２
８からの信号がアンドゲート６４を通じ基本クロックｃ
ｋに同期してシフトレジスタ６５に送られ、このときカ
ウンタ２６のカウント値がシフトレジスタ６５にシフト
されシフトレジスタ６５より被写体距離Ｌに応じた測距
出力ＡＦＯＵＴがＣＰＵ３２に送られるようになってい
る。終了検出回路２８は上記出力信号ＡＦＯＵＴを送出
したのちパワー入力回路６３およびＣＰＵ３２にＡＦ終
了信号ＡＦＥＮＤを送る。

【００３８】その他の回路構成については前記図１に示
した装置と同様であるので説明は省略する。

【００３９】上記図７に示したＡＦＩＣ４９内の２つの
カウンタ２６，２７と終了検出回路２８の具体的な回路
構成を図８に示す。

【００４０】図８において、検波回数Ｎ₀をカウントす
るカウンタ２７は１０個のＤ−ＦＦ７０〜７９により構
成されていて、これらＤ−ＦＦの各リセット端子Ｒには
上記パワー入力回路６３からのリセット信号が印加され
る。カウンタ２７のカウント入力としてサンプルパルス
発生器２２からのサンプルパルスＣＰ₁（図４に示すサ
ンプルパルスｅ）が与えられる。終了検出回路２８は、
インバータ８１，８２，３入力アンドゲート８３〜８６
および４入力オアゲート８７とにより構成されていて、
カウンタ２７のＤ−ＦＦ７６〜７９の各出力Ｑがそれぞ
れアンドゲート８３〜８６の各入力端に導かれるように
なっていて、オアゲート８７よりＡＦ終了信号ＡＦＥＮ
Ｄが得られるものとなっている。

【００４１】この図８に示した回路では終了検出回路２
８に入力する２つの撮影状態信号ＣＯＮＴ₁，ＣＯＮＴ
₂が“０”，“０”のときは、アンドゲート８３のみが
導通するのでＤ−ＦＦ７６の出力が選択され、検波回数
Ｎ₀が２⁶＝６４に達したときＡＦ終了信号ＡＦＥＮＤ
を出力する。また、信号ＣＯＮＴ₁，ＣＯＮＴ₂が
“０”，“１”のときは、アンドゲート８４のみが導通
してＤ−ＦＦ７７の出力が選択され検波回数Ｎ₀が２⁷
＝１２８に達したときＡＦ終了信号ＡＦＥＮＤを出力す
る。同様に、信号ＣＯＮＴ₁，ＣＯＮＴ₂がそれぞれ
“１”，“０”では、アンドゲート８５が導通してＤ−
ＦＦ７８の出力が選択されＮ₀＝２⁸＝２５６のとき、
また“１”，“１”では、アンドゲート８６が導通し、
Ｄ−ＦＦ７９の出力が選択され、Ｎ₀＝２⁹＝５１２の
ときにＡＦ終了信号ＡＦＥＮＤを出力する。すなわち、
この図８に示した回路では、下記の表２に示すように、
２つの撮影状態信号ＣＯＮＴ₁，ＣＯＮＴ₂の“１”，
“０”の入力設定によって、ＡＦ終了信号ＡＦＥＮＤが
出力されるまでのサンプルパルスＣＰ₁のカウント数を
切り換えることができる。

【００４２】

【表２】前述したように、撮影状態信号ＣＯＮＴ₁，ＣＯＮＴ₂
は、それぞれ絞り値ＦNO、焦点距離ｆによって“０”，
“１”に切換わる信号であり、ＡＦシーケンス中、ＣＰ
Ｕ３２よりＡＦＩＣ４９に入力する。

【００４３】そこで、上記図７，８に示した回路構成を
基に、ＡＦシーケンスについて以下に述べる。

【００４４】図９にＡＦシーケンスにおけるプログラム
動作のフローチャートを示す。ＡＦシーケンスはＡＦＩ
Ｃ４９がＣＰＵ３２よりＡＦオン信号および基本クロッ
クｃｋを受けることにより開始される。このとき、カウ
ンタ２６，２７のカウント値、即ち、積分回路Ｎ_S，検
波回数Ｎ_Oは０にリセットされる。このリセット信号は
パワー入力回路６３により与えられる。

