JPH0972737A - 測距装置および測距方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 測距精度の向上と低価格化を目的としたもの
である。 【解決手段】 アクティブ式測距装置の増幅回路に入力
される出力信号に所定量のバイアス電流を加算するバイ
アス回路を備えているので、回路のオフセット電圧が負
の場合でもバイアス回路によって強制的に電圧を上げら
れ、測距時間を短縮するとともに、被写体を測距し得る
距離が見かけ上短くなるのを防いでいる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、カメラなどに利用される
測距装置および測距方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から積分回路を使った投受光タイプ
のさまざまな測距装置が提案されている。たとえば本出
願人による先の出願となる特開平６−１６７３２９号公
報では、被写体にパルス光を投光し、被写体からの光信
号を遠距離および近距離の２つの受光回路で一定電圧に
達するまでの間積分しそのときの投光回数をカウント
し、そうして得られた２つのカウント値から被写体まで
の距離を算出する測距装置において、単位時間当たりの
オフセット電圧を測定し、この結果によって測距出力の
補正を行うことによりドリフト電流の影響を取り除くカ
メラ用測距装置を提案している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところがドリフト電圧
は正の場合も負の場合も考えられる。ドリフト電圧が正
の場合は見かけ上の投光回数が減るため測距時間は短く
て済むが、負の場合には投光回数が多くなり撮影までの
タイムラグが大きくなるばかりでなく、被写体が遠い際
に投光回数の限界に達して、無限遠にあるものと判定さ
れてしまう。このため、被写体を測距し得る距離が見か
け上短くなってしまうという不具合を有していた。

【０００４】本発明においては、測距時間を短縮すると
ともに、被写体を測距し得る距離が短くなるのを防ぐこ
とを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本願の請求項１に係る発明は、被写体へ光を照射す
る投光手段と、前記投光手段の照射光が前記被写体で反
射する光を受光することにより、前記被写体まで距離に
応じた出力を発生する受光手段と、前記受光手段の出力
に所定量のバイアス電流を加算するバイアス手段と、前
記バイアス電流が加算された受光手段の出力を増幅する
増幅手段と、前記増幅手段のドリフト電圧と前記バイア
ス電流により発生するバイアス電圧との合算電圧を検出
するとともに、前記増幅手段の出力とこの検出した合算
電圧とに応じて、前記被写体までの距離を演算する演算
手段とを備えている。

【０００６】本願の請求項２に係る発明は、被写体に光
を照射し、その反射光に応じて前記反射光を受光する受
光手段より発生する出力を増幅手段で増幅し、その増幅
出力に応じて前記被写体までの距離を演算する測距方法
において、前記光が非照射の際に上記受光手段の出力に
所定量のバイアス電流を加算し、このとき前記増幅手段
が発生する出力を記憶し、前記被写体に光を照射した際
に前記増幅手段が発生する出力と前記記憶している出力
とに応じて、前記被写体までの距離を演算している。

【０００７】本願の請求項３に係る発明は、被写体へ光
を照射する投光手段と、前記投光手段の照射光が前記被
写体で反射する光を受光し２つの電流出力に変換する受
光手段と、前記受光手段の一方の出力電流を電圧に変換
する第１の電流電圧変換回路と、前記受光手段の他方の
出力電流を電圧に変換する第２の電流電圧変換回路と、
前記２つの電流電圧変換回路のいずれかを選択的に出力
する選択回路と、前記選択回路が前記第１の電流電圧変
換回路を選択しているときに前記投光手段の投光回数を
カウントする第１のカウント手段と、前記選択回路が前
記第２の電流電圧変換回路を選択しているときに前記投
光手段の投光回数をカウントする第２のカウント手段
と、前記第１および第２の電流電圧変換回路の出力信号
を増幅する増幅回路と、前記増幅回路に入力される出力
信号に所定量のバイアス電流を加算するバイアス回路
と、前記増幅回路のドリフト電圧と上記バイアス電流に
応じたバイアス電圧との加算電圧を記憶する記憶手段
と、前記増幅回路の出力を積分する積分回路と、前記積
分回路の出力と前記記憶手段の出力とから前記被写体ま
での距離を演算する演算手段とを備えている。

【０００８】本願の請求項４に係る発明は、被写体へ光
を照射する投光手段と、前記投光手段の照射光が前記被
写体で反射する光を受光し２つの電流出力に変換する受
光手段と、前記受光手段の一方の出力電流を電圧に変換
する第１の電流電圧変換回路と、前記受光手段の他方の
出力電流を電圧に変換する第２の電流電圧変換回路と、
前記２つの電流電圧変換回路のいずれかを選択的に出力
する選択回路と、前記選択回路が前記第１の電流電圧変
換回路を選択しているときに前記投光手段の投光回数を
カウントする第１のカウント手段と、前記選択回路が前
記第２の電流電圧変換回路を選択しているときに前記投
光手段の投光回数をカウントする第２のカウント手段
と、前記第１および第２の電流電圧変換回路の出力信号
を増幅する増幅回路と、前記増幅回路に入力される出力
信号に所定量のバイアス電流を加算するバイアス回路
と、前記増幅回路のドリフト電圧と上記バイアス電流に
応じたバイアス電圧との加算電圧を記憶する記憶手段
と、前記増幅回路の出力を積分する積分回路と、前記積
分回路の出力と前記記憶手段の出力とから前記被写体ま
での距離を演算する演算手段とを備え、前記演算手段
は、前記記憶手段の出力に基づき、前記第１および第２
のカウント手段のそれぞれのカウント回数に相応する出
力を補正して上記距離を算出するものである。

