JPS59224509A - 測距装置 - Google Patents

測距装置

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Publication number
JPS59224509A
JPS59224509A JP9911183A JP9911183A JPS59224509A JP S59224509 A JPS59224509 A JP S59224509A JP 9911183 A JP9911183 A JP 9911183A JP 9911183 A JP9911183 A JP 9911183A JP S59224509 A JPS59224509 A JP S59224509A
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JP
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light
circuit
emitting element
light emitting
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Application number
JP9911183A
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English (en)
Inventor
Masaaki Takagi
正明 高木
Tetsuo Harano
原野 徹夫
Yukio Yoshikawa
幸雄 吉川
Tomio Kurosu
富男 黒須
Toyonori Sasaki
佐々木 豊徳
Kunio Matsumoto
松本 国夫
Akita Namioka
波岡 顕太
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Nidec Precision Corp
Original Assignee
Nidec Copal Corp
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Publication date
Application filed by Nidec Copal Corp filed Critical Nidec Copal Corp
Priority to JP9911183A priority Critical patent/JPS59224509A/ja
Publication of JPS59224509A publication Critical patent/JPS59224509A/ja
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/28Systems for automatic generation of focusing signals
    • G02B7/30Systems for automatic generation of focusing signals using parallactic triangle with a base line
    • G02B7/32Systems for automatic generation of focusing signals using parallactic triangle with a base line using active means, e.g. light emitter

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)
  • Measurement Of Optical Distance (AREA)

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】 本発明は、カメラ等に用いられる測距装置であって、発
光素子から発せられた光を測距対象に向けて投射し、そ
の反射光を隣接配置された二つの受光素子で受光する三
角測距方式の測距装置の改良に関する。
従来、」二連のような方式の測距装置としては、特公昭
54−39731号公報或は特開昭57−104809
号公報等により提案されている。
一般に、発光素子より投射した光の測距対象からの反射
光を受光素子で受光して測距する場合、その反射光強度
は、測距対象の反射率、fl′口離等によって、千倍以
上の差を生じる。従って、受光素子の出力を増幅する増