【００４５】ＡＦシーケンスが開始すると、ＣＰＵ３２
からの基本クロックｃｋを発振器１１が分周し、ＩＲＥ
Ｄ２が２０ＫＨｚ，デューティ比５０％で連続パルス発
光を開始する。このときの駆動電流は２５０ｍＡであ
る。このパルス発光はＡＦシーケンスが終了するまで継
続して行なわれる。

【００４６】ＩＲＥＤ２を発光開始させたあと、サンプ
ルスイッチ１８がオフのときチャンネル切換スイッチ１
５のオン，オフを判定し、かつ積分電圧Ｖ_Iと基準電圧
Ｖｒｅｆとの比較を行なう。積分電圧Ｖ_Iが基準電圧Ｖ
ｒｅｆに近づく方向に積分動作が行なわれるように前述
したように、積分電圧Ｖ_Iと基準電圧Ｖｒｅｆとの比較
によってチャンネル切換スイッチ１５と１６が切り換え
られるが、積分途中にこのチャンネル切換えが生じては
誤測距につながるので、サンプルスイッチ１８のオンし
ている間はこの切換えを禁止する。この積分中の切換禁
止の役割をＤ−ＦＦ２１が果たしている（図１，４，７
参照）。

【００４７】チャンネル切換スイッチ１５，１６のう
ち、スイッチ１５は電流Ｉ₁による増幅出力を伝えるも
ので積分用、スイッチ１６は電流Ｉ₂による増幅出力を
伝えるもので逆積分用である。積分、逆積分の切換え
は、即ち、積分方向（正負）の切換えはＢＰＦ１７の出
力が正弦波状になることよりサンプルスイッチ１８のオ
ンタイミングの変化によりディジタル的に行なわれる。
つまり、正弦波の正のピーク値においてサンプリングを
行なうか、負のピーク値においてサンプリングを行なう
かによって積分方向の正，逆が切り換えられる。このサ
ンプリングまでの発生タイミングｔ_sはＩＲＥＤ２がパ
ルス駆動されるときの各立上り点を基準にしている（図
４参照）。このサンプルパルスの発生タイミングｔ_sに
よって積分方向の正，逆が決まることは図４からも明ら
かである。実際にはフィルタの影響でＩＲＥＤ２の駆動
波形とＢＰＦ１７の出力波形の間には時間的な遅れがあ
るが、図４に示すタイミングチャートでは簡単化するた
めに、これを無視して示している。

【００４８】今、チャンネル切換スイッチ１５がオフ
（即ち、チャンネル切換スイッチ１６がオン）であると
すると、このとき、比較器２０の出力を判別してＶ_I＞
Ｖｒｅｆであれば、サンプルパルスＣＰ₁の発生タイミ
ングをｔ_s＝ｔ_s1に設定する。サンプルパルスＣＰ₁の
発生タイミングｔ_sを設定したのちは、ＩＲＥＤ２がオ
ンになるのを待って上記発生タイミングｔ_sまでのサン
プリング時間ｔをカウントする。そして、サンプリング
時間ｔがタイミングｔ_sになると、サンプルスイッチ１
８を一定時間（１０μｓｅｃ）オンにし、チャンネル切
換スイッチ１５のオン，オフを判定する。チャンネル切
換スイッチ１５がオフであれば、上記サンプルパルスＣ
Ｐ₁の発生時間、即ち、サンプルスイッチ１８のオン時
間は逆積分が行なわれたことになるので、このときは、
積分回数Ｎ_Sはカウントせず、検波回数Ｎ₀のみを１回
カウントアップする。そして、検波回数Ｎ₀がＮ₀＜Ｎ
₁にあるので、再びサンプルスイッチ１８のオン，オフ
判定を行なう箇所に戻り、上記の動作を繰り返す。