【０００９】本願の請求項５に係る発明は、前記バイア
ス回路が加算するバイアス電流を変更するバイアス電流
変更手段を有している。

【００１０】本願の請求項６に係る発明は、前記ドリフ
ト電圧が正電圧の場合に前記バイアス回路のバイアス電
流の加算を禁止する禁止手段を有している。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図１に基づ
いて説明する。

【００１２】制御回路（以下ＣＰＵという）１０はカメ
ラの各部分の動作を統括して制御する。ＣＰＵ１０に内
蔵されている読み出し可能なリード・オンリ・メモリ
（以下ＲＯＭという）１０ａはカメラの動作に関するプ
ログラムおよびデータの半永久的な保存に使用する。同
様に、ＣＰＵ１０に内蔵されている読み書き可能なラン
ダム・アクセス・メモリ（以下ＲＡＭという）１０ｂは
演算および一時的な記憶に使用する。モータ１１はＣＰ
Ｕ１０の制御に従って鏡筒１２を合焦位置に駆動する。
レリーズスイッチ１３は撮影者が撮影を行うために押下
するスイッチである。

【００１３】投光回路２０は投光素子（以下ＩＲＥＤと
いう）２１を駆動するための回路であり、トランジスタ
２２、抵抗２３、抵抗２４からなる。ＩＲＥＤ２１はＣ
ＰＵ１０から出力される発光信号ＥＭによってパルス駆
動される。

【００１４】遠側電流電圧変換回路３０、近側電流電圧
変換回路４０は一次元半導体受光素子３（以下ＰＳＤと
いう）と一体となって受光回路を構成する。ここで説明
の便宜上、これはＰＳＤ３の２つの出力端子のうち、投
光素子に近い方を遠側、投光素子から遠い方を近側と呼
ぶものとする。ＰＳＤ３に光信号が入射すると、ＰＳＤ
３はその強度と入射位置に応じた電流を遠側電流電圧変
換回路３０と近側電流電圧変換回路４０とに出力する。
遠側電流電圧変換回路３０はアンプ３１と帰還抵抗３２
とで構成され、入力電流に比例した電圧を出力する回路
であり、近側電流電圧変換回路４０も同様にアンプ４１
と帰還抵抗４２とで構成され、入力電流に比例した電圧
を出力する回路である。遠側電流電圧変換回路３０およ
び近側電流電圧変換回路４０から出力された電圧は、共
にスイッチ４に導かれる。スイッチ４は遠側電流電圧変
換回路３０と近側電流電圧変換回路４０のいずれかの出
力を後段の回路に伝える役割を持ち、その状態はＣＰＵ
１０によって制御される。遠距離側の測距を行うときは
遠側電流電圧変換回路３０、近距離側の測距を行うとき
は近側電流電圧変換回路４０側にオンする。

【００１５】増幅回路５０と増幅回路６０は同様な構成
なので、増幅回路５０を例にとって説明する。増幅回路
５０の前にはカップリングコンデンサ５が接続され、入
力信号の直流分はここでカットされる。増幅回路５０は
アンプ５１と３個の帰還抵抗５３、５４、５５と入力抵
抗５２とで構成され、入力信号をある一定のゲインで増
幅する回路である。回路中にスイッチ５６とスイッチ５
７を持っており、これらのスイッチはＣＰＵ１０によっ
てオンまたはオフを制御できる。スイッチ５６は帰還抵
抗５５を、スイッチ５７は帰還抵抗５４および帰還抵抗
５５をそれぞれオンまたはオフするので、これらのスイ
ッチの状態から入力抵抗と帰還抵抗の組み合わせにより
アンプ５１のゲインが段階的に変化する。したがって信
号電流から電圧への変換も、この変化したゲインに応じ
て行われる。増幅回路６０も同様な構成であり、ＣＰＵ
１０はスイッチ６６とスイッチ６７を操作して適切なゲ
インを設定し、それにしたがって増幅回路５０の出力し
た信号の増幅が行われる。増幅回路６０の出力信号はス
イッチ７を経て後段の積分回路８０に出力される。

【００１６】増幅回路６０のアンプ６１にはバイアス回
路７０が接続されている。バイアス回路７０は抵抗７１
と電源間に両端を接続された可変抵抗７２とから構成さ
れている。バイアス回路７０の出力にはスイッチ７３が
接続され、ＣＰＵ１０はスイッチ７３をオンすることに
よりバイアス電流を増幅回路６０に供給する。ここでＣ
ＰＵ１０は、スイッチ７３を発光信号ＥＭに同期してオ
ンまたはオフする。すなわち、ＩＲＥＤ２１の発光中に
おいてのみバイアス電流が増幅回路６０に供給され、そ
れ以外の場合にはバイアス電流は供給されない。バイア
ス回路７０が供給するバイアス電流は、常に積分コンデ
ンサ８３の端子間電圧を正にするに十分な量になるよう
にあらかじめ調整されている。

【００１７】積分回路８０はアンプ８１、入力抵抗８
２、積分コンデンサ８３、それに積分コンデンサ８３の
電荷を放電するためのスイッチ８４、さらにアンプ８１
の出力に電圧ホロワ８５が接続されている。積分動作に
先だって積分コンデンサ８３に残っている電荷を放電す
るためスイッチ８４がオンする。電荷を十分に放電する
とスイッチ８４はオフする。積分動作がスイッチ７のオ
ンによって開始されると、積分コンデンサ８３には入力
信号の時間積分値が電荷として貯えられる。積分動作が
終了するとスイッチ７はオフし、積分コンデンサ８３の
端子間電圧が電圧ホロワ８５に出力され、電圧ホロワ８
５の出力電圧はＡ／Ｄ変換器１４に取り込まれる。Ａ／
Ｄ変換器１４はこれをデジタル電圧に変換してＣＰＵ１
０に出力する。

