JP2002341238A

JP2002341238A - 測距装置のための調整装置

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Publication number: JP2002341238A
Application number: JP2002074872A
Authority: JP
Inventors: Osamu Nonaka; 修野中
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2002-03-18
Filing date: 2002-03-18
Publication date: 2002-11-27

Abstract

(57)【要約】【課題】従来のカメラに搭載されるＰＳＤを用いてアク
ティブ三角測距方式で測距を行う測距装置は、遠距離域
にある被写体を測距した際に、ＰＳＤの出力電流が小さ
くなりノイズが重畳して誤測距となり易くなっている。【解決手段】本発明は、カメラの製造時の測距装置の調
整工程において、同一距離で反射率の異なる２つのチャ
ートにより、調整値を算出し記憶手段に記憶させてお
き、撮影を行った際にノイズが測距した測距データに影
響する遠距離域であると判定されると、算出手段の補正
演算により、その遠距離域にあった調整値（誤差成分）
の補正が行われるカメラの測距装置のための調整装置で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はカメラの測距装置に
係り、特に被写体に測距用光を投光し、その反射信号光
から被写体距離を検出するアクティブ型の測距装置のた
めの調整装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、対象物となる被写体に向かって赤
外光等を投光し、その被写体からの反射信号光を、投光
手段から基線長だけ離れた受光レンズを介して受光し、
その入射位置を検出して被写体距離を検出するアクティ
ブ三角測距方式の測距装置が知られている。

【０００３】その光入射位置を半導***置検出素子（Ｐ
ＳＤ）によって検出することは公知なものであり、例え
ば、特開昭５０−２３２４７号公報に記載されている。

【０００４】また本出願人は、特開平１−２９１１１１
号公報により、異なる距離に切りかえて測距を行い、そ
の際にＰＳＤの出力信号から光入射位置だけでなく、光
の入射光量も含めて演算し、被写体距離を算出する測距
装置を提案している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし前述したような
アクティブ三角測距方式の測距にＰＳＤを用いた測距装
置で遠距離域にある被写体を測距することは非常にむず
かしい。つまり、遠距離にある被写体からの反射光は、
入射する信号の光量が、光電流値に換算すると、１ｎ
Ａ，２ｎＡ程度のレベルになるため、当然、ＰＳＤの出
力電流が１ｎＡ以下になり、この信号の増幅演算時に回
路から生じるノイズが重畳し易くなる。

【０００６】そこで本出願人は、上記特開平１−２９１
１１１号公報に記載するように、このような距離におい
ては、被写体の反射信号光の光量を用いた測距装置を提
案したが、この方式では、被写体の反射率による影響が
あり、白い服の人物と、黒い服の人物では同一距離に存
在しても異なる測距結果になってしまうという不具合が
あった。

【０００７】そこで本発明は、十分な反射光の光量が得
られない距離域にある被写体であっても、被写体の反射
率に影響されずに高精度な測距が可能な測距装置のため
の調整装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、第１に、カメラの測距装置の調整を行う調
整装置において、所定距離に配置された第１のチャート
と、上記第１のチャートと同一距離に配置可能な上記第
１のチャートと反射率の異なる第２のチャートと、上記
測距装置が上記第１のチャートと上記第２のチャートを
測距した時に出力する各々のデータから上記測距装置の
上記所定距離とは異なる距離における調整値を算出する
算出手段と、この算出手段により算出された調整値をカ
メラ内に記憶させる記憶手段とで構成される測距装置の
ための調整装置を提供する。

【０００９】第２に、被写体に対して測距用光を投射す
る投光手段と、上記被写体からの反射信号光を受光し、
該反射信号光の光量に依存する第１の信号と、該反射信
号光の入射位置に依存する第２の信号を出力する受光手
段とを有し、上記反射信号光の入射位置に基づいて被写
体距離を算出可能なカメラの測距装置の調整を行う調整
装置において、第１の距離に配置可能な第１のチャート
と、上記第１のチャートと同一距離に配置可能な上記第
１のチャートと反射率の異なる第２のチャートと、上記
第１の距離とは異なる第２の距離に配置可能な第３のチ
ャートと、上記第１、２の距離とは異なる第３の距離に
配置可能な第４のチャートと、上記測距装置が上記第
１、３、４のチャートを測距した際に出力される上記第
２の信号と、上記第２のチャートを測距した際に出力さ
れる上記第１の信号とから調整値を算出する算出手段と
で構成される測距装置のための調整装置を提供する。

【００１０】以上のような構成の測距装置のための調整
装置においては、カメラの製造時の測距装置の調整工程
において、同一距離で反射率の異なる２つのチャートに
より、調整値を算出し記憶手段に記憶させておき、実際
の撮影を行った際に、ノイズが測距した測距データに影
響する遠距離であると判定されると、補正演算による調
整値（誤差成分）の補正が行われる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態について詳細に説明する。

