JPH0284819A - 二重積分型ａ／ｄ変換器 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は二重積分型のＡ／Ｄ変換器に係り、より詳細に
は、その検出値に一定量のシフト値の付与を行う二重積
分型Ａ／Ｄ変換器に関する。

〈従来の技術〉 近年、その普及のめざましいコンパクトタイプのオート
フォーカスカメラでは、その測距素子として、ＰＳＤの
略称で知られる位置検出素子の採用が一般的である。こ
の素子は、カメラ本体から投射され、被写体によって反
射された赤外線の受光位置に応じて、その２組の出力端
子の間の抵抗の比率が変化する受光素子となっている。

その一方において、被写体によって反射され、素子に達
する赤外線、の強さは、被写体とカメラとの距離の２乗
の逆数に比例するため、その強度に対応する上記素子の
抵抗の絶対値の変化は極めて大きくなるという性質があ
る。

二゛の抵抗の絶対値の変化を取り除き、２組の抵抗の比
率のみを取り出すため、抵抗値に対応する電流の対数圧
縮を行った後、それら２組の信号を差動回路に導くこと
によって、比率に対応する信号を取り出す構成となって
いる。

このようにして取り出された信号は被写体までの距離を
示す信号となっていることから、この信号を二重積分型
Ａ／Ｄ変換器に導くことによってデジタル値に変換し、
得られたデジタル値に基づいて撮影用レンズの移動を行
い、被写体に対するピント合わせを行っていた。

〈発明が解決しようとする課題〉 位置検出素子素子に入射する赤外線の位置は被写体まで
の距離によって変化するのであるが、測距の基準となる
基線の長さとカメラから被写体までの距離との比率が極
めて大きい値となっているため、被写体までの距離に大
きな変化が生じた場合であっても、素子の受光位置には
僅かな変化しか生じない。このことは、位置検出素子の
取り付は位置の僅かの誤差が、測距の精度に大きく関係
することを意味しており、撮影時の合焦の精度、つまり
測距の精度を上げるには、位置検出素子の取り付は位置
を精密に調整する必要があることを意味する。　このこ
とは、位置検出素子を精密に移動させることのできる機
構をカメラに組み込む必要性を意味するため、測距のた
めの機械部分が複雑な機構になるという問題点があった
。

本発明は上記課題を解決するため発案されたものであり
、その目的は、位置検出素子を移動させることなく測距
精度を向上させることのできる二重積分型Ａ／Ｄ変換器
を提供することにある。

く課題を解決するための手段〉 上記課題を解決するため本発明の二重積分型Ａ／Ｄ変換
器は、 入力に対応する電流値でもって、積分コンデンサーに予
め設定された期間の充電または放電を行うと共に、入力
に対応する電流値の充電または放電により変化した積分
コンデンサーの電荷の量を、予め設定された電流値によ
る積分コンデンサーの放電または充電により、変化以前
の量に戻す放電または充電の所要・時間に基づいて、入
力の検出を行う構成とし、 入力に対応する電流が積分コンデンサーの充電を行うと
きには、この充電と並行して積分コンデンサーの放電を
行い、入力に対応する電流が積分コンデンサーの放電を
行うときには、この放電と並行して積分コンデンサーの
充電を行う定電流回路を設けると共に、 この定電流回路の電流値を可変とする構成を用いる。

く作用〉 入力に対応する電流値でもって積分コンデンサーの充電
または放電を行う時間は、予め設定された一定の期間と
なっていることから、定電流回路の電流により、積分コ
ンデンサーの放電または充電を行う時間も一定となる。

そのため、この定電流回路により積分コンデンサーに充
電される電荷の量、または放電される電荷の量も一定と
なる。

この電荷の量の変化が、常に、入力に対応する積分コン
デンサーの電荷の量の変化に追加されることになるため
、その後に続いて行われ、積分コンデンサーの電荷の量
の変化分を変化以前の量に戻す積分の時間は、定電流回
路の電流の値に応じて、常に一定の時間だけ減少する。