【００１８】次に本発明の実施例の回路の動作について
説明する。撮影者がレリーズスイッチ１３を押すとＣＰ
Ｕ１０はＲＯＭ１０ａに内蔵されているプログラムに従
って測光動作および測距動作を行い、続いて露出作動を
行う。そのうちの測距動作に入ると、ＣＰＵ１０はまず
図１内のすべての回路の電源をオンする。次にＲＡＭ１
０ｂの内容をクリアし、増幅回路５０と増幅回路６０の
ゲインを決定する。このときゲインを最小にセットして
も被写体の輝度が大きくアンプが飽和してしまう場合
は、測距を行わずに被写体が至近距離にあるものと判定
し、ＲＡＭ１０ｂ中の至近フラグＦｃをセットする。こ
の理由は、輝度が大きい場合には撮影レンズの絞り口径
が小さくなるように制御されるため、被写界深度が非常
に深くなり、被写体位置に関係なくピントがあうように
なるためである。そして、測距に入る前に回路の単位投
光時間当たりのバイアス電圧とドリフト電圧との合算電
圧Ｖｂを決定する。

【００１９】その後ＣＰＵ１０は投光回路２０をパルス
駆動し、カウント値Ｋ１で投光回数をカウントしながら
その時の受光素子の出力電流を遠側電流電圧変換回路３
０で電流電圧変換し、増幅回路５０および増幅回路６０
で増幅し、積分回路８０で積分する。積分電圧が電圧Ｖ
２（たとえば１．０Ｖ）に達するとＣＰＵ１０は投光を
終了し、その時のカウント値Ｋ１をＲＡＭ１０ｂに保存
する。このとき積分電圧が電圧Ｖ２に達しないうちに投
光回数が値Ｋ１ｍ（たとえば７００回）に達した場合は
無限遠と判定し、ＲＡＭ１０ｂ中の無限遠フラグＦｉを
セットする。それから再びＣＰＵ１０は投光回路２０を
パルス駆動し、カウント値Ｋ２で投光回数をカウントし
ながらその時の受光素子の出力電流を近側電流電圧変換
回路４０で電流電圧変換し、増幅回路で増幅し、積分回
路で積分する。積分電圧が電圧Ｖ２に達するとＣＰＵ１
０は投光を終了し、その時のカウント値Ｋ２をＲＡＭ１
０ｂに保存する。このとき積分電圧が電圧Ｖ２に達しな
いうちに投光回数が値Ｋ２ｍ（たとえば３００回）に達
した場合は無限遠と判定し、ＲＡＭ１０ｂ中の無限遠フ
ラグＦｉをセットする。以上で投光動作が終了すると、
無限遠フラグＦｉがセットされていれば無限遠、至近フ
ラグＦｃがセットされていれば至近、いずれでもなけれ
ばＲＡＭ１０ｂに保存されているカウント値Ｋ１にバイ
アス電圧Ｖｂに応じた補正を行なった値Ｎ１、同様にＲ
ＡＭ１０ｂに保存されているカウント値Ｋ２にバイアス
電圧Ｖｂに応じた補正を行なった値Ｎ２の両方から式
（１）のような値Ｘを算出する。

【００２０】 Ｘ＝Ｎ１／（Ｎ１＋Ｎ２） （１） 式（１）により値Ｘが定まると、ＲＯＭ１０ａに保存さ
れている、図７に示すような表を参照し、被写体までの
距離Ｄを求め、その結果にしたがってＣＰＵ１０はモー
タ１１を制御し、鏡筒１２を合焦位置まで駆動する。最
後に測距回路の電源をオフして、このルーチンを抜け
る。

【００２１】以上のうち、まず増幅回路５０と増幅回路
６０のゲイン決定動作を図２、図３を使って以下に詳細
に説明する。最初にＣＰＵ１０によってスイッチ４を遠
側電流電圧変換回路３０側にオンする。次にスイッチ８
４をオンし、積分コンデンサ８３にたまっている電荷を
放電させる（図２のａ）。十分に電荷を放電した後、ス
イッチ８４をオフし、そしてカウント値Ｎｅを０にクリ
アする（図２のｂ）。それからＣＰＵ１０は発光信号Ｅ
Ｍを発生して投光を開始する（図２のｃ）。発光信号Ｅ
Ｍの発生に応じて、ＩＲＥＤ２１が駆動されると共に、
スイッチ７３もオンする。

【００２２】各増幅回路の立ち上り時間の確保および投
光開始に伴う電源変動の影響を軽減するため、投光開始
後時間Ｔ１を経過してからスイッチ７をオンし（図２の
ｄ）、積分回路を時間Ｔ２の間だけ動作させてからスイ
ッチ７をオフする（図２のｅ）。それが終わると投光・
積分を停止して、時間Ｔ３の間だけ待機し（図２の
ｆ）、カウントアップ信号ＣＵを発生してカウント値Ｎ
ｅに１を加える。

【００２３】図３のように、図２のｃ〜ｅの動作を予め
決められた回数Ｎｇ（たとえば１０回）だけ繰り返した
後、ＣＰＵ１０はＡ／Ｄ変換器１４を制御し、積分コン
デンサ８３の端子間電圧をデジタル値に変換して読み込
む。続いてＣＰＵ１０は積分電圧Ｖｉｎｔと電圧Ｖ１
（たとえば０．１Ｖ）とを比較し、積分電圧Ｖｉｎｔの
方が大きい場合にはスイッチ５６をオンする。以下同様
に、積分動作と比較演算とをくり返し、積分電圧Ｖｉｎ
ｔが電圧Ｖ１よりも大きい場合は、スイッチ６６、スイ
ッチ５７、スイッチ６７の順でオンする。これで増幅回
路全体としてのゲインが定まったことになる。もし以上
の手順にしたがってすべてのスイッチをオンしてもなお
積分電圧Ｖｉｎｔが電圧Ｖ１よりも大きい場合には被写
体は至近距離にあるものと判断して至近フラグＦｃをセ
ットして終了する。