【００１２】図１（ａ）は、本発明による第１の実施形
態としての測距装置の概念的な構成を示す図である。

【００１３】この測距装置において、ワンチップマイコ
ン等からなる演算制御回路（ＣＰＵ）１は、装置全体の
シーケンス制御を行い、後述する各回路部の出力信号を
受けて演算を行ない、被写体距離を算出する。このＣＰ
Ｕ１は、ドライバ２を介して、赤外発光ダイオード（Ｉ
ＲＥＤ）３を駆動させ、発生した光は、レンズ４によっ
て集光され、図示しない被写体に向かって投光される測
距用光となる。

【００１４】そして上記被写体からの反射信号光は、レ
ンズ５で集光され、ＰＳＤ６に入射する。このＰＳＤ６
は、この反射信号光を、その光の強さに比例した電流Ｉ
０に変換し、さらに入射位置ｘに依存した割合で、Ｉ０
を２つの電流信号Ｉ１，Ｉ２に分流する機能を持っ
た半導体素子である。このＰＳＤ６の受光面の長さをｔ
とし、ｘの原点をａとすると、

【数１】となる。

【００１５】この出力電流Ｉ１，Ｉ２は、プリアン
プ７，８により増幅されるが、この出力は各々Ｉ１／
Ｉ０を演算する比演算回路９と、Ｉ１＋Ｉ２によ
ってＩ０を検出する和演算回路１０に入力される。ま
た、電気的に書きこみ可能なメモリ（Ｅ^２ＰＲＯＭ）
１１は、これらの比演算回路９と和演算回路１０の誤差
成分を予め記憶するために用いられる。前述したように
ＣＰＵ１は、これら比演算回路９と和演算回路１０と、
Ｅ^２ＰＲＯＭ１１の結果に従って被写体距離を算出す
る。

【００１６】次に図１（ｂ），（ｃ）を参照して、前述
した回路（比演算回路９と和演算回路１０）の誤差成分
について説明する。

【００１７】図１（ｂ）は、比演算回路９の出力と被写
体距離Ｌの逆数の関係を示したものである。三角測距の
原理によりレンズ４，５の主点間距離をｓとし、受光レ
ンズ５の焦点距離をｆＪとし、ＰＳＤ６への信号光入
射位置ｘの関係は、

【数２】となる。ここで、（２）式を考慮すると、

【００１８】

【数３】となる。

【００１９】従って、比演算回路９の出力は、理想的に
は１／Ｌに比例する実線のグラフのようになる。しか
し、実際には遠距離になる程、反射信号光が減少し、出
力電流Ｉ０が小さくなることから、比演算回路９にの
る誤差成分ｉＮ１の影響が無視できなくなり、実際に
は、点線で示したようなグラフとなる。

【００２０】また、図１（ｃ）はＩ１＋Ｉ２によ
り、出力電流Ｉ０を求める和演算回路１０の出力のグ
ラフであるが、和演算回路１０の誤差成分ｉＮ０によっ
て、実際には点線のグラフのように理想の関係（実線）
との間に誤差を生じる。

【００２１】本発明は、上記回路の形成時に生じる特性
等のバラツキからの誤差成分ｉＮ１，ｉＮ０を製造段階
でＥ^２ＰＲＯＭ１１に記憶させておき、これらの値
と、測距時の和演算回路１０の出力を用いて比演算回路
９の出力結果を補正し、正しい測距演算を行うものであ
る。

【００２２】なお、このような回路の誤差成分を生じる
要因としては、ＩＲＥＤ３の発光にともなう電源電圧の
変動や誘導ノイズ又は、ＣＰＵ１のノイズ等の方向性が
あり、なおかつ、再現性のあるノイズ及び各回路のオフ
セットや出来ばえによるバラつき、アンバランス、コン
デンサのリーク等がある。

【００２３】次に図２のフローチャートを参照して、図
１に示した構成の測距装置の動作について説明する。

【００２４】まず、ＩＲＥＤ３を発光させ、ＰＳＤ６か
ら発生した光電流に比例した出力Ｉ０を和演算回路１
０からＣＰＵ１が読みこむ（ステップＳ１）。次に同様
に、比演算回路９からＩ１／Ｉ０の演算結果を入力
する（ステップＳ２）。

【００２５】そしてＣＰＵ１は、Ｅ^２ＰＲＯＭ１１か
ら予め記憶している補正値ＩＮ１，ＩＮ０を読出す（ス
テップＳ３）。これらの補正値ＩＮ１，ＩＮ０は、各々
回路の誤差成分ｉＮ１，ｉＮ０を打ち消すための値であ
る。

【００２６】上記和演算回路１０の出力電流Ｉ０は、
実際はＩ０＋ｉＮ０であるが、

【数４】の形でＣＰＵ１が演算して正しい出力電流Ｉ０を求め
ることができる。

【００２７】また、上記比演算回路９の出力Ｉ１／Ｉ
０は、実際は（Ｉ１ −ｉＮ１）／Ｉ０となるの
で、ＩＮ１／Ｉ０を加算すれば、正しい値となる。こ
のＩ０は、（５）式により算出されるもので、ＣＰＵ１
が各回路の出力Ｉ０，Ｉ１／Ｉ０を補正演算するこ
とにより、正確なＩ１／Ｉ０が算出される（ステッ
プＳ４）。このようにして得られたＩ１／Ｉ０を用
いて、（４）式に従い距離Ｌを算出する（ステップＳ
５）。