そのため、二重積分型Ａ／Ｄ変換器の出力の値は、定電
流回路の電流値に対応したシフト値の与えられた値とな
る。

〈実施例〉 第１図は本発明の一実施例の電気的構成を示す回路およ
びブロック線図である。

図において、位置検出素子１１の２組の端子間に流れる
電流の検出を行う電流検出部１１ａ　、ｌｌｂの出力は
、それぞれに対応して設けられたダイオードＤｉＳＤ２
のアノードに接続されており、これらのダイオードＤｉ
、　Ｄ２のカソードは並列に接続され、第１の基準電圧
Ｖｒｅｆ　１に接続されている。そして電流検出部１１
ａ　、　ｌｌｂの出力は、各々に対応する増幅器１２ａ
　、　１２ｂを介して、トランジスター１３ａ、１３ｂ
のベースに導かれている。

この２つのトランジスター１３ａ　、　１３ｂのエミ・
ンターは互いに接続されると共に、定電流回路１５を介
することにより接地されている。そして一方のトランジ
スター１３ｂのコレクターはプラス電源ＶｃＣに接続さ
れており、他方のトランジスター１３ａのコレクターは
、可変抵抗器１４２により、その電流値を可変すること
のできる定電流回路１４を介して、プラス電源Ｖｃｃに
接続されている。

一方の端子が接地された積分コンデンサー１７の他方の
端子は、アナログスイッチによって構成された３つのス
イッチＳｌ、　Ｓ２、Ｓ３の端子と、コンパレーター１
８の一方の入力とに接続されており、スイッチＳ１の他
方の端子はトランジスター１３ａのコレクターに、スイ
ッチＳ２の他方の端子は、定電流回路１６を介してプラ
ス電源Ｖｃｃに、スイッチＳ３の他方の端子は、コンパ
レーター１８の出力に接続されている。そしてコンパレ
ーター１８の他方の端子は第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２に
導かれている。

カウンター回路２０は３つの入力を持つ構成となってい
て、その入力の１つであるクロック入力にはクロック発
生回路２１の出力が、リセットおよびカウントの開始の
指示のための入力にはタイミング制御回路１９の出力が
、カウント終了入力にはコンパレーター１８の出力が導
かれている。そしてカウンター回路２０の出力２０１は
、被写体までの距離に対応する値をデジタル値で示す距
離出力として、図示されていないレンズ駆動装置に送出
されている。

以上の構成からなる零発゛明の一実施例の動作について
以下に説明する。

位置検出素子１１の電流検出部１１ａ　、ｌｌｂの出力
は、被写体からの反射光の受光位置を一定に保ちつつ、
その強度を変化させた場合、その電流の比率に変化は生
じないが、電流値そのものは変化する性質がある。一方
、反射光の強度は、被写体までの距離の変化の２乗の逆
数となるので、電流検出部１１ａ　、ｌｌｂの出力は、
被写体までの距離の変化に応じて極めて大きく変化する
。

この電流の極めて大きい変化を取り扱い易い範囲の変化
に変換するため、カソードが第１の基準電圧Ｖｒｅｆｌ
に接続されたダイオードＤ１、Ｄ２のアノードに、電流
検出部１１ａ　、ｌｌｂの出力を導くことによって、そ
の順方向の特性である対数特性を利用し、電流検出部１
１ａ　、ｌｌｂの出力変化の圧縮を行う。そしてその圧
縮された出力を、増幅器１２ａ、１２ｂを介して、差動
増幅回路を形成するトランジスター１３ａ　、　１３ｂ
のベースに導く。

またトランジスター１３ａ　、　１３ｂのベース電圧と
ベース電流との関係は逆対数特性となること、およびト
ランジスター１３ａ　、１３ｂか差動増幅器を構成して
いることから、電流検出部１１ａ　、　ｌｌｂの出力を
Ｉａ、　Ｉｂで示し、トランジスター１３ａのコレクタ
ー電流をＩｃで示すと共に、定電流回路１５の電流値を
１１５で示すと Ｉｃ＝１１５Ｘ　Ｈａ／　（Ｉａ＋Ｉｂ））となる。

第２図は積分コンデンサー１７の両端の電圧の時間的変
化を示す説明図であり、必要に応じて第２図を参照しつ
つ説明を進める。

時刻Ｔ１において、タイミング制御回路１９からカウン
ター回路２０に対し、カウンター回路２０内のカウンタ
ーのリセットを行う信号が送出される。またスイッチＳ
３を閉じることにより、積分コンデンサー１７の電圧を
第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２にすると共に、図示されてい
ない投光部から被写体に対して赤外線の投光を行い、反
射光を位置検出素子１１に導く。

