JPS6019116A - 測距装置 - 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】 本発明は測距装＠特にカメラの測距装置の演算処理回路
に関する。

従来、被写体距離に依存して変化する二種類の測距情報
の比から被写体までの距離を算出する方法を採用したカ
メラは知ら蜆ておシ、そのカメラの前記情報の実際の比
をめる回路においては該２種類の情報を夫々Ａ−Ｄ変換
し、シフトレジスター等を用いて比演算を行なう等のデ
ジタル的方法あるいは前記２種類の情報を夫々対数圧縮
し、減算を行う方法が知られていた。しかしながら、上
記第１の方法はＡ−Ｄ変換器が必要であるため回路規模
が大きくなル、Ａ　−Ｄ変換器での変換時間が長く測距
装置の演算処理速度が遅くなり測距動作に時間がかかる
という欠点かわり、更にいわゆるアクティブの測距装置
においては被写体の測距装置からの距離により被写体の
輝度の変化する幅社非常に大きく信号処理回路のクイナ
ミンクレンジも大きなものが必要となり、前記Ａ−Ｄ変
換器のビット数の大きなものが必要となる。したがって
更に回路規模が大きくなり、Ａ−Ｄ変換器での変換時間
が長くなるという欠点を宿していた。

また、上記第２の方法においては測距情報を対数に変換
し、減算により比をめるので、娯差が大きく微妙な比の
値の変動を判別することが難しいという欠点を有してい
た。特にカメラの測距装置においては電源が乾電池であ
夛、例えば信号処理回路中の素子の出力のダイナミック
レンジは１，５Ｖないし３．０Ｖ程度しかない。また信
号処理回路中のアンプのオフセット電圧によりダイナミ
ックレンジが更に狭くなるという欠点があり、この点に
鑑みダイナミックレンジを広くするため昇圧回路を設け
た測距装置も知られているが、回路が大規模化するばか
Ｑか、コストも大きくなるという欠点を有していた。

本発明はこの点に鑑み上述の欠点を解消せんとするもの
である。

以下図面を用いて本発明を詳述する。

第１図は本発明を適用したカメラ用距離検出装置の原理
を説明する為の概略図で、第２図は第１図示の受光素子
の平面図である。

第１図および第２図において１ＲＥＤ　は投光素子で、
線状の赤外光を投光レンズｔ、ｔｙＢ−介して被写体ｏ
ｂｉ　、　ｏｂＺ上に投射する。Ｌ２は測距されるべき
被写体ｏｂ１　、　ｏｂ２からの反射光を投光軸から所
定距離ｔ（以下このｔを基線長と称す）離れた２つの受
光素子５ＰＣｔ　、　５ＰＣ２上に結像させる受光レン
ズである。受光素子５ＰＣＩ　、　８ＰＣ２上の被写体
からの反射光によって形成される像ＲＩは被写体の距離
により連続的に前記投光軸と垂直な方向（以下基線長方
向）　Ｌｌに沿って移動する。ここで受光素子５ＰＣｘ
　、　５ＰＣ２の構造は第２図示の如き楔形であるので
、該素子出力は被測距体距離の変化に応じ、それぞれ一
方の受光素子の出力が増せば、一方の受光素子の出力が
減少する。受光素子ＳＰＣ工、　５ＰＣ２の出力をそれ
ぞれＡ、Ｂとすると、（Ａ十Ｂ）により正規化された信
号例えは（Ａ／Ａ＋Ｂ）は被測距体の位置を示す。尚該
装置の出力によシ撮影レンズの移動量を制御することに
ょフォートフォーカス装置が実現される。

第３図は不発＃４を適用した測距装置の実施例の概略図
である。

第３図において１は例えば第１図、第２図に示す受光素
子５ＰＣ１，５ＰＣ２の如き被測距物体距離に依存して
変化する第１．第２の測距信号を時分割的に出力する測
距情報発生手段である。

