JPH0548843B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、小型カメラ等に適した測距装置にお
ける制御回路に関し、特に光ビームを被写体に向
けて投光し、その反射光を２個の受光素子（以下
２分割受光素子と呼ぶ）にて受光し、電気信号に
変換して、各受光素子の出力値が一致したことを
検知し、被写体までの距離を自動的に検出する装
置の制御回路に関するものである。

（従来技術） 従来、三角測距の原理を利用した光投射式の測
距装置は種々提案されている。

本出願人により提案した特願昭55−124268号の
ような被写体からの反射光の負ピークを走査検出
するもの、また、反射光の正のピークを走査検出
するもの、または、複数の受光素子のうち、最大
感度の受光素子を捜すもの、あるいは、特願昭55
−95490号のような２分割受光素子を走査させ、
受光素子出力のバランスを取るもの等である。

（目的） 本発明は、走査手段の走査作動に対応して、１
回の走査で測距結果が得られるようなシステムを
めざし、特に、被写体が無限遠にあるのか、有限
遠にあるが走行初期では光ビームが被写体からず
れてしまつているのか、を測距作動の過程で判別
することを目的とする。第４図を用いて、本発明
の提案について、説明を行なうこととする。

１は光を被写体に投射するための近赤外発光ダ
イオードのような投光素子、２，３は被写体から
の反射光を受光する２分割受光素子、４は投光レ
ンズ、５は受光レンズ、６は被写体、７は投光素
子の投光光軸、８は投光レンズ光軸、９は受光レ
ンズ光軸で、２分割受光素子２，３はその中心が
光軸９と一致するよう配置されている。今、図中
のように投光素子１が、実線矢印のように右方向
（ｎ→∞）へ走行すると、被写体６が小さく投光
素子１の走行初期において、被写体６に光ビーム
があたらず、遠方向にぬけてしまつた場合反射光
がない状態で２分割受光素子２，３のバランスが
とれる。すなわち出力が一致する。投光素子１が
走行するにしたがい光ビームが被写体６に照射さ
れるようになると受光素子２，３に反射光が入射
されるようになり、受光素子２の方が３よりも入
射光が多くなる。被写体６上で、投光軸７と受光
レンズ光軸９が一致すると、受光素子２，３に入
射される光は同量となり、バランスがとれること
となる。（l₀） さらに投光素子１が走行すると先ほどと逆に受
光素子３の方が２よりも入射光が多くなり、光ビ
ームが被写体６からはずれてしまうと再度受光素
子２，３のバランスがとれる。今、受光素子２，
３の出力を減算すると、その出力２−３は、第４
図ｂのようになり、光ビーム移動位置l₁，l₃，l₀
で受光素子２，３のバランスがとれ、出力差はゼ
ロとなる。今、合焦信号となるのは、l₀での信号
である。このように光ビームの移動範囲量に対し
て被写体の大きさが小さい場合、投光素子が初期
位置においては、被写体からの反射光が検出でき
ない。したがつて測距回路側では被写体が無限遠
にあるものなのか、被写体が小さくて光ビームが
ぬけているのかどうか、すなわち被写体からの反
射光によつて、２分割受光素子のバランスがとれ
る点l₀が存在するのかどうかが半定できないこと
になる。投光素子が最後まで走査しはじめて被写
体が無限遠にあつたのか、有限遠にあつて光ビー
ムがぬけていたのかがわかる。換言すれば初期走
査範囲l₁においては、真の合焦位置l₀と全く同様
に、２分割受光素子の出力差はゼロとなつて、合
焦点が検出できない。本発明は、上記の問題を解
決するために提案するものである。

（構成） 本発明は上記の問題を解決するために、２分割
受光素子の減算出力のレベル判定を行ない、ゼロ
検出回路の出力との論理処理を行なうものであ
る。第一の実施例はレベル判定にヒステリシスを
もたせる構成、第２の実施例はレベル判定回路出
力にラツチをかける構成である。