反射光が位置検出素子１１に達することになり、電流検
出部１１ａ　、　ｌｌｂには、被写体までの距離に対応
した電流が流れることになる。そしてスイッチＳ３を開
くと共にスイッチＳｔを閉じることによって、積分コン
デンサー１７の電荷の放電を開始する。

このときの放電は、上記したトランジスター１３ａのコ
レクター電流１ｃにより行われるが、この放電と並行し
て、定電流回路１４による積分コンデンサー１７への充
電が行われる。

この動作が行われる期間はｔｌとなっていて、予め設定
された期間となっており、その長さは常に変わらず固定
である。

第２図の破線３１は、定電流回路１４からの電流の供給
がなく、コレクター電流１ｃにより、積分コンデンサー
１７の放電が行われたときの、積分コンデンサー１７の
電圧の変化を示している。このコレクター電流１ｃの放
電と並行して、定電流回路１４からの電流の供給が積分
コンデンサー１７に対して行われることから、実際の積
分コンデンサー１７の電圧の変化は、実線３２に示す変
化となる。

また破線３３は、被写体までの距離が異なり、コレクタ
ー電流１ｃによる放電のみが行われた場合の積分コンデ
ンサー１７の電圧の変化を示していて、定電流回路１４
からの電流の供給がある場合には、実線３４に示す変化
となる。

そして期間ｔｌ後の時刻Ｔ２になったとき、タイミング
制御回路１９は、スイッチＳ１を開くと共にスイッチＳ
２を閉じる。またカウンター回路２０に対しては、カウ
ント動作の開始の指示を行う信号を送出する。

このとき以後、積分コンデンサー１７には、定電流回路
１６による充電が行われ、その両端の電圧が上昇する。

そして積分コンデンサー１７の電圧が第２の基準電圧Ｖ
ｒｅｆ２に達したとき（時刻Ｔ３、Ｔ４）には、コンパ
レーター１８の出力レベルが反転し、カウンター回路２
０はそのカウント動作を停止する。

このときのカウント値は、時刻Ｔ２以後、積分コンデン
サー１７の電圧が第２の基準電圧Ｖｒｅｆ２に達するま
での期間ｔ２、ｔ３を示す値となっていて、この値が、
距離を示す信号２０１としてレンズ駆動装置に送出され
、その値に対応する位置へのレンズの移動が行われる。

　　。

定電流回路１６による積分コンデンサー１７への充電が
開始される時刻Ｔ２の積分コンデンサー１７の電圧は、
定電流回路１４からの電流の供給がある場合と無い場合
とでは異なることになるが、その差の電圧ｖ１、ｖ２の
値は、定電流回路１４からの電流値が一定であり、また
その流れる期間ｔ１が固定となっていることから、定電
流回路１４の電流値を１１４、積分コンデンサー１７の
容量をＦとするとＶ１＝１１４ｘｔｌ／Ｆ Ｖ２−１１４Ｘｔ、１／Ｆ となって １−Ｖ２ となる。

一方、時刻Ｔ２以後における積分コンデンサー１７への
充電は、定電流回路１６からの一定の電流によって行わ
れるので、充電による電圧変化の傾きは全て同一となる
。そのため、定電流回路１４からの電流の供給がある場
合と無い場合との差の期間ｔ４、ｔ５は共に等しい長さ
となる。つまり定電流回路１４から積分コンデンサー１
７に電流を供給することは、カウンター回路２０の出力
値に対して、被写体までの距離がどのような距離である
場合にも、常に一定値だけの減少を生じさせる。

また可変抵抗器１４２を調節することは、定電流回路１
４からの充電電流を変化させることとなるため、定電流
回路１４からの充電がある場合と無い場合との積分の期
間ｔ４、ｔ５の差を変化させる。

他方において、位置検出素子１１の取り付は位置がずれ
た場合には、被写体までの距離がどのような距離であろ
うとも、被写体からの反射光の受光位置が常に一定の距
離だけずれて受光されることになる。