２は測距情報発生手段ｌ、後述の信号処理回路３、スイ
ッチ手段４、記憶手段５、演算手段６、距離判定手段７
ｆｔ制御する制御手段で、この実施例は電気的スイッチ
によ多行うものであるが、不図示のシャッターボタンの
押下げ操作に連動する部材により機械的なスイッチを切
カ換えた９、或いは受光素子５ＰＣＩ、　５ＰＣ２１ｃ
マス２ｔ−設け、該マス７を所定の順序で移動させるこ
とにより測距情報発生手段の出力を制御する方法も用い
ることができる。３は前述の信号処理回路で、増幅等の
信号処理を行う。４は測距情報発生手段ｌから発生する
情報のａ類或いは時分割のモードに応じ信号処理回路３
の出力を後述の記憶手段６、演算手段６に伝えるスイッ
チ手段である。

５は前記信号処理回路３の出力を記憶する記憶手段、６
は記憶手段５の出力と、スイッチ手段４から直接出力さ
れる信号処理回路３の出力とを演算する演算手段である
。７は前記演算手段６の出力から被写体距離を判定し、
不図示の表示回路或いは不図示の撮影レンズ制御回路に
制御信号を出力する距離判定手段である。

つぎに上記の如く構成される実施例の動作を説明する。

制御手段２により、測距情報発生手段１の第五の出力は
信号処理回路３に送られる。制御手段２によ多制御され
たスイッチ手段４によシ信号処理回路３の出力性記憶手
段に送られ保持される。次に制御手段２に制御されて測
距情報発生手段ｆｉｌ第２の出力を信号処理回路３に送
る。制御手段２によフ切シ換えられたスイッチ手段４に
より信号処理回路３の出力は記憶手段５ｔ−経する演算
手段６に送られ、同時に制御手段２により記憶手段５の
信号が演算手段６に送られ演算結果が算出される。距離
判定手段７により演算結果が判定され、距離情報として
後段に送られる。

つぎに本発明を適用したカメラ用距離検出装置（測距装
置とも記す）の具体的な実施例について第４図を用いて
説明する。

第４図において、　１ＲＥＤは第１図示のＬｌの如きレ
ンズ（不図示）を介して被測距物体（不図示）に光を投
射する投光素子で、例えば赤外発光ダイオードが用いら
れる。１ＲＤＲはｌ　ＲＥＤを所定の光量で点滅させる
１ＲＥＤ用駆動回路である。。

ＭＳＩ　ｒ　ＭＳ２はＭＯＳ　−ＦＥＴで構成されるア
ナログスイッチ、ｙｒＢＢｌ、　ＭＳＢ’ｘはＭＯＳ　
−ＦＩＴ　Ｍａｌ　。

ＭＳ２のオン・オフ信号を増幅するバッファアンプ演算
増幅器（以下オペアンプと称す）　ＭＡは前述の第１図
、第２図示の様に構成された受光素子５ＰＣＩ　、　５
ＰＣ２の出力電流を電圧に変換する高入又 抑圧機能を有している。ＰＡはコンデンサＣ２，抵抗Ｒ
８で形成されるバイパスフィルタを介して直流分がカッ
トされた信号を非反転入力端に受け、該信号を増幅する
プリアンプ、ＩＮＶは一１倍のゲインを有し、プリアン
プＰＡの出力信号を反転ＩＸゝ゛ するインベータ、ｉＮＴはコンデンサーＣ３とともにミ
ラー積分回路を構成し、プリアンプＰＡの出力を積分す
ルオヘアンプ％８ＰＡ　、　８１ＮＶ　、　８ＤＳＣは
オン時に電圧降下の生じないアナログスイッチＲ１１は
オペアンプｉＮＶの反転入力端子に接続された抵抗、Ｃ
ＰＩ　、　ｃｐｚ　ｔ　ｃｐ３はコンパレータ、Ｒ１３
゜Ｒｕ４　、　ＲＩＢはコンパレータｃｐｌ　、　ＣＦ
２　、　ｃｐａの夫々に基準レベル電圧を供給する、分
圧抵抗で、互いに直列接続され、ｔた抵抗Ｒ１３の一端
は接地され、抵抗Ｒ１５の一端は−Ｖボルトの電源に接
続される。