以下、詳細な説明を図を用いて行なう。第１図
は、本発明の制御回路の第１の実施例である。１
は投光素子で、トランジスタTr１とオペアンプ
Ａ３によつて、定電流パルス駆動される。投光素
子１をパルス駆動するのは、太陽光等の外来光と
区別するためである。Vrは投光素子１を定電流
駆動させるための基準電圧で、VR１は、投光素
子１の定電流値を調整するための可変抵抗であ
る。２，３は、２分割受光素子でそれぞれの出力
が互に打ち消し合うように接続され、ヘツドアン
プA₁の入力部で差動演算するように構成されて
いる。上記ヘツド部の構成については、本出願人
により提案した特願昭59−14824号に記載してあ
るので、詳細な説明は省略する。R₁，R₂，R₃は
抵抗、C₃はコンデンサでヘツドアンプA₁の帰還
回路を構成し、投光素子１の駆動周波数と同じ周
波数信号のみを増幅するようなフイルター機能を
もたせてある。A₂はオペアンプで抵抗R₄，R₅，
R₆、コンデンサC₄，C₅を用い、ヘツドアンプA₁
出力をさらに増幅するフイルターアンプを構成す
る。BIASは、アンプA₁，A₂にバイアスを与える
バイアス回路である。SHは同期検波回路で発振
回路OSCからのサンプリングパルスSPとメモリ
ーコンデンサC₆によつてアンプA₂出力のパルス
信号を検波し、′信号を出力する。抵抗R₇コ
ンデンサC₇で積分回路を構成する。積分出力
は、第２図のように同期検波出力′に対して△
ｔの遅れ時間をもつ。積分出力は、２分割受光
素子の出力差のゼロ点を検出するためのコンパレ
ータC₁の反転端子とレベル検出のためコンパレ
ータC₂の非反転端子にそれぞれ入力される。コ
ンパレータC₁の非反転端子には、可変抵抗VR２
が接続され、そのレベルを２分割受光素子２，３
の出力差がゼロになつたときの積分出力と一致す
るように調整してある。可変抵抗VR３、抵抗
R₈，R₉，R₁₀、トランジスタTR₂によつて、ヒス
テリシスをもつレベル判定回路を構成し、コンパ
レータC₂の出力に応じてトランジスタTr₃，
Tr₄を制御し、コンパレータC₁の出力を規制す
る。スイツチS₂は、常時閉成しており投光素子走
行の終了時に開放作動するもので、プルアツプ抵
抗R₁₄との接続点をオア回路ORとインバータ回
路INVに接続する。オア回路ORの一方の入力端
子にはコンパレータC₁の出力が接続され、出力
端子は、フリツプフロツプ回路FF１のＳ端子に
接続される。フリツプフロツプ回路FF１のＲ端
子には電源投入時、初期状態に設定するためのリ
セツト信号RSTが入力される。端子には抵抗
R₁₃を介してトランジスタTr₅が接続され、電磁
石２３を制御する。アンド回路AND１の一端に
はインバータ回路INVの出力が、他端には発振
回路OSCの出力が接続され、その出力端子は投
光素子１の駆動を行なうオペアンプＡ３に接続さ
れる。

インダクタＬ、コンデンサC₁，C₂で電源フイ
ルター回路を構成し、フイルター回路入力電源ラ
インVcc₁には、大電流負荷である電磁石２３、
投光素子駆動トランジスタTr₁のエミツタが接続
され、フイルター回路出力電源ラインVcc₂には、
上記以外の負荷が接続される。S₁は電源スイツ
チ、Ｖは電源である。

第３図は、本発明の制御回路と共にカメラに組
み込まれる測距装置の機構の一例を示す。

図において、１１はレリーズレバーで、ばね１
２によつて上方に付勢されている。１７は駆動板
で投光素子１が取りつけられている走行板１９を
走行するためのカム部１７ａと、走行の終了時に
スイツチS₂を開放させるための突起１７ｂと、制
御レバー２１と係合するためのピン１７Ｃがあ
る。走行板１９は、ばね２０で反時計方向に回転
習性が与えられており、走行板１９上のピン１９
ａとカム部１７ａの係合によつて回転運動する。
駆動板１７は、ばね１８によつて右方向に付勢さ
れているが、係止部材１３およびばね１４によつ
て係止されている。１５はギヤ、１６はアンクル
で駆動板１７の走行スピードを制御する。制御レ
バー２１は、ばね２２によつて時計方向に回転習
性が与えられており、駆動板１７上のピン１７ｃ
に係合して回転する。２３は電磁石、２４は鉄片
で、ばね２５が電磁石より引き離し方向に作用し
ている。２８はシヤツタ前走レバー２６の係止部
材で、ばね２９とともにシヤツタ前走レバー２６
を係止している。２７はシヤツタ前走レバー２６
を右方向に付勢するばねである。３０は、対物レ
ンズの繰り出し量を決定するための段カムであ
り、ばね３２によつて反時計方向に回転習性が与
えられている。３１は段カム３０が取付けられて
いるベースである。