【００２８】ここで、前述した補正係数ＩＮ０，ＩＮ１
は、製造の際に工場等でＥ^２ＰＲＯＭ１１に入力する
ものであり、その調整装置及び工程について、図３
（ａ）の構成図を参照して説明する。

【００２９】この構成において、本実施形態の測距装置
を搭載したカメラ１２にはパーソナルコンピュータ（以
下、パソコン）１３が接続される。このパソコン１３
は、カメラ１２に測距動作を行わせ、その結果から補正
係数ＩＮ０，ＩＮ１を演算してカメラ内蔵のＥ^２ＰＲ
ＯＭ１１（図１に示す）に書き込ませる。また、この測
距動作を行うのに際して、マスクスライド装置１４、チ
ャート切換装置１５，１６，１７を制御する。

【００３０】上記スライド装置１４は、遮光用マスク１
８を移動させ、カメラ１２の投光レンズを覆う状態と、
開放した状態の２つの状態をつくり出すことができ、遮
光用マスク１８で覆うことにより、ＰＳＤ６に反射光が
入光しないように目隠し状態で測距を行う。

【００３１】また各切換装置１５〜１７は、各距離Ｌ１
，Ｌ２，Ｌ３に置かれたチャート１５ａ，１６
ａ，１７ａを測距ポイントに出し入れ出来るようになっ
ている。

【００３２】このような調整装置によって行う補正係数
の算出及びＥ^２ＰＲＯＭへ書きこみの工程を図３
（ｂ）のフローチャートを参照して説明する。

【００３３】まず、マスクスライド装置１４を用いてカ
メラ１２の投光レンズの前に遮光用マスク１８を移動さ
せ、投光レンズ１０をからの投光を遮光する（ステップ
Ｓ１０）。次に、この遮光した状態で測距回路（図１に
示す和演算回路１０）を用いて和演算結果を読出す（ス
テップＳ１１）。この時、ＰＳＤ６には出力電流Ｉ０が
生じないので、この時出力されるのが誤差成分になる。
パソコン１３は、この結果を補正係数ＩＮ０として記憶
する。

【００３４】次に、スライド装置１４により遮光用マス
ク１８を移動させて遮光を解除し、各チャートに対して
測距用光が投射できるようにする（ステップＳ１２）。
そして切換装置１５により距離Ｌ１の所のチャート１
５ａを出し、測距できるようにセットする（ステップＳ
１３）。

【００３５】このセット状態で測距を行い、パソコン１
３は図示しない比演算回路９の出力をＡ１として記憶
する（ステップＳ１４）。

【００３６】次に、距離Ｌ２，Ｌ３にある各チャー
トに切換えて、同様な測距がくり返され（ステップＳ１
５〜１８）、距離Ｌ２の出力Ａ２，距離Ｌ３の出
力Ａ３の比演算結果が得られる。

【００３７】また、距離Ｌ３のチャート１７ａで測距
し、図示しない和演算回路１０からの和演算の結果Ｂ３
をパソコン１３に入力する。

【００３８】以上の工程で、パソコン１３が得たデータ
Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ｂ３を用いて、補正データ
ＩＮ１が演算される。まず、Ｌ１，Ｌ２の距離デー
タＡ１，Ａ２より、距離Ｌ３の時の理論上のデー
タＡ３０（図１（ｂ）参照）を演算する（ステップＳ２
０）。この時、距離Ｌ１，Ｌ２は、比較的近距離を
想定しており、これらの距離では信号光電流が回路の誤
差分ｉＮ１より十分大きく、切換装置１５の出力Ａ１
，Ａ２は、図１（ｂ）に示すように理論通りである
と考えられる。

【００３９】このようにして得られたＡ３０に、距離Ｌ
３の測距結果Ａ３が一致するための補正係数ＩＮ１
を求める（ステップＳ２１）。

【００４０】図２に示すステップＳ４に示すように、

【００４１】

【数５】という関係で求められる。そして求められた、補正係数
ＩＮ０，ＩＮ１をＥ^２ＰＲＯＭ１１に書きこむ（ステッ
プＳ２２）。

【００４２】以上説明した実施形態では、回路の誤差成
分ｉＮ１が、比演算回路９に（Ｉ１−ｉＮ１）／Ｉ０
の形で影響する例であったが、回路構成や、混入するノ
イズの種類によっては、（Ｉ１ −ｉＮ１）／（Ｉ０
−ｉＮ３）という形でｉＮ１，ｉＮ３という２つの誤差
成分を考えねばならない場合がある。

【００４３】このような２つの誤差成分による誤差を補
正するための係数を求めるための構成及びフローチャー
トを図４に示し説明する。

【００４４】前述した図３（ａ）に対して、図４（ａ）
は、距離Ｌ３のチャート１７ａとは、異なる反射率を
持つチャート１７ｂ（黒チャート）をセットできるよう
にしてある。図４（ｂ）のステップＳ３０〜Ｓ３９は、
図３（ｂ）のＳ１０〜Ｓ１９に相当するため、ここでの
説明を省略する。