そのため、被写体までの距離とは関わりなく、常に一定
の値の付与を、カウンター回路２０の出力値に対して行
うことができるなら、位置検出素子１１の取り付は位置
のずれが補正できることを意味する。

このことは、位置検出素子１１の取り付は位置のずれが
可変抵抗器１４２の調整によって補正されることを意味
する。

以上のことから、実機においては、定電流回路１４の電
流値を変化させる可変抵抗器１４２の回転位置を中央に
設定した場合、位置検出素子１１が正規の取り付は位置
にあるとき、カウンター回路２０より出力される値が被
写体までの正しい距離を示すように構成されていること
から、位置検出素子１１が左右いずれかの方向にずれた
ときには、可変抵抗器１４２の調整を行うことにより、
そのずれの補正が行われる。

第３図は、積分コ、ンデンサー１７への充電と放電との
順序を逆にした場合の実施例を示す部分回路図である。

同実施例におけるトランジスター３２ａ　、３２ｂには
ＰＮＰトランジスターが採用されており、トランジスタ
ー３２ａのベースには、電流検出部１１ａの出力に対応
する信号が、３２ｂのベースにはｌｌｂの出力に対応す
る信号が導かれている。またトランジスター３２ａのコ
レクターは、定電流回路１４ａを介して接地されている
。また積分コンデンサー１７には、スイッチＳ２を介し
て、一方の端子が接地された定電流回路３３が接続され
ている。

同図においては、第２図に示す期間ｔ１に、トランジス
ター３２ａにより積分コンデンサー１７への充電が行わ
れると共に、定電流回路１４ａにより、この充電と並行
する放電が行われ、時刻Ｔ２以後においては、定電流回
路３３により積分コンデンサー１７の放電が行われる。

これらの動作における定電流回路１４ａの動作について
は、既に説明した動作と同一の動作となるので、その説
明を省略する。

なお本発明は上記実施例に限定されず、位置検出素子の
電流の変化が極めて大きくない場合には、ダイオードＤ
１、Ｄ２による対数回路を省略した構成とすることが可
能である。

また本実施例においては、二重積分型Ａ／Ｄ変換器をオ
ートフォーカスカメラの測距装置に適用した場合につい
て説明したが、その他の一定のシフト値を付与して測定
を行う必要のある装置、例えばバイアス電流をキャンセ
ルして電流の測定をおう電流計等に適用することが可能
である。

〈発明の効果〉 本発明に係る二重積分型Ａ／Ｄ変換器は、電流値が可変
となる定電流回路を用いることにより、入力に対応する
電流が積分コンデンサーの充電を行うときには、この充
電と並行して積分コンデンサーの放電を行い、入力に対
応する電流が積分コンデンサーの放電を行うときには、
この放電と並行して積分コンデンサーの充電を行う構成
とすることにより、入力に対して一定の値のシフト値を
付与する構成となっていることから、位置検出素子の取
り付は位置の、ずれがシフト値の付与によって補正され
るため、位置検出素子の移動を行うことなく測距精度の
向上を図ることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の電気的構成を示す回路およ
びブロック線図、第２図は積分コンデンサーの両端の電
圧の時間的変化を示す説明図、第３図は、第１図に示す
実施例の放電と充電との順序を逆に行う実施例を示す部
分回路図である。 １４・・・定電流回路 １７・・・積分コンデンサー １４２・・・可変抵抗器。 特許出願人　　シャープ株式会社 代理人　　　　弁理士　大西　孝治 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力に対応する電流値でもって、積分コンデンサ
   ーに予め設定された期間の充電または放電を行うと共に
   、前記入力に対応する電流値の充電または放電により変
   化した積分コンデンサーの電荷の量を、予め設定された
   電流値による積分コンデンサーの放電または充電によっ
   て、変化以前の量に戻す放電または充電の所要時間に基
   づくことにより、入力の検出を行う二重積分型Ａ／Ｄ変
   換器において、 前記入力に対応する電流が積分コンデンサーの充電を行
   うときには、この充電と並行して積分コンデンサーの放
   電を行い、前記入力に対応する電流が積分コンデンサー
   の放電を行うときには、この放電と並行して積分コンデ
   ンサーの充電を行う定電流回路を備え、 この定電流回路の電流値を可変としたことを特徴とする
   二重積分型Ａ／Ｄ変換器。