幅回路は、60dB以」二のダイナミックレンジが必要
となる。
そのダイナミックレンジを広くする方法とじては、受光
素子出力の対数圧縮や増幅回路の自動利得調整が考えら
れるが、前者では、受光々量が大きく受光素子間の出力
差が小さい時に、S/Nが悪くなる欠点があり、また後
者では、フィードバック系が必要で、発振等の不安定要
素が増大する欠点があった。
そこで、本発明の目的は、」二記従来例の欠点を伴わず
、簡単な手段で、受光素子回路の出力を具用」二零或は
微少値から徐々に増大させて、比較回路の判別し易いあ
る設定値に達した時に測tnj状態を判別させ、撮影レ
ンズを所定位置に設定する測距装置を提供するものであ
る。
以下、図面に基づいて本発明の詳細な説明する。
先ず、第1図において、1は時間形成回路(時間t =
25ms ) 、2はインバータ、3はトランジスタ、
4は定電流回路、5は抵抗、6はコンデンサ、7はバッ
ファとしての演算増幅回路、8は定電流回路、9,10
及び11は抵抗、I3は積分器としての演算増幅回路、
14はコンデンサ、15はシステリシスコンパレータと
しての演算増幅回路、16及び17は抵抗9端の電圧を
分圧する分圧抵抗、18及び19も分圧抵抗、20及び
21は夫々トランジスタ、22は測距対象−\スポット
光を投射する発光素子としての赤外線発光ダイオード(
以下IRDと記述する)、23及び24は夫々IRD2
2から投射され測距対象により反射された光を受光し得
るように基線長方向に隣接して配置された受光素子とし
てのシリコンホトダイオード(以下SPDと記述する)
、25及び26は夫々交流増幅回路、27及び28は夫
々帯域フィルター回路(中心同波数f o = I f
3KHzであり、以下BPFと記述する)、29及び3
0は夫々検波回路、31及び32は夫々平滑回路、33
及び34は夫々直流増幅回路、35はコノパレータ回路
、36及び37はコンパレータ回路35の反転入力端子
(−)に基準電圧Vrを与える定電流回路及び抵抗、3
8はアンドゲート、39はアナログスイッチ、40はイ
ンバータ、41はコンデンサ、42はバッファとしての
演算増幅回路(なお、演算増幅回路は、以下共通にOP
Aと記述する。)、43はコンパレータ回路(なお、コ
ンパレータ回路は、以下共通してCMPと記述する。)
、44及び45はCMP43の非反転入力端子(刊に撮
影レンズの可動範囲における一方の極限位置から他方の
極限位置への移動量に対応した変位電圧を与える定電流
回路及びポテンショメータ、46はR−Sタイプのフリ
ップフロップ回路(以下FFと記述する)、47はア刈
・ゲート、48はトランジスタ、49は撮影レンズの操
作部材(レンズセラ) IJノグ)の運動を停止させる
電り石である。
次に、第2図において、51はレンズセットリングで、
光軸を中心にして回動自在に配置され、且つバネ52に
より右旋性が与えられ、その右旋により撮影レンズを無
限遠位置がら至近距離位置方向へと変位移動させるもの
であり、また、段部51aとラチェツト歯51bとを形
成している。
53はレンズ駆動のレリース用の電磁石で、鉄芯53a
とコイル53bと永久磁石53cとにより構成されてい
る。54は軸55に枢着されていると共にバネ56によ
り左旋性が与えられているレリーズ用の鉄片レバーであ
り、レンズセラ) IJノグ51の段ffH5]aに係
合し得るフック54aと電磁石53の鉄芯53aに対向
する鉄片54bとを形成している。57はピンで、鉄片
レバー54の左旋量を制限している。58は軸59に枢
着されバネ60により右旋性が与えられているロック用
の鉄片レバーで、レンズ士ツトリング51のラチェツト
歯s1bに係合゛し得るフック58;lと、第1図にお
けるものと同じものである電磁石49に対向する鉄片5
8bとを形成している。
なお、第1図におけるボテンンヨメータ45は、第2図
に示す如く、レンズセットリング51に支持されたブラ
シ45aと、基板45b」二に形成された抵抗体45c
と導体45dとにより構成されている。
そこで、第1図及び第2図の動作を第3図と共に説明す
る。
操作の開始番ζよって、図示していない電源スィッチが
閉成されると、回路の各部に給電が行われると共に、F
F4,5はリセットが解除される。
また、この初期状態、即ち、トランジスタ3が導通して
いる状態では、実質的に定電流回路4と抵抗5によるa
点と、定電流回路8と抵抗9によるb点とがはソ同電位
に設定してあり、従って、0PA7の出力端子a′点も
それと同電位であり、延いては、抵抗10.11及び1