【００４５】次に上記黒チャート１７ｂ（距離Ｌ３）
をセットし（ステップＳ４０）、この黒チャート１７ｂ
に対する測距を行い、図１に示す比演算回路９から比演
算結果Ａ４を求め（ステップＳ４１）、和演算回路１
０から和演算結果Ｂ４を求めて（ステップＳ４
２）、それぞれの結果をパソコン１３に入力する。次に
パソコン１３では演算を行い、求められた測距結果よ
り、ＩＮ１，ＩＮ３を算出する（ステップＳ４３）。そ
して図３と同様に距離Ｌ３における理論値をＡ３０と
すると、

【数６】の連立方程式を解くことにより、

【００４６】

【数７】として、補正係数ＩＮ１，ＩＮ３が求められる。

【００４７】このようにして求められた補正係数ＩＮ
０，ＩＮ１，ＩＮ３をＥ^２ＰＲＯＭに書きこみ（ステ
ップＳ４４）、終了する。

【００４８】以上説明したように、回路の構成によって
図示しない比演算回路に、（Ｉ１ −ｉＮ１）／（Ｉ０ −ｉＮ３）のような形で誤差成分ｉＮ１，ｉＮ３が関与しても正確
な測距が可能となる。

【００４９】次に図５には、本発明による第２の実施形
態としての測距装置の具体的な構成を示し説明する。こ
こで、第２の実施形態における構成部材で、図１に示す
部材と同等の部材には同じ参照符号を付して、その説明
を省略する。また、ＰＳＤ６で発生した光電流Ｉ１，
Ｉ２の２つの信号を、それぞれ増幅し、和演算回路１
０と比演算回路９に導く比較する回路系は、各々全く同
様に形成されるので、ここでは一方の光電流Ｉ１の回
路系のみについて説明する。

【００５０】一般に被写体は、太陽光や人口照明光によ
って定常的に光を照射されているため、カメラに内蔵さ
れるＰＳＤ６には、信号光以外にも、それらによる定常
光が入射している。この定常光によりＰＳＤ６からは定
常光電流ＩＢＯが含まれて出力している。

【００５１】従って、測距（ＡＦ）の演算においては、
この定常光電流ＩＢＯを除去して、図示しないＩＲＥＤ
による信号光電流Ｉ１，Ｉ２のみを弁別して取り出
す必要がある。

【００５２】まず、この定常光電流の除去について説明
する。

【００５３】上記定常光電流ＩＢＯと信号光電流Ｉ１
，Ｉ２の弁別は、基本的には上記ＩＲＥＤが発光し
ていない状態と発光した状態とで定常光電流ＩＢＯの成
分は変化しないため、変化分は信号光電流Ｉ１，Ｉ２
であると判断することにより行われる。ここで各部材
に付した（）内には、信号光電流Ｉ２側を処理する
部材の参照番号を示す。

【００５４】まず、上記ＩＲＥＤの発光前に、ＰＳＤ６
からの定常光電流Ｉ０がトランジスタ４０（５１）で
増幅される。この増幅電流は、カレントミラー回路４
１，４３（５２，５４）によって圧縮ダイオード４６
（５７）に流れ込むが、このとき圧縮ダイオード４６
（５７）の電位が上記電流ＩＢＯの流入によって高くな
ると、ホールドアンプ４８（５９）が働いて、トランジ
スタ５０（６１）のベース電位を制御し、上記定常光電
流ＩＢＯをＧＮＤに放出する。

【００５５】上記ホールドアンプ４８（５９）の＋側の
入力端には、定電流源４５（５６）の定電流ＩＤＢでバ
イアスされた圧縮ダイオード４６（５７）の電圧が、ま
た−側の入力端には、定電流源６８により、同じく定電
流ＩＤＢによってバイアスされた圧縮ダイオード６９の
電圧が、各々バッファ４７（５８）及びバッファ６７を
それぞれ介して印加されている。

【００５６】このため、ホールドアンプ４８（５９）が
機能している以上、圧縮ダイオード４６（５７）には、
定常光電流ＩＢＯによる電流は流入しないようになって
いる。即ち、図中、矢印ｘで示す各ライン間には電流の
流れがない状態で、この回路は安定している。

【００５７】次に上記ＩＲＥＤが発光した場合は、定常
光電流ＩＢＯに信号光電流Ｉ１（Ｉ２）がプラスさ
れた状態で、プリアンプ７（８）に入力されてくる。こ
のとき、上記ＩＲＥＤの発光に同期して、ホールドアン
プ４８（５９）はオフする。よって、ホールドコンデン
サ４９（６０）にチャージされている電位で、トランジ
スタ５０（６１）がオンし、定常光電流ＩＢＯがＧＮＤ
に放出される。

