JPS61240110A - 距離検出装置 - 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】 （発明の利用分野） 本発明は、カメラ等の自動焦点制御装置など検出装置の
改良に関するものである。

（発明の背景） 第６図に一般的な自動焦点制御装置に配置されるアクテ
ィブ方式の測距光学系の一部を示す。

投光素子１より投光された信号光は、投光レンズ２を通
過し、被写体３面で反射され、受光レンズ４を通って受
光素子５へ入射する。この受　　　　□光素子５の受光
面は第５図からもわかるように二つの受光部５ａ、５ｂ
Ｋ分割されており、第６図実線で示される如く被写体３
からの反射光が受光部５ｍと５ｂの中心にスポット光Ｓ
（第７図参照）として入射する場合は、第７図（イ）の
ように受光部５ａ、５ｂでの各受光量はほぼ等しくなり
、このような状態時には合焦と判断され、被写体が３′
に示される如く遠くに位置する場合は、第７図（ロ）の
ように受光部５ａでの受光量は多く、受光部５ｂでの受
光量は少なくなり、前側ピントと判断され、又被写体が
「に示される如く近くに位置する場合は、第７図（ハ）
のように逆に受光部５ｂでの受光量が多く、受光部５ａ
での受光量は少なくなり、後側ピント判断される。即ち
、前述のような測距光学系を有する自動焦点制御装置に
おいては、例えば被写体距離によって相対的に変化する
受光部５ａ　、　５ｂから出力される信号Ａ、Ｂの和信
号（Ａ十Ｂ）といずれか一方の信号人（又はＢ）をある
一定時間積分し、その積分値に基づいて測距情報を得、
前述の如く合焦、非合焦（前・後側ピント）を判断し、
非合焦の場合には合焦用レンズ群を移動させると同時に
前記受光素子５を移動（第６図矢印方向）させ、自動焦
点制御を行う構成となっている。

このような構成から成る従来の装置においては、一方の
信号として、例えば受光部５ａから出力される信号人を
用いるとした場合、第７図（ロ）に示される如く受光部
５ａに多くのスポット光Ｓが入射している時には和信号
（Ａ十Ｂ）及び信号人共にＳ／Ｎの良い信号が得られる
ので、測距情報としては正確なものが得られる。しかし
ながら、逆に第７図（ハ）に示される如く受光部５ｂ側
に多くのスポット光Ｓが入射している時には信号Ａのレ
ベルは非常に低くなることから、Ｓ／Ｎの悪い信号とな
り、精度のよい測距情報を得ることができないといった
問題点があった。

（発明の目的） 本発明の目的は、上述した問題点を解決し、精度のよい
測距情報を得ることができる距離検出装置を提供するこ
とである。

（発明の特徴） 上記目的を達成するために、本発明は、第１の信号と第
２の信号のうち、レベルの高い方の信号を選択し、該信
号と前記第１及び第２の信号の和に基づいて測距情報を
演算する信号処理手段を設け、以て、第１の信号と第２
の信号を、レベルの高低に応じて入れ換えるようにした
ことを特徴とする。

（発明の実施例） 以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する
。

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。第
６．７図と同じ部分は同一符号にて表す。６は駆動用モ
ータ７を駆動源として移動する、例えば撮影レンズで、
該撮影レンズ６が移動することに連動して受光素子５も
移動し始める（実際は駆動用モータフの回転に連動して
カム等を介して移動する）。８．９はマイクロコンビエ
ータ１０からタイミング信号ＭＳ　９Ｍｔが入力するこ
とによりオンするアナログスイッチで、両アナログスイ
ッチ８．９がオンしている時は受光部５　ａ　＋　５　
ｂの両方が被写体からの反射光を受光し、アナログスイ
ッチ９だ汁がオンしている時には受光部５ａのみが、ア
ナログスイッチ８だけがオンしている時には受光部５ｂ
のみが、それぞれ受光することになる。１１はセンナア
ンプ、１２は直流の成分（外光成分）をとり除＜バイパ
スフィルタ、１３はインハ＋＋＋り１４を介゛して入力
する信号に応じてその時入力する和信号（Ａ＋Ｂ）又は
信号Ａのゲインをコントロールする、即ちタイミング信
号Ｍ、がハイレベルの信号の時（この場合は和信号（Ａ
十Ｂ）が入力している）にはそのままのレベルで次段へ
出力し、タイミング信号Ｍｓがローレベルの信号の時（
この場合は信号Ａが入力している）には２倍のレベルに
ゲインアップして次段へ出力するゲインコントロール回
路、１５．１６はマイクロコンビエータ１０からタイミ
ング信号Ｍ４−　Ｍｓが入力することによりオンするア
ナログスイッチ、１７はマイクロコンビエータ１０から
入力するパルス信号であるタイミング信号Ｍ６に従って
オンオフするアナログスイッチ、１８は積分回路、１９
は信号Ａ、Ｂとは逆極性の、例えば負の一定電流１を発
生する定電流源で、和信号（人士Ｂ）又は信号２人の積
分値を逆積分する場合に用いられる。２０は和信号（λ
十Ｂ）又は信号２人の積分値の逆積分が完全に終了した
時点（積分出力がゼロに達した時点）で内部にパルスを
カウントするカウント部を有するマイクロコンピュータ
１０ヘローレベルの信号を出力するコンパレータ、２１
は駆動回路である。

