JPH06294931A - アクティブａｆ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 外光レベルの誤検出を防止し、ＡＦ用受光素
子の出力信号が入力される演算増幅器の飽和を防ぐため
の帰還抵抗の切換えを精度良く行う。 【構成】 演算増幅器２０の出力レベルを基準電圧と比
較するレベル比較器２８と、該レベル比較器の出力をラ
ッチするラッチ回路２９と、該ラッチ回路の出力に応じ
て、帰還抵抗２１，２２，２５，２６の抵抗値を切換え
る切換回路２３，２７とを設け、ＡＦ用の受光素子の出
力信号が入力される演算増幅器の出力レベルの高低に応
じて、帰還抵抗の抵抗値を切換えるようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被写体に対して光を投
射し、その被写体での反射光を受光して被写体までの距
離を算出する、カメラに配置されるアクティブＡＦ装置
の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、カメラにおけるアクティブＡＦ装
置では、投光素子と受光素子を基線長方向に隔てて配置
し、投光素子の投射光の被写体での反射光をＰＳＤ（半
導体位置検出装置）等の受光素子で受光し、その受光出
力から被写体までの距離を算出している。また、上記Ｐ
ＳＤ等の受光出力から被写体距離を算出する方法は、通
常はＰＳＤからの２つの出力電流を電流−電圧変換回路
により電圧信号に変換し、その２つの電圧信号の差／和
を電気的に演算することにより得ている。

【０００３】前記電流−電圧変換回路はオペアンプ（演
算増幅器）とフィードバック抵抗により構成されるが、
電流−電圧変換回路自体のＳ／Ｎ比を良くする為には、
このフィードバック抵抗の抵抗値は高い方が望ましい。
その理由は、フィードバック抵抗の抵抗値が高いとこの
抵抗から発生する熱雑音を低く押えることができるから
である。

【０００４】つまり、Ｓ／Ｎ比を向上させ、被写体の測
距精度を上げる観点からは、フィードバック抵抗の抵抗
値を上げたいところであるが、一方それは逆に以下の不
都合をもたらすことになる。

【０００５】ＰＳＤ等の受光素子には、投光素子よりの
投射光の被写体での反射光（信号光）のみでなく、被写
体での外光（太陽光、室内光等）の反射光も入射する。
通常、室外ではこの外光成分の方が信号光成分より非常
に大きいので、フィードバック抵抗値を上げると、前記
オペアンプが簡単に飽和するという問題が発生してしま
うものである。

【０００６】そこで、この欠点を解決するものとして、
特開平２−１２２１５号が提案されている。これによれ
ば、カメラの露出制御に用いる測光素子の出力により外
光状態を検出し、外光レベルが高い場合には前記フィー
ドバック抵抗を低い値に切換え、前記オペアンプの飽和
を防ぐ様にしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この提
案のカメラにおいても、以下の問題点を有していた。

【０００８】つまり、露出制御用の測光素子の検出出力
は、アクティブＡＦ装置に用いるＰＳＤ等の受光素子の
出力とは一致しないことである。

【０００９】具体的に言うと、第１には、ＡＦ用の受光
素子には被写体からの反射光が受光レンズを介して入射
するのでこの受光素子に入射する外光は被写体の一部か
らの反射光に限定されているのに対し、露出制御用の測
光素子へは通常ほぼカメラの撮影画面全体からの反射光
が入射するのでこの不一致が生じる。

【００１０】ここで、図４（ａ），（ｂ）を用いてこれ
について詳述する。

【００１１】図４（ａ）はＡＦ用受光光学系を示すもの
であり、図中１０１は受光レンズ、１０２は受光素子
（ＰＳＤ）である。

【００１２】この状態では、受光素子１０２に入射する
外光は立体角αに含まれる被写体からの反射光に限定さ
れる。

【００１３】図４（ｂ）は露出制御用の測光光学系の一
例を示すものであり、図中１０３及び１０４はカメラ本
体の外枠構成部材、１０５は測光素子である。

【００１４】この状態では、受光レンズがないので測光
素子１０５には立体角βに含まれる広い範囲の被写体か
らの反射光が入射する。

【００１５】つまり、ＡＦ用の受光素子１０２と露出制
御用の測光素子１０５とでは、撮影画面に対して見てい
る範囲が異なり、測光素子１０５の方が通常かなり広い
ので、該測光素子１０５の出力レベルが高い時に必ずし
もＡＦ用受光素子１０２の出力レベルが高いとは限ら
ず、又、逆の場合も考えられる。