【００２４】次に、単位投光時間当たりのバイアス電圧
とドリフト電圧のと合算電圧Ｖｂの求め方を図５を使っ
て以下に詳細に説明する。最初にスイッチ８４をオン
し、積分コンデンサ８３にたまっている電荷を放電させ
る。十分に電荷を放電した後、スイッチ８４をオフし、
スイッチ４を遠側電流電圧変換回路３０側にオンし、時
間Ｔ４だけ待機する。続いて投光回路２０を駆動しない
でスイッチ７とスイッチ７３とをオンし、積分動作を開
始して時間Ｔ５だけ待機する。この間積分コンデンサ８
３には回路のドリフト電圧およびバイアス回路７０から
のバイアス電流によって電荷が貯えられる。スイッチ７
とスイッチ７３とをオンしてから時間Ｔ５を経過する
と、スイッチ７とスイッチ７３とをオフして積分動作を
終了し、式（２）にしたがって単位投光時間当たりのバ
イアス電圧とドリフト電圧との合算電圧Ｖｂを求める。
通常オペアンプのドリフト電圧の絶対値は数ミリから１
０ミリボルトであり、バイアス回路７０からはこれをキ
ャンセルするのに十分な電流が供給されるため、バイア
ス電圧とドリフト電圧との合算電圧Ｖｂは必ず正とな
る。

【００２５】 Ｖｂ＝Ｖｉｎｔ／Ｔ５ （２） 次に、遠側電流電圧変換回路３０による測距と値Ｎ１の
求め方を図２と図６を使って以下に詳細に説明する。最
初にスイッチ８４をオンし、積分コンデンサ８３にたま
っている電荷を放電させる。十分に電荷を放電した後、
スイッチ８４はオフする。そしてカウント値Ｋ１を０に
クリアする。

【００２６】続いて測距動作に移る。測距の方法は図２
に示した通りである。ＣＰＵ１０は発光信号ＥＭに同期
してスイッチ７３をオンし増幅回路６０にバイアス電流
を供給する。投光を繰り返しながらカウント値Ｋ１を加
算していき、積分電圧Ｖｉｎｔが予め定められた電圧Ｖ
２に達した時点で終了するが、もしも被写体までの距離
が遠くて予め定められた値Ｋ１ｍだけ投光しても電圧Ｖ
２に達しない場合は無限遠と判断し、ＲＡＭ１０ｂ中の
無限遠フラグＦｉをセットして終了する。それ以外の場
合はカウント値Ｋ１からバイアス電圧とドリフト電圧と
の合算電圧Ｖｂの影響を除去するため、次のような演算
を行う。

【００２７】バイアス電圧とドリフト電圧との合算電圧
Ｖｂの除去の演算方法を図６に従って説明する。測距終
了の時点で積分コンデンサの端子間電圧は電圧Ｖ２に達
しているが、その中にはオフセット電圧（バイアス電圧
＋ドリフト電圧）Ｖｏｆｆが含まれているため、単位時
間あたりのバイアス電圧とドリフト電圧との合算電圧Ｖ
ｂが０の場合に対して少ない投光回数で測距を終了して
いるはずである。もし単位時間あたりのバイアス電圧と
ドリフト電圧との合算電圧Ｖｂが０ならば、図６に示す
値Ｎ１だけ投光しなければならないことになる。値Ｎ１
はカウント値Ｋ１と電圧Ｖ２とオフセット電圧Ｖｏｆｆ
とを使って式（３）のように表される。

【００２８】 Ｎ１＝Ｋ１・Ｖ２／（Ｖ２−Ｖｏｆｆ） （３） ここでオフセット電圧Ｖｏｆｆは単位投光時間当たりの
バイアス電圧とドリフト電圧との合算電圧Ｖｂを使って
式（４）のように表される。

【００２９】 Ｖｏｆｆ＝Ｋ１・Ｖｂ （４） 式（３）と式（４）からオフセット電圧Ｖｏｆｆを消去
すれば、値Ｎ１が式（５）のように計算できる。

【００３０】 Ｎ１＝Ｋ１・Ｖ２／（Ｖ２−Ｋ１・Ｖｂ） （５） この値Ｎ１をＲＡＭ１０ｂに格納する。

【００３１】次に、近側電流電圧変換回路４０による測
距と値Ｎ２の求め方を図２と図６に基づいて説明する。
最初にスイッチ８４をオンし、積分コンデンサ８３にた
まっている電荷を放電させる。十分に電荷を放電した
後、スイッチ８４はオフする。そしてカウント値Ｋ２を
０にクリアする。続いて測距動作に移る。測距の方法は
図２に示した通りである。ＣＰＵ１０は発光信号ＥＭに
同期してスイッチ７３をオンし増幅回路６０にバイアス
電流を供給する。投光を繰り返しながらカウント値Ｋ２
を加算していき、積分電圧Ｖｉｎｔが予め定められた電
圧Ｖ２に達した時点で終了するが、もしも被写体までの
距離が遠くて予め定められた値Ｋ２ｍだけ投光しても電
圧Ｖ２に達しない場合は無限遠と判断し、ＲＡＭ１０ｂ
中の無限遠フラグをセットして終了する。それ以外の場
合はカウント値Ｋ２を使って、値Ｎ１のときと同様に式
（６）のような値Ｎ２を算出しＲＡＭ１０ｂに格納す
る。