【００５８】しかし、信号光電流Ｉ１（Ｉ２）だけ
は、トランジスタ４０（５１）によって増幅され、カレ
ントミラー回路４１，４３（５２，５４）を介して圧縮
ダイオード４６（５７）に流れ込む。この時、定電流源
４５（５６）はホールドアンプ４８（５９）と同様に、
図中、符号Ｂ０で示すラインにタイミング回路３３か
ら出力されるバイアスカット信号Ｂによってオフされる
ので、圧縮ダイオード４６には信号光電流Ｉ１のみに
よる圧縮電圧が生じる。同様に信号光電流Ｉ２も定常光
電流ＩＢ０を除去されて圧縮ダイオード５７に流入す
る。

【００５９】これらの圧縮電圧ＶＡ，ＶＢは、上記
バッファ４７，５８をそれぞれ介して、トランジスタ６
２，６３、定電流源６４、積分コンデンサ６５からなる
比演算回路９に入力される。またこの比演算回路９は、
リセット回路６６と共に第２積分回路３１を構成してい
る。

【００６０】この比演算回路９は、上記ＩＲＥＤの発光
に同期させて、定電流源６４をオンさせると、積分電流
ＩＩＮＴは、

【数８】の関係を満たすので、積分コンデンサ６５には、

【００６１】

【数９】の電圧信号が発生する。

【００６２】ここで、ｎは上記ＩＲＥＤの発光回数、Ｉ
Ｅは定電流源６４の電流値、τは１回の積分時間、Ｃ
は積分コンデンサ６５の容量とする。

【００６３】上記リセット回路６６は、上記ＩＲＥＤの
発光に先立って積分コンデンサ６５の電位を初期状態に
し、積分電圧ＶＩＮＴ＝０にする働きをする。

【００６４】上記（８）式のＶＩＮＴは、ＣＰＵ１が
Ａ／Ｄ変換して読み取るが、上記（４）式，上記（８）
式より、ａ＝ｔ／２として、

【数１０】

【００６５】が成り立つので、ＶＩＮＴより距離情報
１／Ｌが求められる。以上が本実施形態における比演算
回路の動作である。

【００６６】次に、和演算動作について説明する。

【００６７】この和演算動作は、前述した比演算動作と
同様に、増幅された信号光電流Ｉ１がカレントミラー回
路４１，４２によって和信号積分回路に導かれる。同様
に増幅された信号光電流Ｉ２はカレントミラー回路５
２，５３により上記信号光電流Ｉ１と加算される。以
下、（）内は信号光電流Ｉ２側の部材の符号を示
す。

【００６８】ここで、上記カレントミラー回路を構成す
るトランジスタ４２，５３には、上記信号光電流Ｉ１
，Ｉ２以外にも、バイアス電流を定常的に流してい
る。これは上記トランジスタ４０，４１，４２，４３
（５１，５２，５３，５４）には、常時バイアスしてお
き、ＩＲＥＤの信号電流に対する応答性が悪くなること
を防止する。前述した定常光除去動作によって、矢印ｘ
の電流が“０”となる状態においては、定電流源４４
（５５）の流す定電流ＩＰＢによって、それぞれバイア
スされている。

【００６９】そのため、和信号積分回路は、この定電流
ＩＰＢによるバイアスを除去して、信号光電流Ｉ１お
よびＩ２のみを積分する構成となっている。つまり、
図示しないＩＲＥＤの発光前にトランジスタ４２，５３
より流入してくる電流を除去して、電流Ｉ１＋Ｉ２
のみを積分し、前述した定常光除去回路と同様の動作を
行う。

【００７０】そして、上記和演算回路１０に接続されて
いるスイッチング回路は、ＩＲＥＤの発光前はスイッチ
７２，７３がオン状態、スイッチ７０，７１はオフ状態
となっている。

【００７１】このため、バイアス電流の両チャンネルを
合わせた電流分（２×ＩＰＢ）は、抵抗７５に流れよう
と電流する際の電圧降下により、ホールドアンプ７６が
動作し、トランジスタ７８をオンさせて、ＧＮＤに放出
される。

【００７２】この場合、矢印（ａ）の方向に電流が流れ
ようとすると、ホールドアンプ７６の＋側の入力端の電
位が上がり、トランジスタ７８はコレクタ電流を増して
（ａ）の方向への流れを抑えようとする。また反対に矢
印（ｂ）の方向に電流が流れようとすると、ホールドア
ンプ７６の−側の入力端の電位が上がり、トランジスタ
７８はコレクタ電流を減らして、矢印（ｂ）の方向への
流れを抑えようとする。従って、バイアス電流分（２
×ＩＰＢ）の含まれるノイズ成分によって抵抗７５に対
し、どちらの方向へ電流が流れようとしても、この回路
では敏感にそれを除去する。

【００７３】次に、前記ＩＲＥＤが発光すると、スイッ
チ７２，７３はタイミング回路３３からの積分信号ＩＮ
Ｔによりオフし、スイッチ７０，７１はオンする。この
ため、ホールドコンデンサ７７に蓄えられた電荷に基づ
いて、バイアス電流はトランジスタ７８にＧＮＤに放出
されつつ、信号光電流Ｉ１，Ｉ２に基づく電流のみ
が矢印（ｃ）の方向で、第１積分回路３０へ導入され
る。この第１積分回路３０は積分アンプ７９と積分コン
デンサ８０とからなる和信号回路で構成されており、上
記信号光電流Ｉ１，Ｉ２を積分する。