2を経たO P A13の両入力端子も同電位であり、
その出力端子C点も同電位となっている。一方、OPA
]5の出力を「L」レベルと仮定すると、その非反転入
力端子(+)には、抵抗9端の電圧を分圧した電位とグ
ランド6間において、抵抗18及び19により分圧され
たd点の電圧が与えられ、0PA15の両入力端子の電
位は、c)dの関係に置かれている。
そして、時間形成回路1が動作して、その出力がt =
 25 rnsの時間だけ「H」レベルへ反転する。こ
の結果、同様にインバータ2の出力がrLJレベルへ反
転し、トランジスタ3が遮断するので、コンデンサ6は
抵抗5を介して定電流回路4により定電流充電され、そ
の定電流を■、コンデンサ6の容量をCとすると、0P
A7の出力端子a′点の電圧■は、V−(1,/C)I
  ・tの関係式により、■で示す如く、上述の電位か
ら上昇する。
この結果、0PAI3の両入力端子に電位差が生じ、電
流lxが流れ込み、コンデンサ14が図示の方向に充電
される。従って、@に示す如く、0PA13の出力端子
、即ち、0PAI5の反転入力端子HC点の電位は上述
の電位から下降し、そして、C点の電位がd点の電位に
達すると、0PA15の出力端子は[I−IJレベルへ
反転し、点線で示す如く、d点の電位を上昇させると共
に、トランジスタ20を導通させる。依って、抵抗10
、!=11の接線点をグランドGのレベルに落スので、
コンデンサ14の充電々荷が、抵抗II及びトランジス
タ20を介して放電され、C点の電位は上昇し、C点の
電位が先に」1昇したd点の電位に達すると、0PA1
.5の出力端子は再びrLJレベルへ反転し、d点のレ
ベルを初めの状態に戻すと共に、トランジスタ20を遮
断させる。すると、コンデンサ14が電流Ixにより再
び充電を開始され、0点の電位は再び下降して行く。
以上の動作を繰り返えし、IRD22は0PA15の出
力端子が[HJ レベルへ反転して、トランジスタ21
が導通した時だけパルス点灯され、その電流Ixがa′
点の電圧■の上昇に対応して逐時増大しており、毎回の
d点の電位までの充電時間が速くなるので、その点滅の
同期が速(なり、発光の周波数は低置波数からBPF2
7及び28の中心円波数f o =16KHzに向って
高周波数になって行く。
このIRD22の点灯による投射光は、測距対象から反
射して5PD23及び24で受光され、この結果、e及
び87点の受光出力は、○に示す如く、自然光による直
流成分に重畳されて発生する。
また、交流増幅回路25及び26後のf及びf′点の出
力は、■に示す如(、増幅されて現われる。
更に、BPF27及び28後のg及びg′点の出力は、
その中心円波数をfo=16KHzに設定しであるので
、■に示す如く、Oの波形を増幅したように現われる。
更にまた、検波回路29及び30後の11及び11′点
の出力波形は、■に示す如くになり、平泪回路31及び
32を経た直流増幅回路24及び25後のJ及び37点
の出力電圧■J及びV J /は、■に示す如(、所定
値から徐々に上昇する。
そして、第3図に示す如く、測距対象が近距離位置に存
在している場合には(a+)、(a2)に示す如(、反
射光スポットXが、5PD23に充分広くか5す、5P
D24に極く狭くか5るので、3点の出力電圧Vj が
37点の出力電圧V J /よりも充分高いと共に、J
及び37点の電位はその関係を保ちながら上昇する。
また、この段階では、アントゲート38がゲートを閉じ
ていてインバータ40の出力が[HJレベルであるので
、アナログスイッチ39が開いており、コンデンサ41
は37点の出力電圧V J /により充電されて行く。
そして、1点の出力電圧Vj が基準電圧Vrに達する
と、CMP35は出力が「H」レベルへ反転シ、この結
果、先の時間tの間rHJレベルの信号が与えられてい
るアンドゲート38は開いてその出力がrHJ レベル
へ反転し、FF46をセットしてその出力QをrHJ 
レベルに反転保持させると共に、インバータ40の出力
を「L」レベルへ反転させてアナログスイッチ39を閉
じさせる。従って、コンデンサ41には、1点の出力電
圧Vfが基準電圧Vrに達した時の37点の出力電圧V
j’ (V I)が記憶される。またその電圧v1は、
0PA42で増幅され、CMP43の反転入力端子(−
)に与えられる。
なお、CMP43は、非反転入力端子(+)に入力電圧
を与えるポテンショメータ45が初期状態では高電位側
に位置しているので、初期の出力状態はrHJ レベル
に置かれている。