Ｏ２０はクロック信号を発生する公知の発振回路、ＪＣ
はＯ２０からのクロック信号を１／２×段数に分周する
とともに、１クロック幅を単位として位相のずれている
分局出力と同周期の信号を得るためのジョンソンカウン
タ、ＡＮＤはアンドゲートで、後述の測距完了判定およ
びラッチ回路ＪＬＣからハイレベル（以下Ｈレベルと称
す）の信号が出力されている時、すなわち測距動作中ジ
ョンソノカウンタＪＣの分周出力を後述の分周回路Ｄｉ
Ｖに送ｐ、後述の測距完了判定およびランチ回路ＪＬＣ
からローレベルの信号が出力されたとき、すなわち測距
動作が完了した後にはジョンソノカウンタＪＣがらの分
周出力を後述の分周回路ＤｉＶに送ることを禁止するア
ンドグー）、ＤＩＶは前記分周回路で、クロック信号を
更に分周し、２進カウンタＢＣに送ると共に、後述の積
分特性圧縮用インターバルヂ“コーダｌｉＤに各段の出
力信号を送るものである。

ＥＣはフリップフロップで構成される４ピツトの２進カ
ウンタで、分周回路ＤｉＶの出力信号をカウントし、後
述のタイミング制御用デコーダＴＣＤおよび後述の測距
ゾーン判定用デコーダＺＪＤに各フリップフロップの出
力を供給する。尚本実施例の説明でＶｉ２進カウンメＢ
Ｃの内容を１６進数で表わし、回路の動作を説明する。

前記測距ゾーン判定用デコーダＺＪＤは２進カウンタＢ
Ｃの信号と後述の測距完了判定およびラッチ回路ＪＬＣ
の測距完了信号から被測距物体がどの距離シー７にある
かを検出する。例えに測距動作が完了し、測距完了信号
がＨレベルからローレベル（以下Ｌレベルと称す）に反
転した時の２進カウンタＢＣの内容が嘔７＃あるいは箋
８１であれば被測距物体は遠距離ゾーンに６１）、％９
１であれば中距離ゾーン、１Ａｌであれば近距離ゾーン
。

亀Ｂ＃であれに至近距離ゾーンにあることを示す信号を
出力する。

Ｅｔｃは外部インターフェース回路で、測距ゾーン判定
用デコーダＺＪＤの出力信号に応答して測距データを表
示した力、ステイルカメラ、ピテオカメラ等の撮影レン
ズ（不図示）を駆動させる回路である。ＴＣＤはタイミ
ング制御用デコーダで、２進カウ／りＢＣの信号に応じ
て第５図のＴＣＤＩ〜ＴＣＤ５で示す様な各種タイミン
グ信号を発生し、該タイミング信号を測距完了判定およ
びラッチ回路ＪＬＣ１後述の圧縮信号波形整形回路ｅｓ
ｃ、ｓｐｃ制御用ラッチ回路ＳＣＬ、　１ＲＥＤ制御回
路ｔｃｃ、積分スイッチ制御回路１８ｃ、アナログスイ
ッチ５ＤＳＣに送り、これらを制御する。Ｃ８Ｃはコン
パレータＣＰＩで検出された圧縮信号のチャタリングを
防止する為の圧縮信号波形整形回路で、前述のミラー積
分器の出力の上昇過程に於いてコンパレータＣＰｌが出
力した最初のＨレベルの信号を保持し、一方前記ミラー
積分器の出力の下降過程に於いてはコンパレータＣＰＩ
が出力した最初のＬレベルの信号を保持する 目りは積分特性圧縮用インターバルデコーダでオペアン
プｌＮＴの出力に圧縮をかけるために分周回路ＤｉＶの
出力（第９図のＡＮＤｌ参照）ｆ：デコードして第９図
の１ｉＤ１に示す様なパルスを後述の積分スイッチ制御
回路ｉｓｃに送シ、積分特性を圧縮する時における核分
特性決定用アナログスイッチＳＰＡ　、　５ｉＮＶの制
御信号を作ル出す。