【００１６】第２には、アクティブＡＦでは通常、赤外
発光ダイオード（ＩＲＥＤ）を用いるので、ＡＦ用受光
素子はこの赤外領域にも感度を持つ様に構成されてい
る。一方、露出制御用の測光素子は写真の要求からして
可視光領域のみに感度を持つ様に構成されている。よっ
て、この分光感度の違いによっても、両者の検出レベル
に違いが生じてくる。

【００１７】このように、上記特開平２−１２２１５号
に開示されているカメラにおいては、その目的を達成す
るのには不完全であり、充分満足できる結果を得られな
いものである。

【００１８】（発明の目的）本発明の目的は、外光レベ
ルの誤検出を防止し、ＡＦ用受光素子の出力信号が入力
される演算増幅器の飽和を防ぐための帰還抵抗の切換え
を精度良く行うことのできるアクティブＡＦ装置を提供
することである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明は、演算増幅器の
出力レベルを基準電圧と比較するレベル比較器と、該レ
ベル比較器の出力をラッチするラッチ回路と、該ラッチ
回路の出力に応じて、帰還抵抗の抵抗値を切換える切換
回路とを設け、ＡＦ用の受光素子の出力信号が入力され
る演算増幅器の出力レベルの高低に応じて、帰還抵抗の
抵抗値を切換えるようにしている。

【００２０】

【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。

【００２１】図１は本発明の第１の実施例におけるアク
ティブＡＦ装置の構成を示す回路図であり、図中、１１
は電源電池、１２は電源スイッチング用のトランジス
タ、１３はそのベース抵抗、１４はカメラのレリーズボ
タンの第１ストロークで閉成するスイッチ、１５は電源
コンデンサ、１６は電源投入時の初期リセット信号（Ｐ
ＵＣ信号）を発生するＰＵＣ信号発生回路、１７は２つ
の基準電圧Ｖ_c1及びＶ_c2（Ｖ_c2＞Ｖ_c1）を発生する基準
電圧発生回路である。

【００２２】１８はＡＦ用の受光レンズ、１９はＡＦ用
の受光素子（以下、ＰＳＤと記す）で、信号Ａ，Ｂを出
力する。２０はオペアンプで、その非反転入力端子には
基準電圧Ｖ_c1が印加され、反転入力端子は前記ＰＳＤ１
９からの信号Ａが入力されている。２１及び２２はフィ
ードバック抵抗で、フィードバック抵抗２２はアナログ
スイッチ２３と直列に接続され、該アナログスイッチ２
３は前記オペアンプ２０の負帰還ループに接続されてい
る。２４はオペアンプで、その非反転入力端子には基準
電圧Ｖ_c1が印加され、反転入力端子は前記ＰＳＤ１９か
らの信号Ｂが入力されている。２５及び２６はフィード
バック抵抗で、フィードバック抵抗２６はアナログスイ
ッチ２７と直列に接続され、該アナログスイッチ２７は
前記オペアンプ２４の負帰還ループに接続されている。

【００２３】２８はコンパレータで、その非反転入力は
前記オペアンプ２０の出力が入力され、反転入力には前
記基準電圧Ｖ_c2が印加されている。２９はＲＳフリップ
フロップ回路で、その入力端子Ｓは前記コンパレータ２
８の出力が入力され、入力端子Ｒには前記ＰＵＣ信号発
生回路１６よりのＰＵＣ信号が入力され、又その出力端
子Ｑは前記アナログスイッチ２３，２７の制御端子に接
続されている。３０及び３１は各々前記オペアンプ２０
と２４の出力側に接続された直流カット用のコンデン
サ、３２は公知のＡＦ処理回路である。