次に動作について第２．３図を参照しながら説明する。

先ず、マイクロコンピュータ１０は和信号（Ａ＋Ｂ）の
積分を行わせるためタイミング信号Ｍ、　、　Ｍ、を出
力し、アナログスイッチ８゜９を予じめ設定された３時
間オン状態にする。

このようにアナログスイッチ８．９がオンすることによ
り、投光素子１より投光され、被写体から戻ってくる反
射光は受光部５ａ、５ｂの両方にて受光され、センサア
ンプ１１から和信号（Ａ＋Ｂ）が出力される。又この時
、マイクロコンビ為−夕１０からはタイミング信号３Ｍ
、が出力されており、該タイミング信号Ｍｓはインバー
タ１４を介してローレベルの信号としてゲインコントロ
ール回路１３へ入力することになる。

よって、ゲインコントロール回路１３はバイパスフィル
タ１２を介して入力する和信号（Ａ＋Ｂ）をそのままの
レベルで次段のアナログスイッチ１５へ出力する。更に
この時、第２図１りからもわかるようにマイクロコンビ
エータ１０からはタイミング信号Ｍ４９Ｍｅが出力され
ているの号 で、アナログスイッチ１５はタイミング信号Ｍ。

に従って、アナログスイッチ１７はタイミング信号Ｍ６
に従ってオンオフ、即ち投光素子１０発光タイミング（
同期して、それぞれオンする。

このため、ゲインコントロール回路１３より出力される
和信号（Ａ＋Ｂ）は前記アナログスイッチ１５．１７を
通して積分回路１８へ送られ、第２図（ｂ）に示される
ようにＴｏ時間積分される（第３図ステップ１０１）。

このように一時間積分回路１８にて和信号（Ａ＋Ｂ）の
積分がなされると、マイクロコンビエータ１０はタイミ
ング信号Ｍ、を出力し始め、今度はアナログスイッチ１
６をオン状態にする。アナログスイッチ１６がオンする
と、定電流源１９より流れてくる負の一定電流五により
逆積分が開始（第２図（ｂ）参照）され、この逆積分は
コンパレータ２０よリハイレベルの信号が出力されるま
での間貸われる。この間（逆積分に要する時間）マイク
ロコンビエータ１０内に配置されるカウント部は同じく
内部に配置されるパルス発生部にて発生するパルス数を
カウントする。この時のパルス数をＰとすると、Ｐは和
信号（Ａ＋Ｂ）の積分ＯＯ 値に相当する人／Ｄ変換信号（Ａ／Ｄ変換値）となる（
ステップ１０２）。

以上のようにしてプリ測距によるパルス数焉が得られた
ら、該パルス数九に基づいて、積分回路１８で和信号（
Ａ＋Ｂ）を積分するのに適した積分時間を設定する。つ
まり、被写体までの距離やその反射率が異なる場合、あ
る一定時間和信号（Ａ＋Ｂ）を積分した時、その積分値
は大きく変動し、その時の被写体条件によって測距可能
なダイナミックレンジを越えてしまう（和信号（Ａ＋Ｂ
）の積分電圧が電源電圧に近づき、飽和してしまう）と
いった不都合等が生じるため、和信号（Ａ＋Ｂ）の積分
時間を適当な時間に、即ち和信号（Ａ十Ｂ）の積分値が
高ければ積分時間を短くし、逆に低ければ積分時間を長
（する。そこで、次式のような演算をマイクロコンビエ
ータ１０内で行い、次回の和信号（Ａ＋Ｂ　）の積分時
間を決める。

両式により積分時間を算出（今回はＴＩ＝Ｔｏ−に／鳥
により算出される）したら（ステップ１０３）、マイク
ロコンビ島−夕１０はこのＴ３時間タイミング信号Ｍ１
〜Ｍ４　、　Ｍｓを出力する。これにより、Ｔ１時間和
信号（Ａ＋Ｂ）の積分が行われ、次いでタイミング信号
Ｍ、が出力されることから３定電流ｉＫて逆積分がなさ
れ（ステップ１０４）、和信号（Ａ＋Ｂ）の積分値をＡ
／Ｄ変換したパルス数Ｐｍが得られる。この時のパルス
数Ｐお、ハマイクロコンビエータ１０内に記憶される。