従って、アンドゲート47は、ゲートを開いてトランジ
スタ48を導通させているので、電磁石49は励磁して
いて鉄片レバー58を吸着保持している。
そして、先の時間tの終了後に、図示していない回路動
作により電磁石53のコイル53bが、永久磁石53C
の磁力を打ち消す方向にパルス駆動されると、鉄片レバ
ー54はバネ56の張力により左旋し、フック54aが
レンズセットリング51の段部51aから外れる。その
結果、該リング51はバネ52の張力により右旋を開始
して、撮影レンズを無限遠位置から至近距離位置方向へ
変位移動させると共に、ブラシ45aを、抵抗体45C
上と導体45d上とで摺動させて、ポテンショメータ4
5を高電位側から低電位側へ変位移動させる。
そして、CMP43の非反転入力端子(刊の電位が反転
入力端子(−)の電位まで低下すると、CMP43はそ
の出力が「L」レベルへ反転してアンドゲート47を閉
じさせる。その結果、トランジスタ48が遮断して電磁
石49が消磁するので、鉄片レバー58がバネ60の張
力により右旋し、フック58aがラチェツ) (115
l bの一つに噛合して、レンズセットリング51の右
旋を停止させて撮影レンズが所定位置に固定されるもの
である。
また、測距対象がもう少し遠い位置に存在している場合
には、例えば(bx)、  (b2.)に示す如(なり
、上述の記憶電圧V1に相当するものが電圧V2に変化
する。
更に、測距対象が更に遠い位置に存在している場合には
、例えば(c+)、(c2)において実線で示す如くな
り(反射光スポットxが5PD23及び24にはゾ等分
にか\った場合)、」二連の記憶電圧v1に相当するも
のが電圧V3に変化する。
更にまた、測距対象が離遠「(1離位置に存在していた
場合には、(C1)、(C2)において鎖線で示す如く
、反射光スポットX′がST’D 24の方に広(かト
るが、離遠距離のため、出力電圧V」は先の時間を内で
は基準電圧Vrに達せず(測距対象が反射率の小さいも
の\場合も同様になることがある)、CMP35の出力
がrLJ レベルのま\であり、その時間tが終了して
時間形成回路1の出力がrLJ レベルへ復帰してしま
うと、アンドゲート3・8の出力はrHJレベルへ反転
でき    ゛なくなる。従って、FF45は、セラ)
・されず出力QがrLJレベルの状態に保持されて、ア
ンドゲート38を閉じさせたま\にする。
この結果、電磁石49は初期状態から励磁されておらず
、鉄片レバー58を吸着していないので、上述の動作と
同様に、レンズセットリング51が右旋して、ラチェツ
ト歯41bの最初の歯がフ・ツク48aに対向した時、
鉄片レバー48は直ちに右旋し、フック48aがラチェ
ツト歯41bに噛合し、レンズセットリング41の右旋
を停止させ、撮影レンズを無限遠位置に固定させるもの
である。
次に、第4図及び第5図により他の実施例について説明
する。なお、前実施例と同一の素子には同じ符号をイ」
している。
61.62はCMP、63.64及び65は定電流回路
、抵抗及びポテンショメータ、66゜67及び68はナ
ントゲート、(なお、以」二の素子と、0PA42の出
力電圧を入力とし、ナントゲート67.68の状態を出
力とする関係でウィンドコンパレータ回路を構成してい
る。)69はアンドゲート、70はオアゲート、71は
インノく一タ、72〜75はトランジスタ、76はモー
タである。
77はレンズセラ) IJングで、光軸を中心にして回
動自在に配置され、部分ギヤ77aを形成している。7
8はピニオンで、第4図のものと同じものであるモータ
76の回転軸に固着されている。
79は中間ギヤで、ピニオン78とレンズセ・ントリン
グ77の部分ギヤ77aとに噛合している。
なお、第4図におけるポテンショメータ65は、第5図
に示す如く、レンズセットリング77に支持されたブラ
シ65aと、基板65b上に形成された抵抗体65Cと
導体65dとにより構成されている。
上述の如く、0PA42の出力電圧は、離遠距離等は別
にして、測距対象が近、中、遠と遠くになるに従って高
くなるように設定されている。
ソシテ、ウィンドコンパレータ回路である関係から、0
PA42の出力電圧(Vx)が、CMP61の非反転入
力端子(+)の電圧(Vy)よりも高ければ、CMP6
1の出力はrLjレベルで、CMP62の出力はrHJ
 レベルであるから、ナントゲート66の出力がl’−
F(Jレベルとなって、ナントゲート67の出力が「H
」レベルで、ナントゲート68の出力がrLJレベルと
なる。