【００７４】この積分は、上記増幅用トランジスタ４
０，５１の電流増幅率をβとすると、積分アンプ７９の
出力電圧ＶｐＩＮＴは、

【数１１】となる。ここで、上記Ｃｐは積分コンデンサ８０の容
量である。

【００７５】上記比演算動作と同様にリセット回路８１
は、ＩＲＥＤの発光前に、上記積分アンプ７９の出力電
圧ＶｐＩＮＴを初期状態にリセットする役目をする。そ
して、ＣＰＵ１はＡ／Ｄ変換した上記ＶｐＩＮＴを読み
取り、後述する（１２）式に従って、距離情報１／Ｌが
求められる。

【００７６】ここで、被写体の反射率は一定、ＩＲＥＤ
の投光スポットは、被写体に全部当っていると仮定する
と、光の拡散の原理により、

【数１２】

【００７７】従って、上記（１１）式と（１０）式よ
り、

【数１３】となり距離情報１／Ｌを求めることができる。

【００７８】次に図６には、前述した構成の測距装置に
よるオートフォーカス（ＡＦ）動作のタイミングチャー
トを示し説明する。

【００７９】図示するように、ＣＰＵ１により時点
（イ），（ロ）のタイミングで光量積分信号ＶｐＩＮＴ
と比演算信号ＶＩＮＴを読み出す。また、一般に知ら
れる二重積分によるＡ／Ｄ変換を行う場合には、時点
（イ′），（ロ′）のタイミングで各々ｔ１，ｔ２
の時間を読み取るようにする。

【００８０】また、前述した（１２）式の定数Ｋは、Ｉ
ＲＥＤの光量、ＰＳＤ６の光電変換効率、プリアンプ
７，８の増幅率、ＡＦ用投・受光レンズ４，５のバラツ
キによって大きく変化するが、ここでは前記Ｅ^２ＰＲ
ＯＭ１１（図１参照）により、これらのバラツキを製品
の１つ１つについて補正するための補正データを記憶し
ておき、上記（１１）式による測距演算を、より高精度
で実現可能にしている。

【００８１】次に、図７には測距装置における実際の距
離の割出しのフローチャートの一例を示す。このフロー
チャートでは上記（１２）式を単純化して、

【数１４】

【００８２】という形にしてある。ここで、ＩｐＤＡ
ＴＡは光量積分信号ＶｐＩＮＴをＣＰＵ１が読み出した
ディジタル値である。また上記（９）式も比演算信号Ｖ
ＩＮＴをＣＰＵ１が読み込んだディジタル値を、ＡＤと
表現し、

【００８３】

【数１５】という形に単純化してある。ここで、Ｋ，Ａ，Ｂは定数
である。

【００８４】まず、ＣＰＵ１が図４（ｂ）に示したよう
な工程において、Ｅ^２ＰＲＯＭ１１に入力してある補
正係数ＩＮ１，ＩＮ３，ＩＮ０を読み出す（ステップＳ
５０）。次に、発光回数ｎのリセットし（ステップＳ５
１）、図５，６で説明したＩＲＥＤの発光，積分を行う
（ステップＳ５２）。そして、ｎをインクリメントして
（ステップＳ５３）、所定回数例えば、１６回行ったか
否かの回数判定を行う（ステップＳ１５４）。これによ
り、ＩＲＥＤの発光，積分が１６回くり返される。

【００８５】そして、所定数の発光，積分を行った後、
コンデンサ８０における和信号積分の結果、ＩｐＤＡ
ＴＡを読み出す（ステップＳ５５）。次に、（１１）式
にもとづく距離演算を行う（ステップＳ５６）。この演
算により得られたデータは、被写体距離Ｌの逆数に対
し、図８（ｂ）に示したような結果となる。つまり被写
体の反射率に対し依存性を持つ。しかし、∞の距離では
出力電流Ｉ１＋Ｉ２は、被写体の反射率によらず
“０”になることから、遠距離では上記反射率の影響が
小さいことがわかる。

【００８６】次に、この結果が１０ｍより遠距離か否か
判定し（ステップＳ５７）、被写体距離Ｌが１０ｍより
遠距離ならば（ＹＥＳ）、ステップＳ５６で得られた算
出距離を採用する。しかし、被写体距離Ｌが１０ｍ未満
であれば（ＮＯ）、コンデンサ６５から比演算Ｉ１／
Ｉ０の結果ＡＤをＣＰＵ１が読出す（ステップＳ５
８）。次に、ステップＳ５６の結果が、被写体距離Ｌ
が７ｍより遠距離か否か判定し（ステップＳ５９）、被
写体距離Ｌが７ｍより遠いと判定された時は（ＮＯ）、
回路の誤差成分より信号が十分に大きな値であるものと
して、（９）式にもとづく距離演算で、被写体距離Ｌを
算出する（ステップＳ６１）。