【００３２】 Ｎ２＝Ｋ２・Ｖ２／（Ｖ２−Ｋ２・Ｖｂ） （６） 最後に値Ｎ１、Ｎ２を式（１）に代入し、被写体までの
距離Ｄを得ることは前述したとおりである。

【００３３】以上が本実施例における回路の動作であ
る。図４に下イン決定から測距終了までの一連の動作を
示した。この例ではスイッチ５６から６７までの全ての
スイッチがオンし、ゲインは最小となっている。その状
態で測距を行い、無限遠と判断されることなくカウント
値Ｋ１、Ｋ２を求めている。以上の動作をフローチャー
トで表わすと図８〜図１２のようになる。まず、メイン
ルーチンを図８に基づいて説明する。

【００３４】この測距ルーチンに入ると、ＣＰＵ１０は
測距回路の電源をオンし（＃００１）、続いて変数やフ
ラグを初期化する（＃００２）。次に増幅回路５０と増
幅回路６０のゲインを決定し（＃００３）、至近フラグ
Ｆｃの状態を確認し（＃００４）、セットされていれば
値Ｘに１を代入して（＃００５）、＃０１３にジャンプ
する。＃００４で至近フラグＦｃがセットされていない
と、それから単位時間当たりのバイアス電圧Ｖｂを決定
する（＃００６）。そして遠側電流電圧変換回路３０で
の測距を行い、値Ｎ１を算出してＲＡＭ１０ｂに保存し
（＃００７）、無限遠フラグＦｉの状態を確認し（＃０
０８）、セットされていれば値Ｘに０．５を代入して
（＃００９）、＃０１３にジャンプする。＃００８で無
限遠フラグＦｉがセットされていないと、同様に近側電
流電圧変換回路４０での測距を行い、値Ｎ２を算出して
ＲＡＭ１０ｂに保存し（＃０１０）。無限遠フラグＦｉ
の状態を確認し（＃０１１）、セットされていれば値Ｘ
に０．５を代入して（＃０１２）、＃０１３にジャンプ
し、セットされていなければサブルーチン＃００７と＃
０１０の操作でＲＡＭ１０ｂに保存されている値Ｎ１と
値Ｎ２を読み出し値Ｘを算出する（＃０１２）。つま
り、無限遠フラグＦｉがセットされていれば無限遠、至
近フラグＦｃがセットされていれば至近、それ以外では
図７に示すように値Ｘをオフセット値とする予め決めら
れたＲＯＭ１０ａのアドレスを参照することで、被写体
までの距離Ｄを求め（＃０１３）、鏡筒を駆動する（＃
０１４）。最後に測距回路の電源をオフし（＃０１
５）、このルーチンを抜ける。

【００３５】次に、各サブルーチン内での動作を説明す
る。まず、ゲイン決定のサブルーチンを図９に基づいて
説明する。ゲイン決定のサブルーチンに入ると、ＣＰＵ
１０はスイッチ４を遠側電流電圧変換回路３０側にオ
ン、他のスイッチをすべてオフし（＃１０１）、カウン
ト値Ｎｓを０にクリアし（＃１０２）、スイッチ８４を
オンし、積分コンデンサ８３にたまっている電荷を放電
させてから、スイッチ８４をオフし（＃１０３）、カウ
ンタリセット信号ＣＲを発生してカウント値Ｎｅを０に
クリアする（＃１０４）。

【００３６】続いてＣＰＵ１０は発光信号ＥＭを発生し
て投光回路２０を動作して投光を始め（＃１０５）、時
間Ｔ１だけ待機する（＃１０６）と、スイッチ８４をオ
ンし積分動作をしながら（＃１０７）、時間Ｔ２だけ待
機する。この間積分コンデンサ８３には電荷が貯えられ
る（＃１０８）。それから投光回路２０の動作を止めて
投光動作を終了し、スイッチ７をオフし積分動作を終え
て（＃１０９）、時間Ｔ３だけ待機した後に（＃１１
０）、カウントアップ信号ＣＵを発生してカウント値Ｎ
ｅに１を加える（＃１１１）。以上＃１０５〜＃１１０
の動作はカウント値Ｎｅが予め決められた回数Ｎｇ（本
例では、Ｎｇ＝１０回）に達するまで繰り返される。カ
ウント値Ｎｅが回数Ｎｇに達したら（＃１１２）、ＣＰ
Ｕ１０はスイッチ７をオフして、積分電圧ＶｉｎｔをＡ
／Ｄ変換器１４に出力する。Ａ／Ｄ変換器１４はその電
圧をＡ／Ｄ変換し、ＣＰＵ１０に出力する。さらに積分
電圧Ｖｉｎｔを電圧Ｖ１と比較し（＃１１３）、積分電
圧Ｖｉｎｔが電圧Ｖ１以下であればメインルーチンに戻
る。

【００３７】積分電圧Ｖｉｎｔが電圧Ｖ１より大きかっ
た場合、カウント値Ｎｓが０ならば（＃１１４）、スイ
ッチ５６を（＃１１５）、カウント値Ｎｓが１ならば
（＃１１６）、スイッチ６６を（＃１１７）、カウント
値Ｎｓが２ならば（＃１１８）、スイッチ５７を（＃１
１９）、カウント値Ｎｓが３ならば（＃１２０）、スイ
ッチ６７を（＃１２１）、それぞれオンし、カウント値
Ｎｓに１を加えて（＃１２２）、＃１０４に戻る。もし
カウント値Ｎｓが０から３のいずれでもなければ至近フ
ラグＦｃをセットし（＃１２３）、このサブルーチンを
抜け、メインルーチンに戻る。