以上の動作が終了したら、マイクロコンビエータ１０は
再びタイミング信号Ｍｔ　、　Ｍ４−　Ｍａを出力する
（第２図（ａ）参照）。この場合、タイミング信号Ｒ１
ｓ　−Ｍｓは出力されないため、アナログスイッチ８は
オフしており、又ゲインコントロール回路１３１入力す
る信号を２倍にゲインアップするモードに切り換わって
いる。よって、この場合は受光部５ａのみで受光され、
出力される信号人の２倍の信号２人が積分され（ステッ
プ１０６）、次いで前述と同様タイミング信号Ｍ。

が出力されることから一定電［ｉにて逆積分がなされ、
２倍の信号人の積分値をＡ／Ｄ変換したパルス数Ｐ８．
が得られる（ステップ１０７）。

マイクロコンビ島−夕１０は、前述のよ５にして得られ
たパルス数Ｐ８とｐｔｈを比較し、受光部５ａ、５ｂへ
の被写体からの反射光（スポット光Ｓ）の入射状態を判
断、つまりこの時のスポット光Ｓが受光部５ａ側に多く
入射しているか（Ｐ＆＋ｌ＜ＰＥＡ　）、それとも第４
図の如く受光部５ｂ側に多く入射しているか（ＦＡ＋ｌ
　＞　Ｐａｈ　）の判断を行う。これは、仮りに第４図
の如くスポット光Ｓの大部分が受光部５ｂにて受光され
ている場合には、第２図ｔｂ）に示されるように信号２
人を積分した時のレベルは低いため、前述したようにＳ
／Ｎの悪い信号となると共に、該信号２人の積分値をＡ
／Ｄ変換した場合、信号成分に対するノイズ成分の量が
多く、つまり信号２＋　　　　Ａのレベルが変化したと
してもＡ／Ｄ変換変換量子化誤差は同じであるため、レ
ベルの低い単独の信号２人の積分値をＡ／Ｄ変換した時
の信号成分に対する量子化誤差の比率が大きくなること
からノイズ成分の多い信号となってしまい、このような
信号を用いて自動焦点制御を行った場合、方向判定（前
側ピント或いは後側ピントの方向判定）だけを行うこと
は可能であるが、例えば合焦が近すいた事を検知して駆
動用モータ７に速度制御をかゆようとした時やその表示
を行おうとした時、速度のばらつきや表示のちらつきを
生じるといった不都合があるが、このような問題を解消
するためである。

今、Ｐ−＋ｌ　＞　Ｐａｈの関係、即ち第４図の如く受
光部５ｂ＠に多くのスポット光Ｓが入射していることを
検知すると、マイクロコンピュータ１０は一方の信号と
して受光部５ａでなく受光部５ｂからの信号Ｂを選択し
、該信号Ｂの２倍の積分値を用いて再測距を行うために
先ずタイミング信号Ｍｓ　１Ｍ＊をＴ、時間出力する。

このようにタイミング信号Ｍｔ　−Ｍｔが出力されると
、アナログスイッチ８，９がオンし、受光部５ａ、５ｂ
からの和信号（Ａ＋Ｂ　）が前回と同様の動作により積
分されて（ステップ１０９）パルス数ＰＡ＋１が得られ
（ステップ１１Ｏ）、次に受光部５ｂからの信号２Ｂの
積分が行なわれ（この場合、マイクロコンビエータ１０
はタイミング信号Ｍ２の出力を停止（第２図１８）参照
）している）（ステップ１１１　）、パルス数Ｐｕ　（
第２図（ｂ）参照）が得られる（ステップ１１２）。

以上のようにして得られたパルス数ＰＡ＋ｌとＰ。

に基づいてマイクロコンビエータ１０は、例工ば第５図
に示すような演算（Ｐ工／Ｐ＆＋ｍ　）をして、合焦、
非合焦（前側ピント、後側ピント）の判断を行うと共に
、パルス数の比Ｐｓ−／ＰＡ＋１に応じ【、駆動用モー
タ７への自動焦点制御信号Ｎ（第１図参照）のパルス幅
を変調（ＰＷＭ）する。