【００２４】以上の様に構成されたアクティブＡＦ装置
の動作について説明する。

【００２５】レリーズボタンの第１ストロークによりス
イッチ１４が閉成すると、電源トランジスタ１２がオン
し、初期リセット信号（ＰＵＣ信号）がＰＵＣ信号発生
回路１６より出力されると共に基準電圧Ｖ_c1及びＶ_c2が
基準電圧発生回路１７から出力される。上記ＰＵＣ信号
によりＲＳフリップフロップ回路２９はリセットされ、
その出力端子Ｑよりの出力はローレベルにリセットされ
る。よって、アナログスイッチ２３及び２７はオフ状態
を保持し、フィードバック抵抗２１及び２５のみが各々
オペアンプ２０及び２４の負帰還ループに接続される。

【００２６】次に、この状態でＰＳＤ１９に入射する外
光成分が多い場合を考える。

【００２７】この場合は、オペアンプ２０及び２４の直
流出力レベルが上昇し、このレベルが基準電圧Ｖ_c2のレ
ベルより上昇すると、コンパレータ２８の出力がハイレ
ベルに反転し、ＲＳフリップフロップ回路２９をセット
する。よって、その出力端子Ｑの出力はハイレベルに反
転保持され、アナログスイッチ２３及び２７はオンす
る。その為、この場合はオペアンプ２０のフィードバッ
ク抵抗値は抵抗２１，２２の並列抵抗値に、又、オペア
ンプ２４のフィードバック抵抗値は抵抗２５と２６２６
の並列抵抗値になり、各々ともフィードバック抵抗値が
減少する。

【００２８】以上の様にこの第１の実施例では、外光レ
ベルが高い場合には、初段のオペアンプ２０，２４のフ
ィードバック抵抗の値を自動的に低くするようにしてい
るため、これらオペアンプ２０，２４の飽和現象を未然
に防ぐことが可能となる。

【００２９】また、ＰＳＤ１９に入射する外光成分が少
ない場合は、コンパレータ２８の出力はハイレベルには
反転しないので、ＲＳフリップフロップ回路２９はセッ
トされず、上記の抵抗値の切換えは行われない。

【００３０】（第２の実施例）図２は本発明の第２の実
施例におけるアクティブＡＦ装置の構成を示す回路図で
あり、図１と同じ部分は同一符号を付してある。

【００３１】図２において、３３はコンパレータで、そ
の反転入力には基準電圧Ｖ_c2が印加さ、非反転入力は前
記オペアンプ２４の出力が入力されている。３４は２入
力のオアオアゲートで、その２入力は各々前記コンパレ
ータ２８及び３３の出力が入力されている。

【００３２】３５及び３６はＤフリップフロップ回路
で、Ｄフリップフロップ回路３５の入力端子Ｄには前記
オアゲート３４の出力が、又そのリセット端子ＲにはＰ
ＵＣ信号が、それぞれ入力されている。又、Ｄフリップ
フロップ回路３６の入力端子Ｄには前記Ｄフリップフロ
ップ回路３７の出力端子Ｑの出力が、又そのリセット端
子ＲにはＰＵＣ信号が、それぞれ入力されている。

【００３３】３７は２入力のアンドゲートで、Ｄフリッ
プフロップ回路３５及び３６の出力端子Ｑの出力がそれ
ぞれ入力されており、その出力は前記アナログスイッチ
２３及び２７の制御端子へ印加される。

【００３４】３８はマイクロコンピュータ（又はシーケ
ンスコントローラ）で、その出力ポートＰ_O1は電源スイ
ッチング用トランジスタ１２のベース抵抗１３に接続さ
れ、又、出力ポートＰ_O2は前記Ｄフリップフロップ回路
３５及び３６のクロック入力端子に接続されている。更
に、出力ポートＰ_O3は公知のＡＦ処理回路３２のイネー
ブル端子及びＩＲＥＤ駆動回路３９と接続されている。
また、入力ポートＰ_I1はレリーズボタンの第１ストロー
クで閉成する前記スイッチ１４と接続されている。

【００３５】４０は前記ＩＲＥＤ駆動回路３９によって
駆動される投光素子であるところのＩＲＥＤ（赤外発光
ダイオード）、４１は投光レンズである。

【００３６】又、ＡＦ処理回路３２及びＩＲＥＤ駆動回
路３９には、マイクロコンピュータ３８からクロック信
号ＣＬＫが入力されている。

【００３７】ここで、この第２の実施例において、上記
の第１の実施例と異なるのは、以下の３点である。

【００３８】１）ＰＳＤ１９の２つの出力信号Ａ，Ｂの
初段オペアンプ２０，２４の出力レベルを検知して、い
ずれかが所定値を越えたらフィードバック抵抗の抵抗値
を切換える様にしている。