一方、出力電圧Vxが、CMP62の反転入力端子(−
)の電圧(Vz)よりも低くければ、CMP61の出力
は[I−TJレベルで、CMP62の出力はrLJレベ
ルであるから、その後の出力状態は前述とは逆の関係に
なる。
上述のいずれの場合も、モータ駆動回路の両人力に差が
生じているので、夫々の方向に対応してモータ76が回
転し、レンズセットリング77を駆動する。
また、出力電圧Vxが、Vy)Vx)Vzの関係に置か
れた場合には、CMP61及び62の出力は共にrHJ
レベルとなってナントゲート66の出力がrLJレベル
となるので、ナントゲート67及び68の出力は共にr
HJレベルとなり、この時はモータ駆動回路の両人力が
同電位であるから、モータ76は回転しない。
即ち、モータ76の回転により駆動されるレンズセラ)
 IJング77の運動に連動してポテンショメータ65
が操作されることにより、その時の出力電圧Vxに対し
て電圧vyとVzを変化させ、Vy)Vx)Vzの関係
位置を検出させて、撮影レンズを所定位置に固定させる
ものである。
更に、上述の如く、FF46がセットされず、出力Qが
rLJ レベルのま5の時は、アントゲ−) 69 (
7) 出力が「L」レベルで、オアゲート70の出力が
rHJレベルに保持され、出力電圧Vxが高い時と同じ
であるから、撮影レンズは補遺距離位置側へ駆動される
なお、この時は、Vy〉■X〉Vzの状態を検出する動
作は無関係となって、モータ76には撮影レンズを離遠
距離側へ駆動する電流が流れ続けることになるので、リ
ミックーを設けておくことが好ましい。
次に、第6図により他の実施例について説明する。なお
、前実施例と同一の素子には同じ符号を付している。
81は例えば4ビツトのA/Dコンバータ回路、82〜
85はアンドゲート、86は例えば4ビツトのマグニチ
ュードコンパレータ回路 ータ駆動回路、88はその回転によりレンズセ・ノドリ
ングを駆動するモータ、89はモータ88の回転量をデ
ジタル化する例えば4ヒツトのエンコーダである。
0PA42の出力電圧のアナログ量は、A/Dコンバー
タ回路81で四つの出力端子により、rLj、  rL
J、  rLJ、  rLJから「HJ。
rHJ 、rHJ 、rHJまでの16段階のデジタル
量の一つに符号化され、その16段階は、例えば、離遠
距離位置から至近距離位置までを16分割している。
従って、A/Dコンバータ回路81の出力はミアンドゲ
ート82〜85を通してマグニチュードコンパレータ回
路86に入力される。そして、モータ駆動回路87によ
りモータ78が回転させられることによってレンズセッ
トリングが駆動される。その結果、撮影レンズは無限遠
位置から至近距離位置方向へ変位移動させられる。そし
て、モータ88の回転量をデジタル量に変換するエンコ
ーダ89の出力が該コンパレータ回路86の入力と一致
した時にモータ88が停止して、撮影レンズが所定位置
に固定されるものである。
また、」二連の如く、FF46がセ・ントされず、出力
QがrLJレベルのま5の時は、アンドゲート82〜8
5の出力が共にrLJ レベルに保持されて、上述の離
遠′l1lj離状態と同じであるので、撮影レンズは無
限遠位置で固定される。
なお、夫々の実施例において、FF46がセットされず
、遠距離状態を設定する場合は、併せて警報を発するよ
うにすることもできる。
以」二の如(、本発明は、受光素子出力の対数圧縮や増
幅回路の自動利得調整を行うことなく、発光素子の発光
同波数を変化させる簡単な構成により安定した動作で測
距状態を判別し、撮影レンズを所定位置に設定できるも
のである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示した回路図、第2図は第
1図に対応した撮影レンズの駆動機構の一例を示した説
明図、第3図は受光素子に対する反射光スポットの状態
と出力電圧の関係を示した説明図、第4図は本発明の他
の実施例を示した部分回路図、第5図は第4図に対応し
た撮影レンズの駆動機構の一例を示した説明図、第6図
は本発明の更に他の実施例を示した部分回路図である。 1  ・・・・   時間形成回路 7.13.15及び42 ・・演算増幅回路 22   ・・ ・・・・ 赤外線発光ダイオード23
及び24  ・ シリコンホトダイオード25及び26
   ・交流増幅回路 27及び28・ −・ ・帯域フィルター回路29及び
30・−・・ ・検波回路 31及び32・ ・・・平滑回路 33及び34 ・ ・・直流増幅回路 45及び65・・・・・ボテンショメータ49    