次に第１図、第３図の作動について説明する。
回路各部の作動波形は第２図に示す。

レリーズレバー１１を押し下げると、電源スイ
ツチS₁が閉成し、回路各部に給電がおこなわれ、
投光素子１は一定周期のパルス駆動され、電磁石
２３は励磁される。

さらにレリーズレバー１１を押し下げると係止
部材１３の係止がはずれ駆動板１７は、ガバナ１
５，１６によつて一定スピードで図中矢印方向に
走行開始する。第２図の１７がその走行作動を表
わし、ｎは至近距離、∞は無限距離である。ここ
で第４図ａのように被写体の大きさが小さく、投
光素子１の初期位置で反射光がない場合には積分
出力とゼロ検出コンパレータC₁の基準レベル
が同じレベルであり、コンパレータC₁の出力
は高レベルとなつて合焦信号を出してしまうか、
又は低レベル（以後Loと表わす）や高レベル
（以後Hiと表わす）をくりかえすジツタ現象が起
こる。

そこで本発明によるレベル判定回路によつて上
記の現象をおさえこむ。すなわちコンパレータ
C₂の基準レベルであるのヒステリシス上限を
２分割受光素子の出力バランスがとれたときの積
分出力レベルよりも高く、ヒステリシス下限を上
記積分出力レベルよりも低く設定する。このよう
に設定すると投光素子１からの光ビームが第４図
ｂのl₁範囲内で積分検出が基準レベルのヒス
テリシス上限より低い場合レベル判定コンパレー
タC₂の出力はLoでトランジスタTr₃はOFF、
Tr₄がONして、ゼロ検出コンパレータC₁の出力
をEoにおさえこむ。l₂範囲内になり、積分出力
レベルがヒステリシス上限値を越えるとレベル
判定コンパレータC₂の出力はHiとなり、基準
レベルがヒステリシス下限になり、トランジス
タTr₃がON、Tr₄がOFFしておさえこみが解除
され、ゼロ検出コンパレータC₁の結果がに出
力されることとなる。光ビームがさらに移動し、
積分出力と基準レベルが一致すると、ゼロ検
出コンパレータC₁の出力ＥはLoからHiへ反転す
る。出力ＥがHiとなるとオア回路ORの出力が
Hiとなりフリツプフロツプ回路FF１のＱ端子が
Loとなつて電磁石２３が消磁する。すると鉄片
２４は、引き離され、ばね２５によつて反時計方
向に回転し、駆動板１７と連動していた制御レバ
ー２１のラチエツト２１ａとかみ合い、制御レバ
ー２１は、停止する。駆動板１７はさらに走行
し、回路側では積分出力が基準レベルのヒス
テリシス下限より下がると、レベル判定コンパレ
ータC₂の出力はLoとなり、ヒステリシス上限
になつて、トランジスタTr₃がOFF、Tr₄がON
でゼロ検出コンパレータC₁の出力を再びLoに
おさえこむ。駆動板１７走行の最終でスイツチS₂
を突起１７ｂによつて開放し、アンド回路AND
１を出力Loにして、投光素子１の駆動を停止し、
オア回路ORの出力をHiにする。駆動板１７の
走行最終で、フリツプフロツプ回路FF１のＲ端
子にHiを入力するのは、被写体がたとえば遠距
離にあり、駆動板１７走行中積分出力のレベル
がヒステリシス上限を越えるような状態にない場
合、対物レンズの繰り出しを遠側へ設定するため
である。