ＩＳＣは積分スイッチ制御回路であル、第５図。

第７図でｌ５Ｃ１，１ｓｃ２として示される様なアナロ
グスイッチＳＰＡ　、　５ｉＮＶの開閉を制御する信号
をジョンソンカウンタＪＣの出力信号から作る。

測距完了判定およびラッチ回路ＪＬＣ７５（Ｈレベルノ
信号を出力しているときおよび２進カウンタＢＣの内容
が議ｏ１１％　Ｉ／気２１１気７＃以外であるという信
号をタイミング制御用デコーダＴＣＤが出力していると
きに積分スイッチＳＰＡ　、　５ＩＮＶをオフし、イン
ターバルデコーダｌｌＤの出力信号がＨレベルのときに
アナログスイッチＳＰＡ　、　５ｉＮＶの開閉のデユー
ティを小さくする機制御する。

ｉｃｅは１ＲＥＤ制御回路であシ、２進カウンタＢＣの
内容力いＯｌあるいは％ＩＮであるという信号をタイミ
ング制御用デコーダＴＣＤから受けたときおよび測距完
了判定およびラッチ回路ＪＬＣの出力信号がＬレベルで
あるとき、投光素子１ＲＥＤｉオフし、前記以外のとき
には後述のｓｐｃ制御制御用ラッチ回路ＳＣ用力信号と
ジョンソンカウンタＪＣの出力信号との排他的論理和を
算出した信号によ多投光素子Ｉ　ＲＥＤを点滅させる。

ＳＣＬは第５図の５ＣＬＩ　、　５ＣＬ２で示ずような
パルスを出力する前記ＳＰＣ制御用ラッチ回路であり、
上昇積分時罠は受光素子５ＰＣＩの出力信号が下降積分
時には受光素子５ＰＣ１，ＳＰＣの出力信号がオペアン
プＭＡに入力する様アナログスイッチＭＳ　ｌ。

ＭＢ２を制御する。

ＰＳＧは電源投入時に各回路をクリアするＰＵＣ信号を
出力するＰＵＣ信号発生回路である。

つぎに上記構成にがかる測距装置の動作について第５図
乃至第９図を用いて説明する。

カメラのレリーズボタン（不図示）が押下されると、電
源回路ＰＵからｌ１Ｋ４図示の如き電圧（Ｖ＋。

■〜）が発生し、該電圧が第４図の各回路に供給される
。

同時にＰＵＣ信号発生回路ＰＳＧからパワーアップクリ
ア信号ＰＵＣが発生し、ジョンソンカウンタＪＣ分周回
路Ｄｉｄ、　２進カウンタＢＣ、ＳＰＣ制御用ラッう回
路ＳＣＬはクリアされる。かがるクリア動作が完了する
と、ジョンソンカウンタＪＣ）；ｊ発振回路Ｏ８Ｃから
のクロック信号をカウントし、該カラ７りＪＣの出力端
ＪＣａ位該クロック信号を分周しチ回路ＪＬＣよりハイ
レベル（以下Ｈレベルと称すの信号が与えられているの
で、アンドグー）ＡＮＤはジョンソンカウンタＪＣがら
の分局出方を分周回路ＤｉＶに供給し、該分周回路Ｄｉ
Ｖに該入力信号（第９図のＡＮＤＩ参照）を更に分周し
た後に、２進カウ／りＢＣに入力信号として供給する。