【００８７】しかし、ステップＳ５９で被写体距離Ｌが
７ｍを未満である場合、つまり７ｍから１０ｍの間の距
離であれば（ＹＥＳ）、本発明の特徴とする補正演算を
行う条件となり、図４で説明したような誤差成分ｉN0，
ｉＮ１，ｉＮ３の補正を行う。（１４）式のＡＤをわ
かりやすく、図４で説明に用いたＩ１／Ｉ０とし、
Ｓ５６のＩｐＤＡＴＡも式（６ａ）に準じてＩ０と
等しいと単純化すると、式（６ａ）と同様に、

【００８８】

【数１６】として、ステップＳ６１に移行し、正しい測距演算が可
能となる。

【００８９】次に図８には、各データと距離の逆数１／
Ｌの関係を示す。

【００９０】図８（ａ）に示す実線は、比演算結果と距
離の逆数１／Ｌの関係を示す。図示されるように、回路
のランダムノイズにより遠距離になる程、幅を持ち、ま
た、方向性のあるノイズ、また、回路の誤差成分等によ
り、遠距離程リニアリティを失っている。これが、従来
の測距装置の性能であった。また、図８（ａ）に示す点
線は、上記実線を本発明の補正演算によって、リニアリ
ティを改善した例である。そして図８（ｂ）は、前述し
た和演算測距と距離の逆数１／Ｌの結果を示す図であ
る。図７に示した測距工程により測距すれば、図８
（ｃ）に示したような、遠距離から近距離域に到るまで
きわめて誤差の少なくなる。

【００９１】次に図９には、本発明による第３の実施形
態として、２つの受光手段が備えられた（受光２眼式）
測距装置の構成を示し説明する。

【００９２】この測距装置において、ドライバ２ａ，２
ｂにより駆動されるＩＲＥＤ３から図示されない被写体
に投光され、その反射光が基線長ｓだけ離れて位置に配
置された受光レンズ５ａ，５ｂを介して、各々、ＰＳＤ
６ａ，６ｂに照射される。

【００９３】この時、各ＰＳＤ６ａ，６ｂから、出力電
流Ｉ１，Ｉ２及び出力電流Ｉ３，Ｉ４が出力され
る。そしてプリアンプ７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂがこれら
の出力電流を各々増幅し、図１に示した回路と同様に、
比演算回路９ａ，９ｂ及び和演算回路１０ａ，１０ｂに
入力する。この比演算回路９ａ，９ｂの結果は、加算回
路１０ｃにて加算され、その加算結果がＣＰＵ１に入力
される。

【００９４】本実施形態のような受光２眼式測距装置
は、両受光レンズの焦点距離ｆＪが等しい時、ＰＳＤ
６ａ，６ｂへの各々の入射位置をｘａ，ｘｂとする
と被写体距離Ｌの逆数は、

【００９５】

【数１７】として求められる。ｘａ，ｘｂの原点を共にａとす
ると、

【００９６】

【数１８】

【００９７】となるのでＣＰＵ１は、加算回路１０ｃの
出力から被写体距離を求めることができる。また、和演
算回路１０ａ，１０ｂの出力は、ＣＰＵ１に入力され、
ＣＰＵ１はＥ^２ＰＲＯＭ１１に記憶されている補正係
数及び加算回路１０ｃ、和演算回路１０ａ，１０ｂの結
果に従って被写体距離Ｌを算出する。

【００９８】また、ＣＰＵ１には警告装置９１が接続さ
れており、和演算回路１０ａ，１０ｂの出力が極端にア
ンバランスな時には、片方のレンズがふさがれている事
等を想定して、ユーザーに音や光により警告を与えるよ
うになっている。

【００９９】このような受光２眼式の測距装置のメリッ
トとして、図１１に示すような撮影の構図にて投射され
た測距用光スポット９２の全体が被写体９３に対して完
全に当らず、いわゆるスポット欠けを起こしても２つの
ＰＳＤへの信号光入射位置のズレがキャンセルして正し
い測距が可能になるという点がある。

【０１００】しかし、図１（ｂ）で説明したように、信
号光の入射位置ｘが正しくてもスポット欠けによって生
じた光量損失により反射信号光量が減少すると、比演算
結果が不正確になり、前述したメリットを完全に生かす
ことが困難になってしまう。そこで第３の実施形態の測
距装置において、図９に示した構成、及び図１０に示し
たフローチャートを参照して、測距について説明する。

【０１０１】この測距装置において、ＣＰＵ１の制御に
より投・受光を行い、和演算回路１０ａ，１０ｂからＣ
ＰＵ１に和演算結果Ｉ０ａ，Ｉ０ｂを入力する（ステッ
プＳ７０）。そして、比演算回路９ａ，９ｂからの各比
演算結果９０ａ，９０ｂを和演算回路１０ｃで足し、Ｃ
ＰＵ１にその比演算結果を入力する（ステップＳ７
１）。