さらにレリーズレバー１１を押し下げると、係
止レバー２８によつて係止がはずされたシヤツタ
前走部材２６が走行し、図示しない機構によつて
まず段カム３０を反時計方向に回転させる。上記
制御レバー２１の段カムストツパー部２１ｂによ
つて段カムの回転角度が制御され、したがつて対
物レンズの繰り出し量が自動的に決まる。この後
でシヤツタの開閉作動が行なわれる。

第５図は、本発明の第２の実施例である。ゼロ
検出コンパレータC₁の非反転端子、レベル判定
コンパレータC₂の反転端子には可変抵抗VR４が
接続され、ゼロ検出コンパレータC₁の基準レベ
ルを２分割受光素子２，３の出力バランスがと
れたとき積分出力と一致するように調整する。レ
ベル判定コンパレータC₂の基準レベル′は、第
６図に示したように基準レベルに対して、プラ
スのオフセツトを設定する。フリツプフロツプ回
路FF２のＲ端子にはコンパレータC₂の出力端子
が、Ｓ端子には電源投入時、初期状態に設定する
ためのリセツト信号RSTがそれぞれ入力される。
アンド回路AND２の一端にはコンパレータC₁の
出力が、他端にはフリツプフロツプ回路FF２の
Ｑ端子がそれぞれ入力される。

第６図は、第５図における回路波形を示したも
のである積分出力が基準レベル′を越えると
レベル判定コンパレータC₂の出力は、LoからHi
に反転し、フリツプフロツプ回路FF２のＱ端子
出力ＯＨもLoからHiへ反転する。

次に積分出力が基準レベルとクロスすると
ゼロ検出コンパレータC₁の出力′はLoからHiへ
反転して、アンド回路AND２出力もLoからHi
へ反転する。

これ以降の作動については、すでに述べてある
ので省略する。

（発明の効果） 以上の述べたように本発明によれば、２分割受
光素子により被写体からの反射光を受け、ゼロ検
出を行なうと共にレベル判定を行なうことによつ
て、被写体が無限遠にあるのか、有限遠であつ
て、光ビームがぬけているのかが、１回の走査中
に判定でき、しかも合焦検出は走査に対応する合
焦信号の検出で可能なため、機構が複雑となら
ず、小型化に適した構成ができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の制御回路の第１の実施例、第
２図は、上記第１図の制御回路の作動説明のため
の各部の出力波形、第３図は、上記第１図の制御
回路と共働して測距装置を構成する機構の一例、
第４図は、本発明の制御回路の必要性を説明する
ための図、第５、第６図は本発明による制御回路
の他の実施例および、作動説明のための各部の出
力波形を示す図である。 １……投光素子、２，３……２分割受光素子、
A₁，A₂，A₃……オペアンプ、SH……同期検波
回路、BIAS……バイアス回路、OSC……発振回
路、C₁，C₂……コンパレータ、FF……フリツプ
フロツプ回路、２３……電磁石、S₁，S₂……スイ
ツチ、１７……駆動板、１９……走査板、２１…
…制御レバー、３０……段カム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 発光素子を走査させる走査手段を有し、該発
   光素子と投光レンズから成る投光手段によつて物
   体に投光し、物体からの反射光を、受光レンズと
   ２分割受光素子から成る受光手段で受けて、回路
   処理することによつて距離検出を行なう測距装置
   において、上記２分割受光素子の出力差をとり出
   すための増幅回路、検波回路および積分回路を有
   し、上記２分割受光素子の出力差がゼロになつた
   ことを検出するゼロ検出回路と、上記積分回路の
   出力が一定のレベルを越えたことを判定するため
   のレベル判定回路とを備え、該レベル判定回路が
   動作するまでは、上記ゼロ検出回路の出力を禁止
   したことを特徴とする投光式測距装置における制
   御回路。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、
   レベル判定回路は、ヒステリシスを有する電圧コ
   ンパレータから成ることを特徴とする投光式測距
   装置における制御回路。 ３ 特許請求の範囲第１項記載のものにおいてレ
   ベル判定回路は、電圧コンパレータおよびその出
   力をラツチするフリツプフロツプ回路から成るこ
   とを特徴とする投光式測距装置における制御回
   路。