尚、ＰＡ＋ｌ　＜　ＰＥＡの関係の時には、Ｐ２□／Ｐ
、、なる演算を行う（ステップ１１４）。これによって
、駆動用モータ７の回転方向及び回転速度が制御される
（ステップ１１５）。本実施例では第ぢ図に示すように
、ＰｘＡ／Ｐａ＋ｎ　（又はＰｕ／Ｐ＊＋ｉ＋　）が例
えば「０．８〜１．２」内であれば合焦と判断して駆動
用そ一夕７へ自動焦点制御信号Ｎを出方しない（何ら電
圧を印加しない）よ５にしている。又前記「０．８〜１
．２」という範囲は実は不感帯であり、理想的には［１
，ＯＪ即ち２人＝Ａ十Ｂ（又は２　Ｂ＝Ａ＋Ｂ　）、つ
まり人＝Ｂの時が真実の合焦状態であるが、合焦とみな
し得る巾をもたせる構成にしている。

本実施例によれば、和信号（Ａ＋Ｂ）と信号２人の積分
を行い、この時の信号２人の積分レベルが和信号（Ａ＋
Ｂ　）の積分レベルよりも低ければ、一方の信号として
信号２Ｂを用いるようにしたから、即ち信号２人よりも
高いレベルの信号２Ｂを用いるようにしたから、ＰＡ＋
ｌ　＜　Ｐａの関係となり、Ａ／Ｄ変換した時の信号成
分に対する量子化誤差の比率が小さく、且つ充分ＫＳ／
Ｎの良い信号を得ることができ、よって、精度のよい自
動焦点制御を行５ことができる。

また、合焦が近すいてくると、ＰＡ＋ｌ　”４−　ＰＨ
１（中Ｐ２Ａ）となるが、 ＰＡ＋ｌ　＝　ｊ　”　Ｐ□（＝ｊ”Ｐｔ□）　　　　
、’−（ｊ＞１、Ｏ）とし、Ｐ、□とＰｌ、の切換えに
ヒステリシスを持たせることにより、受光部５ａ、５ｂ
（アナログスイッチ８．９）の切換えはスムーズに行わ
れ、ハンチング等の悪影響は除去される。

（発明と実施例の対応） 本実施例において、投光素子１が本発明の投光手段に、
受光素子５が受光手段に、マイクロコンピュータ１０及
びアナログスイッチ１５からコンパレータ２０までが信
号処理手段に、それぞれ相当する。

（変形例） 本実施例では、和信号（人生Ｂ）の積分値と信号Ａの積
分値に基づいて測距情報を得るタイプの装置について述
べたが、例えば一方の信号を一定時間積分し、次に和信
号により前記積分値が初期レベルに達するまで逆積分し
、この逆積分に要する時間と前記一定時間との関係によ
イ　　　　り測距情報を得るタイプ、和信号と一方の信
号を同時に積分処理することが可能な２系列の回路を有
するタイプ或いはそれぞれの信号の積分は行わずに、各
信号に基づいて測距情報を得るタイプのものにも適用可
能である。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、第１の信号と第
２の信号のうち、レベルの高い方の信号を選択し、該信
号と前記第１及び第２の信号の和に基づいて測距情報を
演算する信号処理手段を設け、以て、第１の信号と第２
の信号を、レベルの高低に応じて入れ換えるようにした
から、精度の高い測距情報を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図ｉ
ａ）　ｔｂ）はそのタイミングチャート、第３図はその
フローチャート、第４図は同じく一方の受光部に多くの
スポット光が入射した場合を説明する図、第５図は同じ
くマイクロコンビ異−タによる演算値の一例を示す図、
第６図は一般的な自動焦点制御装置に配置される測距光
学系の一部を示す図、第７図（イ）〜（ハ）は第６図に
示される各被写体位置からのスポット光の入射状態を説
明する図である。 １・・・投光素子、５・・・受光素子、７・・・駆動用
モータ、８．９・・・アナログスイッチ、１０・・・マ
イクロコンビエータ、１１・・・センナアンプ、１３・
・・ゲインコントロール回路、１５〜１７・・・アナロ
グスイッチ、１８・・・積分回路、１９・・・定電流源
、２０・・・コンパレータ、Ｍ、〜Ｍ６・・・タイミン
グ信号、Ｎ・・・自動焦点制御信号、Ａ。 Ｂ・・・Ｍ　号、　Ｐａ＋ｍ　、　Ｐｇ□、　ｐ２．・
・・パルス数。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、測距対象へ向けて光を投光する投光手段と、測距対
   象からの反射光を受け、測距対象の距離に依存して相対
   的に変化する第１及び第２の信号を出力する受光手段と
   を備えた距離検出装置において、前記第１の信号と第２
   の信号のうち、レベルの高い方の信号を選択し、該信号
   と前記第１及び第２の信号の和に基づいて測距情報を演
   算する信号処理手段を設けたことを特徴とする距離検出
   装置。