【００４９】そして、逆積分によってＶ_I＜Ｖｒｅｆに
なるとチャンネル切換スイッチ１５をオンに、スイッチ
１６をオフにして積分方向を切換えて上記動作を行な
う。

【００５０】正方向の積分が行なわれるときは、上記チ
ャンネル切換スイッチ１５がオンであるので、このとき
Ｖ_I＜Ｖｒｅｆであれば、サンプルパルスＣＰ₁の発生
タイミングをｔ_s＝ｔ_s3に設定する。そして、積分が行
なわれると、積分回数Ｎ_Sを１回カウントし、このあ
と、検波回数Ｎ₀も１回カウントする。このとき、負方
向への積分（逆積分）回数Ｎ_Gは特にカウントしない
が、当然これらの間には次の関係式が成り立つ。

【００５１】Ｎ₀＝Ｎ_S＋Ｎ_G………（４）ところで、全検波回数をＮ₁に固定化することにより積
分回数Ｎ_Sを正規化すれば、この積分回数Ｎ_Sによって
被写体距離Ｌを求めることができる。

【００５２】被写体距離Ｌを測定するとき、積分回数Ｎ
S は、Ｎ_S＝Ｉ₂／Ｉ₁＋Ｉ₂・Ｎ₁………（５）である。従って、この（５）式に前記（３）式を代入し
てＮ_S＝（１／２−ｓｆ₀／Ｌｔ₀）Ｎ₁………（６）となる。

【００５３】この（６）式から明らかなように、全検波
回数Ｎ₁を設定すると、正方向への積分回数Ｎ_Sが正規
化されるので、両カウンタ２６，２７のカウント値から
比を求めるための割算を行なうことなくカウンタ２６の
カウント値がそのまま測距情報となる。

【００５４】検波回数Ｎ₀が設定された全検波回数Ｎ₁
に至らなければ、さらにまた、サンプルスイッチ１８の
オン、オン判定箇所に戻る。そして、積分によってＶ_I
＞Ｖｒｅｆになると、再び、チャンネル切換スイッチ１
５をオフに、スイッチ１６をオンにして積分方向の切換
を行なう。

【００５５】なお、前記図７に示すような回路構成で
は、チャンネル切換スイッチ１５，１６の切換時に交流
波形が重畳され、ＢＰＦ１７の出力時に歪みを生じるこ
とになるので、ＢＰＦ１７の出力が安定するのを待つた
めに切換直後のサンプルパルスＣＰ₁の発生タイミング
ｔ_sを長めにとるのが望ましく、この図９に示したフロ
ーチャートでは、サンプルパルスＣＰ₁の発生タイミン
グｔ_sは直ちにｔ_s1→ｔ_s3，ｔ_s3→ｔ_s1に変化しないよ
うにし、切換え直後は、ｔ_s3，ｔ_s1よりそれぞれ長い時
間のｔ_s4，ｔ_s2を経て、ｔ_s1→ｔ_s4→ｔ_s3，ｔ_s3→ｔ_s2
→ｔ_s1のように変化するようにしている。具体的には切
換後、３周期分はサンプルパルスＣＰ₁を立てないよう
にする。即ち、１周期Ｔは、Ｔ＝５０μｓｅｃであるか
らｔ_s1＝７μｓｅｃ，ｔ_s3＝ｔ_s1＋２５μｓｅｃとする
と、ｔ_s2＝ｔ_s1＋１５０μｓｅｃｔ_s4＝ｔ_s3＋１５０μｓｅｃとなる。なお、サンプルパルス幅、つまりサンプルスイ
ッチ１８のオン時間は１０μｓｅｃである。