【００３８】次に、単位投光時間当たりのドリフト電圧
決定のサブルーチンを図１０に基づいて説明する。単位
投光時間当たりのドリフト電圧決定のサブルーチンがコ
ールされると、ＣＰＵ１０はスイッチ８４をオンし、積
分コンデンサ８３にたまっている電荷を放電させる。十
分に電荷を放電した後、スイッチ８４をオフする（＃２
０１）。次にスイッチ４を遠側電流電圧変換回路３０側
にオンする（＃２０２）。それから時間Ｔ４だけ待機す
ると（＃２０３）、スイッチ７とスイッチ７３をオン
し、投光回路２０は駆動しないで積分動作を開始し（＃
２０４）、時間Ｔ５だけ待機する（＃２０５）。この間
積分コンデンサ８３には電荷が貯えられる。時間Ｔ５だ
け経過するとスイッチ７とスイッチ７３をオフし、積分
動作を終了する（＃２０６）。そして、Ａ／Ｄ変換器１
４から出力された積分電圧ＶｉｎｔをＣＰＵ１０が読み
取る。ＣＰＵ１０は積分電圧Ｖｉｎｔを時間Ｔ５で割
り、単位時間当たりのバイアス電圧Ｖｂを求め、ＲＡＭ
１０ｂに保存し（＃２０７）、このサブルーチンを抜け
る。

【００３９】次に、遠側電流電圧変換回路３０による測
距のサブルーチンを図１１に基づいて説明する。遠側電
流電圧変換回路３０による測距のサブルーチンがコール
されると、ＣＰＵ１０はスイッチ８４をオンし、積分コ
ンデンサ８３にたまっている電荷を放電させる。十分に
電荷を放電した後、スイッチ８４をオフする（＃３０
１）。次にＣＰＵ１０はスイッチ４を遠側電流電圧変換
回路３０側にオンし、スイッチ７をオンする（＃３０
２）。カウンタリセット信号ＣＲを発生してそれからカ
ウント値Ｋ１を０にクリアする（＃３０３）。

【００４０】続いて測距動作に移る。最初にカウント値
Ｋ１が値Ｋ１ｍ以上かどうかを判定し（＃３０４）、値
Ｋ１ｍ以上ならばＲＡＭ１０ｂ中の無限遠フラグＦｉを
セットし（＃３０５）、このサブルーチンを抜ける。カ
ウント値Ｋ１が値Ｋ１ｍ未満ならばＣＰＵ１０は投光回
路２０を駆動し、投光を開始する（＃３０６）。投光開
始に伴う各アンプの立ち上り時間の確保と電源変動の影
響とを軽減するため、時間Ｔ１だけ待機した後（＃３０
７）、スイッチ７とスイッチ７３をオンして積分動作を
開始し（＃３０８）、時間Ｔ２だけ待機する（＃３０
９）。この間積分コンデンサ８３には電荷が貯えられ
る。時間Ｔ２だけ経過すると投光回路２０の動作を止め
て投光動作を終了し、スイッチ７とスイッチ７３をオフ
して、積分動作を終了する（＃３１０）。それから時間
Ｔ３だけ待機し（＃３１１）、カウントアップ信号ＣＵ
を発生してカウント値Ｋ１に１を加算し（＃３１２）、
積分電圧ＶｉｎｔをＡ／Ｄ変換器１４に出力する。Ａ／
Ｄ変換器１４はその電圧をＡ／Ｄ変換してＣＰＵ１０に
出力する。ＣＰＵ１０は積分電圧Ｖｉｎｔを電圧Ｖ２と
比較し（＃３１３）、積分電圧Ｖｉｎｔが電圧Ｖ２より
も小さい場合には＃３０４にジャンプして投光動作を繰
り返す。積分電圧Ｖｉｎｔが電圧Ｖ２よりも大きい場合
にはカウント値Ｋ１から値Ｎ１を算出してＲＡＭ１０ｂ
に記憶し（＃３１４）、このサブルーチンを抜ける。

【００４１】次に、近側電流電圧変換回路４０による測
距のサブルーチンを図１２に基づいて説明する。近側電
流電圧変換回路４０による測距のサブルーチンがコール
されると、ＣＰＵ１０はスイッチ８４をオンし、積分コ
ンデンサ８３にたまっている電荷を放電させる。十分に
電荷を放電した後、スイッチ８４をオフする（＃４０
１）。次にスイッチ４を近側電流電圧変換回路４０側に
オンする（＃４０２）。それからカウンタリセット信号
ＣＲを発生してカウント値Ｋ２を０にクリアする（＃４
０３）。