【００３９】２）所定のタイミングで初段オペアンプ２
０，２４の出力レベルを検知するようにし、その後に公
知のＡＦ処理回路３２の動作を行わしめる様にしてい
る。これにより、ＡＦ処理回路３２の動作中の外光輝度
レベル変化によっ て、フィードバック抵抗の値が切
換わるのを防止し、該ＡＦ処理回路３２ の動作の安
定化を図っている。

【００４０】３）初段オペアンプ２０，２４の出力レベ
ルの検知回路（コンパレータ２８，３３）に、外来ノイ
ズ等によって誤検知しない様に誤検知防止回路（Ｄフリ
ップフロップ回路３５，３６）を設けている。

【００４１】以上の特長を持つアクティブＡＦ装置の動
作について、以下に説明する。

【００４２】まず、レリーズボタンの第１ストロークで
スイッチ１４がオンすると、マイクロコンピュータ３８
の出力ポートＰ_O1がローレベルに反転し、ベース抵抗１
３を介して電源トランジスタ１２がオンし、ＰＵＣ信号
がＰＵＣ信号発生回路１６から発生する。このＰＵＣ信
号によりＤフリップフロップ３５及び３６は初期リセッ
トされ、それぞれの出力端子Ｑの出力はローレベルに保
持され、アナログスイッチ２３及び２７はオフの状態に
保持される。

【００４３】その後、図３のタイミングチャートに示す
様に、スイッチ１４がオンしてから所定期間（Ｔ₁ ）後
に、マイクロコンピュータ３８の出力ポートＰ_O2から２
個のパルスが発生するが、１個目のパルスが発生した時
点で、ＰＳＤ１９への外光入射量が多く、オペアンプ２
０又は２４の直流出力レベルが所定値を越え、コンパレ
ータ２８又は３３の出力のいずれかが（又は両方が）ハ
イレベルに反転していると、２入力オアゲート３４の出
力はハイレベルになるので、Ｄフリップフロップ３５は
それをラッチして、その出力端子Ｑからはハイレベルが
出力されるようになる。次に２個目のパルスが発生した
時点でも未だ外光入射量が多く、オアゲート３４の出力
がハイレベルであると、Ｄフリップフロップ３５のみで
なくＤフリップフロップ３６の出力もハイレベルにラッ
チされる。

【００４４】よって、アンドゲート３７の出力はハイレ
ベルに反転し、アナログスイッチ２３及び２７はオン
し、初段オペアンプ２０，２４のフィードバック抵抗値
は低い値に切換わる。

【００４５】マイクロコンピュータ３８の出力ポートＰ
_O2から２個目のパルスが発生してから更に所定期間（Ｔ
₂ ）後には、該マイクロコンピュータ３８の出力ポート
Ｐ_O3がハイレベルに反転し、これにより、ＩＲＥＤ駆動
回路３９が、前記マイクロコンピュータ３８からのクロ
ック信号ＣＬＫを受けて動作を開始し、ＩＲＥＤ４０は
そのクロック信号により点滅駆動し、被写体へ向けて光
が投射される。又、上記出力ポートＰ_O3のハイレベルへ
の反転により、ＡＦ処理回路３２も動作を開始し、被写
体から反射してＰＳＤ１９に入射した信号光によるオペ
アンプ２０及び２４の信号電圧を、マイクロコンピュー
タ３８からのクロック信号ＣＬＫに基づいて同期処理を
する。

【００４６】この第２の実施例において、図３に示され
た期間Ｔ₁ は電源トランジスタ１２がオンしてから電源
電圧及び各アンプ等の回路の動作が安定するに足る期間
以上に設定される。同じく期間Ｔ₂ は初段オペアンプ２
０，２４のフィードバック抵抗値が切換わってからこの
アンプの出力が安定化するに足る期間以上に設定され
る。

【００４７】以上の実施例は、前記した様に以下の３点
の特長を持っている。

【００４８】１）受光素子であるところのＰＳＤ１９の
２つの直流出力レベル（Ａ，Ｂ）をそれぞれを検知し
て、初段オペアンプ２０，２４のフィードバック抵抗値
を切換える構成になっているので、被写体にコントラン
トがあって、片方 の出力レベルのみ高い場合でも検
知ミスを生じることがない。