その為、カウンタＢＣの内容はパワーアップクリア動作
後にＮＯ〃より順次上昇する。該カウンタＢｅの内容を
デコートするデコーダＴＣＤの出力端ＴＣＤＩは第５図
のＴＣＤＩで示される様にカウンタＢＣの内容が％ＯＮ
から％ｌ＃の間ｉ１：Ｌレベルであるので、ｌ　ＲＥＤ
制御回路ｉＣＣの出力端もカウンタＢＣの内容力βＯ〃
から％１ｚの間Ｌレベルを保持し、ｉ　ＲＥＤ駆動回路
Ｉ　ＲＤＲはこの間投光素子Ｉ　ＲＥＤを駆動せず、投
光は行われない。又タイミング制御用デコーダＴＣＤの
出力端ＴＣＤ２はカウンタＢＣの内容力％Ｏｌから％２
〃の間においてはＬレベル（第５！！！ｆｆのＴＣＤ２
参照）を保持し、積分スイッチ１１１１回路ｌ　５ＣＣ
Ｉ出力ｆｌｌ／ａ　１ｓｃ１　、　Ｉ　ＳＣ２ｔ”　Ｌ
　レベルとするので、アナログスイッチＳＰＡ　、　５
ＩＮＶはオフ状態を保持し、ミラー積分器の積分動作は
開始されない。一方タイミング制御用テコーダＴＣＤの
出力端、ＴＣＩｌはカウンタＢＣの内容が％ｏ１がら１
２＃の間Ｈレベル（第５図のＴＣＤａ参照）であるので
アナログスイッチ５ＤＳＣはこの間オン状態を保持し、
抵抗Ｒｘｚ、Ｒ１ｘｉ介してコンパレータＣＰａの出力
端をオペアンプＩＮＴの反転入力端に接続し、ＩＮＴ　
−ｃｐａ　−５ＤＳＣ−Ｒ１２−Ｒ１１−ＩＮＴからな
る閉回路を形成する。腋閉回路が形成さｔ′した時、た
とえばオペアンプｉＮＴの出力端の電位ｖ２がＶｒ２＋
０Ｆ２（但しＶｒ２はコンパレータを形成するオペアン
プＣＰａの反転入力端の電位であり、ｏｐ２はオペアン
プＣＰａのオフセット電圧）よル高い場合にはオペアン
プＣＰａの出力端はＨレベルとなルアナログスイッチ５
ＤＳＣ、抵抗Ｒ１２，Ｒ１１ｔ−介してコンデンサＣ３
を充電するので、その充電電圧に応じてオペアンプｉＮ
Ｔの出力端の電位ｖ２　は徐々に降下し、所定時間後に
オペアンプＩＮＴの反転入力端の電位■１とオペアンプ
ＣＰａの出力端の電位ｖ３とが同電位となるとコンデン
サＣ３に対する前記充電動作は停止する。

一方、前記メベアンプｉＮＴの出力端の電位■２が前記
電位Ｖｒ２＋ＯＦ２よシ低い場合には前記オペアンプＣ
Ｐａの出力端はＬレベルとなって抵抗Ｒ１１゜Ｒ１２並
びにアナログスイッチ５ＤＳＣ’ｉ介してコンデンサＣ
３に蓄積されていた電荷が放電するので、オペアンプｉ
ＮＴの出力端の電位ｖ２は上昇する。

そしてＦ９丁定時間後に前述のケースを同時にオペアン
プｌＮＴの反転入力端の電位ｖ１とオペアンプＣＰａの
出力端の電位ｖ３　とが同電位となるコンデンサＣ３の
放電は停止し、安定状態となる。

かかる安定状態に達した時におけるオペアンプｉＮＴの
出力端の電位■２は次の様である。即ちオペアンプＣＰ
ａの増幅率をαとすると、各電圧の関係は Ｖａ＝Ｖ２＋ａ　（Ｖ２−Ｖｒ２−ＯＦ２）＝Ｖｔα 、’、　Ｖ２＝　−（Ｖｒ　２＋０Ｆ２）　十ｄ１ｊ−
Ｖ１α＋１ となる。