   ・電磁石 X及びx’  −−・反射光スポット 51及び77    レンズセットリング76及び88
    ・モータ 8] 、、、、、、、、、、、、、−4/Dコンバ一タ
回路86        マグニチュードコンパレーク
回路 87   ・     モータ駆動回路89     
− エンコーダ 特許出願人  株式会社 コパル 第2図 49 第5図 手続補正書(方式) 昭和58年10月 7日 1 事件の表示 昭和58年特許願第99111号 2、発明の名称 測距装置 3 補正をする者 特許出願人 〒174 東京都板橋区志村2の16の20電話(96
5)1111 (122)  株式会社コ パル

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)発光素子から発せられた光を測距対象に向けて投
    射し、その反射光を隣接配置された二つの受光素子で受
    光する三角測距方式の測距装置において、前記発光素子
    をパルス点灯させると共に、前記受光素子の出力を処理
    する回路系に帯域フィルター回路を設け、一定時間内に
    おいて該発光素子の発光周波数を該帯域フィルター回路
    の中心周波数に向けて変化させ、前記一方の受光素子回
    路の出力がある設定値に達した時点で、前記他方の受光
    素子回路の出力の状態を電圧値として記憶してコンパレ
    ータ回路の一方の入力端子に与え、その後、撮影レンズ
    を可動範囲の一方の極限位置から他方の極限位置へ向け
    て駆動すると共に、該駆動4作に連動して前記コンパレ
    ータ回路の他方の入力端子の電位を一方の極限値から他
    方の極限値へ向けて掃引し、前記両入力端子の電位が一
    致した時、前記撮影レンズの駆動を停止させるようにし
    たことを特徴とする測距装置。
  2. (2)発光素子から発せられた光を測距対象に向けて投
    射し、その反射光を隣接配置された二つの受光素子で受
    光する三角測距方式の測距装置において、前記発光素子
    をパルス点灯させると共に、前記受光素子の出力を処理
    する回路系に帯域フィルター回路を設け、一定時間内に
    おいて該発光素子の発光周波数を該帯域フィルター回路
    の中心川波数に向けて変化させ、前記一方の受光素子回
    路の出力がある設定値に達した時点で、前記他方の受光
    素子回路の出力の状態を電圧値として記憶してウィンド
    コンパレータ回路の一方の入力端子に与え、また、撮影
    レンズの可動範囲中の位置に対応した電位を前記ウィン
    ドコンパレータ回路の他方の入力端子に与え、該コンパ
    レータ回路の出力端子間に接続されその一入力端子の不
    平衡の方向に対応して回転するサーボモータにより前記
    撮影レンズを駆動し、前記再入力電圧の電位がある幅を
    持つ所定のしきい領内で一致した萌、前記ザーボモータ
    の回転を停止させて、前記撮影レンズの駆動を停止させ
    るようにしたことを特徴とする測距装置。
  3. (3)発光素子から発せられた光を測11’+ ! :
    #1象に向けて投射し、その反射光を隣接配置された二
    つの受光素子で受光する三角測距方式の測距装置におい
    て、前記発光素子をパルス点灯さぜると共に、前記受光
    素子の出力を処理する回路系に帯域フィルター回路を設
    け、一定時間内において該発光素子の発光周波数を該帯
    域フィルター回路の中心用波数に向けて変化させ、前記
    一方の受光素子回路の出力がある設定値に達した時点で
    、前記他方の受光素子回路の出力の状態の電圧値をデジ
    タル値に変換して記憶し、その後、撮影レンズを可動範
    囲の一方の極限位置から他方の極限位置へ向けて駆動す
    ると共に、該駆動の歩進量をエンコーダによりデジタル
    量に変換し、該デジタル量が前記々憶デジタル値と一致
    した時、前記撮影レンズの駆動を停止させるようにした
    ことを特徴とする測距装置。
  4. (4)一定時間内に一方の受光素子回路の出力がある設
    定値に達しない時は、撮影レンズが優先して遠距離側の
    極限位置で停止されるようにしたことを特徴とする特許
    請求の範囲第一項乃至第三項に記載の測距装置。
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