【０１０２】次に、図３で説明したような方法で調整工
程にて、予めＥ^２ＰＲＯＭ１１に入力しておいた補正
係数ＩＮ１，ＩＮ０をＣＰＵ１に読出す（ステップＳ７
２）。読出した補正係数ＩＮ１，ＩＮ０に基づき、式
（５ｂ）で説明したのと同様の考え方で補正演算を行う
（ステップＳ７３）。

【０１０３】そして、この補正された値に従って、（１
５）式，（１６）式に準じた方法で被写体距離Ｌの逆数
を演算する（ステップＳ７４）。

【０１０４】このようにして得られた距離値にカメラの
ピント合せを行うことにより、遠距離だけでなく、図１
１に示すようなスポットはずれが起きた場合でも、正し
くピント合せが可能となり、ほとんどの撮影の構図でき
れいにピントの合った写真撮影が可能となる。

【０１０５】なお、カメラのピント合せレンズのくり出
し量は、被写体距離Ｌの逆数に比例するため、図２，図
７，図１０のフローチャートでは、ＣＰＵ１が１／Ｌを
算出する形で説明した。

【０１０６】以上説明したように、本実施形態の測距装
置により、被写体の反射率の影響を受けず、近距離から
遠距離にまでの測距に関して、高精度な測距が実現され
る。

【０１０７】また本発明は、前述した実施形態に限定さ
れるものではなく、他にも発明の要旨を逸脱しない範囲
で種々の変形や応用が可能であることは勿論である。

【０１０８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、十
分な反射光の光量が得られない距離域にある被写体であ
っても、被写体の反射率に影響されずに高精度で測距が
可能な測距装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）は、本発明による第１の実施形態と
しての測距装置の概念的な構成を示す図、図１（ｂ），
（ｃ）は、誤差成分を説明するための図である。

【図２】図１に示した構成の測距装置の動作について説
明するたるのフローチャートである。

【図３】図３（ａ）は、第１例として、補正係数をメモ
リに記憶させるための調整装置を示す図であり、図３
（ｂ）は、その工程を示すフローチャートである。

【図４】図４（ａ）は、第２例として、黒チャートを備
えた補正係数をメモリに記憶させるための調整装置を示
す図であり、図４（ｂ）は、その工程を示すフローチャ
ートである。

【図５】本発明による第２の実施形態としての測距装置
の具体的な構成を示す図である。

【図６】第２の実施形態の測距装置による測距動作を説
明するためのタイミングチャートである。

【図７】図５に示した測距装置による測距動作について
説明するためのフローチャートである。

【図８】データと距離の逆数１／Ｌの関係を示す図であ
る。

【図９】本発明による第３の実施形態として、２つの受
光手段が備えられた（受光２眼式）測距装置の構成を示
す図である。

【図１０】図９に示した測距装置の測距動作を説明する
ためのフローチャートである。

【図１１】撮影の構図例を示す図である。

【符号の説明】

１…演算制御回路（ＣＰＵ）２…ドライバ３…赤外発光ダイオード（ＩＲＥＤ）４，５…レンズ６…ＰＳＤ７，８…プリアンプ９…比演算回路１０…和演算回路１１…メモリ（Ｅ^２ＰＲＯＭ）

フロントページの続きＦターム(参考） 2F065 AA06 AA19 AA20 BB05 DD04 DD10 EE03 EE11 FF09 FF23 FF41 FF61 FF67 GG07 HH04 JJ02 JJ05 JJ25 NN01 NN17 NN20 QQ03 QQ23 QQ25 QQ27 QQ28 SS11 TT08 2F112 AA06 AA07 BA06 BA12 CA02 DA32 FA45 GA01 2H051 BB20 CA16 CB23

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】カメラの測距装置の調整を行う調整装置
において、所定距離に配置された第１のチャートと、上記第１のチャートと同一距離に配置可能な上記第１の
チャートと反射率の異なる第２のチャートと、上記測距装置が上記第１のチャートと上記第２のチャー
トを測距した時に出力する各々のデータから上記測距装
置の上記所定距離とは異なる距離における調整値を算出
する算出手段と、この算出手段により算出された調整値をカメラ内に記憶
させる記憶手段と、を具備することを特徴とする測距装
置のための調整装置。
【請求項２】被写体に対して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、該反射信号光の
光量に依存する第１の信号と、該反射信号光の入射位置
に依存する第２の信号を出力する受光手段とを有し、上
記反射信号光の入射位置に基づいて被写体距離を算出可
能なカメラの測距装置の調整を行う調整装置において、第１の距離に配置可能な第１のチャートと、上記第１のチャートと同一距離に配置可能な上記第１の
チャートと反射率の異なる第２のチャートと、上記第１の距離とは異なる第２の距離に配置可能な第３
のチャートと、上記第１、２の距離とは異なる第３の距離に配置可能な
第４のチャートと、上記測距装置が上記第１、３、４のチャートを測距した
際に出力される上記第２の信号と、上記第２のチャート
を測距した際に出力される上記第１の信号とから調整値
を算出する算出手段と、を具備することを特徴とする測
距装置のための調整装置。