【００４２】続いて測距動作に移る。最初にカウント値
Ｋ２が値Ｋ２ｍ以上かどうかを判定し（＃４０４）、値
Ｋ２ｍ以上ならばＲＡＭ１０ｂ中の無限遠フラグＦｉを
セットし（＃４０５）、このサブルーチンを抜ける。値
Ｋ２が値Ｋ２ｍより小さいと、ＣＰＵ１０は投光回路２
０を駆動し、投光を開始する（＃４０６）。投光開始に
伴う各アンプの立ち上り時間の確保と電源変動の影響と
を軽減するため、時間Ｔ１だけ待機した後（＃４０
７）、スイッチ７とスイッチ７３をオンして積分動作を
開始し（＃４０８）、時間Ｔ２だけ待機する（＃４０
９）。この間積分コンデンサ８３には電荷が貯えられ
る。時間Ｔ２だけ経過すると投光回路２０の動作を止め
て投光動作を終了し、スイッチ７とスイッチ７３をオフ
して、積分動作を終了する（＃４１０）。それから時間
Ｔ３だけ待機し（＃４１１）、カウントアップ信号ＣＵ
を発生してカウント値Ｋ２に１を加算し（＃４１２）、
積分電圧ＶｉｎｔをＡ／Ｄ変換器１４に出力する。Ａ／
Ｄ変換器１４はその電圧をＡ／Ｄ変換してＣＰＵ１０に
出力する。ＣＰＵ１０は積分電圧Ｖｉｎｔを電圧Ｖ２と
比較し（＃４１３）、積分電圧Ｖｉｎｔが電圧Ｖ２より
も小さい場合には＃４０４にジャンプして投光動作を繰
り返す。積分電圧Ｖｉｎｔが電圧Ｖ２よりも大きい場合
にはカウント値Ｋ２から値Ｎ２を算出してＲＡＭ１０ｂ
に記憶し（＃４１４）、このサブルーチンを抜ける。以
上の動作により、被写体までの距離が測定される。

【００４３】なお本実施例では電流電圧変換回路と後段
の増幅回路のゲインを決定した後に単位投光時間あたり
のドリフト電圧を求めているが、単位投光時間あたりの
ドリフト電圧を求めた後に電流電圧変換回路と後段の増
幅回路のゲインを決定してもよい。

【００４４】なお本実施例では実際のドリフト電圧量に
関わらずバイアス電流を加算しているが、バイアス電流
を加算しない状態でのドリフト電圧量を測定し、ドリフ
ト電圧が正の場合はバイアス電流を加算しない、そして
ドリフト電圧が負の場合にそのドリフト電圧に対応した
バイアス電流量を加算するという制御を行なってもよ
い。

【００４５】この場合の動作を示すフローチャートを図
１３に示す。回路構成は図１と同様であるため省略す
る。

【００４６】図１３に示すＶｂの決定のサブルーチン
は、先の実施例の図８のメインフローチャートの＃００
６に置換されるべきフローチャートである。＃００４で
至近フラグＦｃがセットされていない場合に、図１３の
ルーチンが実行される。

【００４７】図１３のＶｂの決定のサブルーチンがコー
ルされると、ＣＰＵ１０はスイッチ８４をオンし、積分
コンデンサ８３にたまっている電荷を放電させる。十分
に電荷を放電した後、スイッチ８４をオフする（＃５０
１）。次にＣＰＵ１０はスイッチ４を遠側電流電圧変換
回路３０側にオンする（＃５０２）。それから時間Ｔ４
だけ待機すると（＃５０３）、スイッチ７とスイッチ７
３とをオンし、投光回路２０は駆動しないで積分動作を
開始し（＃５０４）、時間Ｔ５だけ待機する（＃５０
５）。この間積分コンデンサ８３には電荷が蓄えられ
る。時間Ｔ５だけ経過するとスイッチ７とスイッチ７３
とオフし、積分動作を終了する（＃５０６）。

【００４８】そして、Ａ／Ｄ変換器１４から出力された
積分電圧ＶｉｎｔをＣＰＵ１０が読みとる。ＣＰＵ１０
は積分電圧Ｖｉｎｔが０以上か０未満かを判断し（＃５
０７）、０以上の場合はバイアス禁止フラグＦｂをセッ
トしてこのサブルーチンを抜け、メインルーチンに戻
る。Ｖｉｎｔが０未満の場合は、バイアス禁止フラグＦ
ｂをリセットし（＃５０９）、オフセット電圧Ｖｏｆｆ
を正にするようなＶｂの値を決定し、可変抵抗７２をそ
の値に応じて調節する。

【００４９】この後、先の実施例と同様にＮ１とＮ２と
を求めるのであるが、バイアス禁止フラグＦｂがセット
されている場合はスイッチ７３の開閉は行わない。すな
わち、＃３０８と＃３１０、＃４０８と＃４１０におい
てスイッチ７３は開閉せず、スイッチ７のみが開閉す
る。同様に＃３１４においてＮ１、＃４１４においてＮ
２を算出しているが、バイアス電流が加算されていない
ため、Ｎ１にはＫ１、Ｎ２にはＫ２がそれぞれ直接代入
される。

【００５０】以上の動作により、先の実施例と同様にＮ
１とＮ２とが求められる。

【００５１】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明では、増幅
手段のドリフト電圧にバイアス電流により発生するバイ
アス電圧を加算した合算電圧とその増幅手段で増幅され
た受光手段の出力とに応じて被写体までの距離を演算す
るので、測距時間を短縮するとともに、被写体を測距し
得る距離が短くなるのを防いでいる。

【００５２】そして、バイアス電流を変更可能にすれ
ば、必要以上にバイアスされるのを防止できるので、所
望の上記合算電圧を得ることができ、精度の高い測距結
果を得られる。

【００５３】さらに、ドリフト電圧が正電圧の場合にバ
イアス電流の加算を禁止するようにすれば、さらに精度
の高い測距結果が得られるとともに、不要なバイアス電
流を解消できるので省電力化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の実施例の構成を示す図。