【００５６】上述の動作をサンプルパルスＣＰ₁の発生
総数Ｎ₀が、全検波回数Ｎ₁に等しくなるまで繰り返
し、そのうちの正方向の積分回数Ｎ_Sをカウンタ２６に
よりカウントする。即ち、前記カウンタ２７によりカウ
ントされた検波回数Ｎ_Oが撮影状態信号ＣＯＮＴ₁，Ｃ
ＯＮＴ₂によって設定された全検波回数Ｎ₁になったと
きにＡＦ終了信号がＣＰＵ３２に向かって発せられ、続
いて、ＣＰＵ３２の基本クロックｃｋに同期してシフト
レジスタ６５よりカウンタ２６でカウントされた積分回
数Ｎ_SがシリアルデータとしてＣＰＵ３２に転送され
る。積分回数Ｎ_Sのシリアル転送が終了すると、ＡＦオ
ン信号がオフになり、ＣＰＵ３２は、測距結果としての
積分回数Ｎ_Sに基づき、前記（６）式により被写体距離
Ｌを算出し、ＡＦ段数を決定する。

【００５７】この場合、カウンタ２７による全検波回数
Ｎ₁が１２８，２５６，５１２と撮影状態信号ＣＯＮＴ
₁，ＣＯＮＴ₂によって切換えられるとき、カウンタ２
６による積分回数Ｎ_Sは下記の表３に示すように変化す
る。

【００５８】

【表３】よってＣＰＵ３２は上記表３に示す対応関係から距離Ｌ
に応じたＡＦ段数に決定する。なお、この実施例では、
基線長Ｓ＝４０ｍｍ、受光レンズ４（第２，３図参照）
の焦点距離ｆ₀＝１８．３ｍｍ、ＰＳＤ５の長さｔ₀＝
３ｍｍを想定している。

【００５９】ＡＦシーケンスは、このようにして求めら
れたＡＦ段数に相当するカム段に合焦用レンズを停止さ
せた時点で終了する。

【００６０】このように、上述した実施例装置では、撮
影レンズの絞り情報、焦点距離情報の一方又は両方を参
考にし、絞りを開いた状態、或いは長焦点距離のレンズ
での撮影の際は、測距精度を重視した測距出力が得ら
れ、また、逆に絞りを絞った状態、或いは短焦点距離の
レンズによる撮影の際には、測距時間を重視して短時間
で測距出力を得ることができる。

【００６１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、従
来装置に比べて、測距時間を重視しながら、高精度で正
しいピントが合わせが可能な距離測定装置を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す距離測定装置のブロッ
ク図。

【図２】本発明装置に採用される赤外光アクティブ方式
の光学系と光電変換素子との基本的位置関係を示す配置
図。

【図３】本発明装置に採用される赤外光アクティブ方式
の光学系と光電変換素子との基本的位置関係を示す配置
図。

【図４】上記図１に示す装置の動作を説明するための各
部信号波形のタイムチャート。

【図５】本発明装置を適用した全自動カメラのブロック
図。

【図６】上記図５に示す全自動カメラのシーケンス動作
のフローチャート。

【図７】上記図５中のＡＦＩＣのブロック図。

【図８】上記図７中の主要部回路の具体的な電気回路
図。

【図９】上記図６に示すフローチャート中のＡＦシーケ
ンスのフローチャート。

【符号の説明】

２………ＩＲＥＤ（投光手段）５………ＰＳＤ（受光手段）１５，１６……チャンネル切換スイッチ（スイッチ手
段）１９………積分増幅器（積分手段）２０………比較器（比較手段）２１………Ｄ−ＦＦ（制御手段）２８………終了検出手段（全積分回数切換手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】撮影レンズと、同一ポイントに対し繰り返し発光して、被写体に測距用
光を投射する投光手段と、上記被写体からの反射信号光を受光して上記被写体まで
の距離に依存した信号を出力する受光手段と、上記受光手段出力に依存した信号を積分する積分手段
と、上記積分手段の積分状態を検出し、それから上記被写体
に対する上記撮影レンズのピント合わせ位置を決定する
演算制御手段と、からなる測距装置付きカメラにおい
て、上記演算制御手段は、要求されるＳ／Ｎ比と測距時間と
に応じて、上記投光手段の投光回数を選択し、この選択
状態に応じて上記ピント合わせ位置設定方法を切り換え
て、上記撮影レンズのピント合わせ位置を決定する機能
を有することを特徴とする距離測定装置。