【００４９】２）ＰＳＤ１９の直流出力レベルの検知タ
イミングを、ＡＦ処理演算を行う前の所定のタイミング
（出力ポートＰ_O2からの２発のパルスが発生時）に限定
しているので、ＡＦ処理演算中に外光変化やノイズ等で
初段オペアンプ２０，２４のフィードバック抵抗値が切
換わり、回路の不安定動作をする のを未然に防止す
ることができる。つまり、ＡＦ処理演算中にフィードバ
ック抵抗値が切換わると、初段オペアンプ２０，２
４の直流出力レベルが 変化するので、直流カット用
コンデンサ３０及び３１を介して入力される 交流信
号電圧が不安定になってしまうが、それを防止でき、そ
の効果は絶 大である。

【００５０】３）ＰＳＤ１９の直流出力レベルの検知を
外来ノイズ等で誤動作するのを防止する為に、Ｄフリッ
プフロップ回路３５，３６で構成する誤動作防止回路を
設けている。つまり、この回路の働きにより、マイクロ
コンピュータ３ ８の出力ポートＰ_O2からの２つのパ
ルス発生の期間、外光レベルが高い場 合のみ検出さ
れ、それより短いノイズ等では誤検知しない様になって
いる 。

【００５１】以上の各実施例によれば、ＡＦ用の受光素
子であるＰＳＤ１９への外光入射量が多い時のみ、初段
オペアンプ２０，２４のフィードバック抵抗値を下げる
様にしているので、それ以外の通常輝度範囲では、フィ
ードバック抵抗値を高くして測距精度を上げ、かつ、外
光による初段アンプの飽和現象を防止することができ
る。

【００５２】また、ＰＳＤ１９自体の出力レベルから外
光レベルを検知しているので、特開平２−１２２１５号
にて開示されるもの様に、検出素子の被写体に対する見
込み範囲の違いや、分光感度の違いによる誤検知の問題
を一切有せず、よって目的に対する完成度及び効果は絶
大なるものがある。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
演算増幅器の出力レベルを基準電圧と比較するレベル比
較器と、該レベル比較器の出力をラッチするラッチ回路
と、該ラッチ回路の出力に応じて、帰還抵抗の抵抗値を
切換える切換回路とを設け、ＡＦ用の受光素子の出力信
号が入力される演算増幅器の出力レベルの高低に応じ
て、帰還抵抗の抵抗値を切換えるようにしている。

【００５４】よって、外光レベルの誤検出を防止でき、
ＡＦ用受光素子の出力信号が入力される演算増幅器の飽
和を防ぐための帰還抵抗の切換えを精度良く行うことが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例におけるアクティブＡＦ
装置の構成を示す回路図である。

【図２】本発明の第２の実施例におけるアクティブＡＦ
装置の構成を示す回路図である。

【図３】図２の動作説明を助けるためのタイミングチャ
ートである。

【図４】一般的なＡＦ用受光光学系と露出制御用測光光
学系の配置を示す図である。

【符号の説明】

１９ ＰＳＤ ２０，２４ オペアンプ ２１，２２，２５，２６ フィードバック抵抗 ２３，２７ アナログスイッチ ２８，３３ コンパレータ ２９ ＲＳフリップフロップ ３５，３６ Ｄフリップフロップ ３８ マイクロコンピュータ ３９ ＩＲＥＤ駆動回路 ４０ ＩＲＥＤ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被写体へ向けて光を投射する投光素子
   と、該投光素子と基線長方向に隔てて配置される受光素
   子と、該受光素子の出力信号が入力される演算増幅器
   と、該演算増幅器の負帰還路に配置される帰還抵抗とを
   備えたアクティブＡＦ装置において、前記演算増幅器の
   出力レベルを基準電圧と比較するレベル比較器と、該レ
   ベル比較器の出力をラッチするラッチ回路と、該ラッチ
   回路の出力に応じて、前記帰還抵抗の抵抗値を切換える
   切換回路とを設けたことを特徴とするアクティブＡＦ装
   置。
2. 【請求項２】 ラッチ回路の動作を制御するタイミング
   信号発生回路を具備した請求項１記載のアクティブＡＦ
   装置。