【図２】図２は本発明の実施例の積分動作を説明する
図。

【図３】図３は本発明の実施例の増幅回路５０と増幅回
路６０のゲイン決定法を説明する図。

【図４】図４は本発明の実施例の測距時の一連の動作を
を説明する図。

【図５】図５は本発明の実施例のバイアス電圧Ｖｂの測
定動作を説明する図。

【図６】図６は本発明の実施例の値Ｎ１、Ｎ２の算出方
法を説明する図。

【図７】図７は本発明の実施例の値Ｘから距離Ｄを求め
るＲＯＭ１０ａ上のテーブル。

【図８】図８は本発明の実施例の動作を示すフローチャ
ート。

【図９】図９は図８のフローチャートの増幅回路５０お
よび増幅回路６０のゲイン決定の部分のサブルーチンを
示すフローチャート。

【図１０】図１０は図８のフローチャートのバイアス電
圧Ｖｂの決定の部分のサブルーチンを示すフローチャー
ト。

【図１１】図１１は図８のフローチャートの遠側電流電
圧変換回路３０による測距の部分のサブルーチンを示す
フローチャート。

【図１２】図１２は図８のフローチャートの近側電流電
圧変換回路４０による測距の部分のサブルーチンを示す
フローチャート。

【図１３】図１３は本発明の他の実施例のバイアス電圧
Ｖｂの決定の部分のサブルーチンを示すフローチャー
ト。

【符号の説明】 ２０ 投光回路 ＰＳＤ３ 投光回路 ３０ 投光回路 ４０ 投光回路 ４ スイッチ Ｋ１、Ｋ２ カウント手段 ５０、６０ 増幅回路 ７０ バイアス回路 ８０ 積分回路 １０ ＣＰＵ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被写体へ光を照射する投光手段と、 前記投光手段の照射光が前記被写体で反射する光を受光
   することにより、前記被写体まで距離に応じた出力を発
   生する受光手段と、 前記受光手段の出力に所定量のバイアス電流を加算する
   バイアス手段と、 前記バイアス電流が加算された受光手段の出力を増幅す
   る増幅手段と、 前記増幅手段のドリフト電圧と前記バイアス電流により
   発生するバイアス電圧との合算電圧を検出するととも
   に、前記増幅手段の出力とこの検出した合算電圧とに応
   じて、前記被写体までの距離を演算する演算手段とを備
   えたことを特徴とする測距装置。
2. 【請求項２】 被写体に光を照射し、その反射光に応じ
   て前記反射光を受光する受光手段より発生する出力を増
   幅手段で増幅し、その増幅出力に応じて前記被写体まで
   の距離を演算する測距方法において、 前記光が非照射の際に上記受光手段の出力に所定量のバ
   イアス電流を加算し、このとき前記増幅手段が発生する
   出力を記憶し、 前記被写体に光を照射した際に前記増幅手段が発生する
   出力と前記記憶している出力とに応じて、前記被写体ま
   での距離を演算する測距方法。
3. 【請求項３】 被写体へ光を照射する投光手段と、 前記投光手段の照射光が前記被写体で反射する光を受光
   し２つの電流出力に変換する受光手段と、 前記受光手段の一方の出力電流を電圧に変換する第１の
   電流電圧変換回路と、 前記受光手段の他方の出力電流を電圧に変換する第２の
   電流電圧変換回路と、 前記２つの電流電圧変換回路のいずれかを選択的に出力
   する選択回路と、 前記選択回路が前記第１の電流電圧変換回路を選択して
   いるときに前記投光手段の投光回数をカウントする第１
   のカウント手段と、 前記選択回路が前記第２の電流電圧変換回路を選択して
   いるときに前記投光手段の投光回数をカウントする第２
   のカウント手段と、 前記第１および第２の電流電圧変換回路の出力信号を増
   幅する増幅回路と、 前記増幅回路に入力される出力信号に所定量のバイアス
   電流を加算するバイアス回路と、 前記増幅回路のドリフト電圧と上記バイアス電流に応じ
   たバイアス電圧との加算電圧を記憶する記憶手段と、 前記増幅回路の出力を積分する積分回路と、 前記積分回路の出力と前記記憶手段の出力とから前記被
   写体までの距離を演算する演算手段とを備えたことを特
   徴とする測距装置。
4. 【請求項４】 被写体へ光を照射する投光手段と、 前記投光手段の照射光が前記被写体で反射する光を受光
   し２つの電流出力に変換する受光手段と、 前記受光手段の一方の出力電流を電圧に変換する第１の
   電流電圧変換回路と、 前記受光手段の他方の出力電流を電圧に変換する第２の
   電流電圧変換回路と、 前記２つの電流電圧変換回路のいずれかを選択的に出力
   する選択回路と、 前記選択回路が前記第１の電流電圧変換回路を選択して
   いるときに前記投光手段の投光回数をカウントする第１
   のカウント手段と、 前記選択回路が前記第２の電流電圧変換回路を選択して
   いるときに前記投光手段の投光回数をカウントする第２
   のカウント手段と、 前記第１および第２の電流電圧変換回路の出力信号を増
   幅する増幅回路と、 前記増幅回路に入力される出力信号に所定量のバイアス
   電流を加算するバイアス回路と、 前記増幅回路のドリフト電圧と上記バイアス電流に応じ
   たバイアス電圧との加算電圧を記憶する記憶手段と、 前記増幅回路の出力を積分する積分回路と、 前記積分回路の出力と前記記憶手段の出力とから前記被
   写体までの距離を演算する演算手段とを備え、 前記演算手段は、前記記憶手段の出力に基づき、前記第
   １および第２のカウント手段のそれぞれのカウント回数
   に相応する出力を補正して上記距離を算出するものであ
   ることを特徴とする測距装置。
5. 【請求項５】前記バイアス回路が加算するバイアス電流
   を変更するバイアス電流変更手段を有することを特徴と
   する請求項４に記載の測距装置。
6. 【請求項６】前記ドリフト電圧が正電圧の場合に前記バ
   イアス回路のバイアス電流の加算を禁止する禁止手段を
   有することを特徴とする請求項４に記載の測距装置。