一般にオペアンプ（演算増幅器）の増幅率αはα＞＞１
とおくことができるから、上式はＶ　２　＃Ｖ　ｒ　ｚ
　＋ＯＦ　２となシ、オペアンプＩＮＴの出力端の電位
ｖ２　はオペアンプＣＰｓのｌＡＩ値電圧Ｑ／ｒ２十０
Ｆ２）　（ｌｃ＃Ａぼ等しくなる。

この結果、コンデンサＣ３の端子電圧はオペアンプ１Ｎ
Ｔ（ｉり反転入力端電位Ｖｉ　＝　Ｖｒｌ　−ＯＦＩと
コンパレータＣＰａの非反転入力端電位Ｖｚ−Ｖｒ２＋
０Ｆ１２との差電圧となるので、オペアンプＩＮＴおよ
びコンパレータＣＰａのオフセン）　’を圧ｏＦ’ｌ　
、　ＯＦ２が自動的に補償できると共に、オペアンプｉ
ＮＴの無信号時の出力レベルが基準レベル（第４図示実
施例の場合は該基準レベルはグランドレベルである）以
下に設定される。尚該実施例の如く、オペアンプｌＮＴ
の出力が後述する様に無信号時の出力レベルに対して一
方向（正方向）のみに振れる場合には、前述の様にオペ
アンプｉＮＴの無信号時の出力レベルがグランドレベル
以下に設定されるとオペアンプｉＮＴの出力のダイナミ
ックレンジ広がるので、Ｓ／Ｎ比が向上する。

次いでパワーアンプクリア後にカウンタＢＣの内容（第
５図、第７図、第８図のＢＣ参照）力１％２Ｎになシ、
デコーダＴＣＤの出力端ＴＣＤＩ　（第５図ＴＣＤＩ参
照）がＬレベルからＨレベルに反転すると、１ＲＫＤ制
御回路ｔＣＣの出力端はジョンソンカウンタＪＣの出力
端ＪＣａからの出力信号に応答してＨレベル並びにＬレ
ベルを繰返すので、ＩＲＥＤ駆動回路ＩＲＤＲは投光素
子１ＲＥＤを間欠的に駆動し、投光素子１ＲＫＤは第１
図示レンズＬ１　の如きレンズを介して測距物体に光を
投光する。点灯開始直後においては、投光素子ｉ　ＲＥ
Ｄの内部温度は低い為に発光エネルギーは高いが、連続
的な点灯によ）内部温度が上昇してくると、それに伴っ
て投光素子ＩＲＥＤの発光エネルギーは徐々に減少する
。そして投光素子ｌ　ＲＥＤの内部温度が投光素子の周
囲温度より高くなり、投光Ｙ予肉での発熱幇と同じ熱量
を外界に放出するようなＦ９Ｔ謂熱平衡状態に達すると
投光素子ＩＲＥＤの発光エネルギーは安定状態に達する
。しかる後にカウンタＢＣの内容が％２１から％３Ｎに
変わると、デコーダＴＣＤの出力端ＴＣＤａ　（第５図
のＴＣＤａ参照）はＨレベルからＬレベルに反転するの
で、アナログスイッチ５ＤＳＣは開成してｉＮＴ　−Ｃ
Ｐａ　−５ＤＳＣ−Ｒ１２−Ｒ１ｔ　−ｉＮＴからなる
閉回路は開き、ミラー積分器に°よる積分器・作が開始
される。尚この時点ではＳＰＣ制御用ラッう回路ＳＣＬ
の出力端ＳＣＬ、はＬレベル、　ＢＣＬｘはＨレベルで
あって、受光素子５ＰＣＩのみがアンプＭＡの入力端に
接続されている。

ま良、カウンタＢＣの内容が亀３〃に変った後に積分ス
イッチ制御回路ｉｓｃの出力端１ｓｃ１は第５図の１ｓ
ｃｕに示す様なジョンソンカウンタＪＣの出力端ＪＣ１
からパルスと＃１は逆位相のパルスを発生してアナログ
スイッチＳＰＡの開閉を開始し、更に出力端１８ｃ２は
第５図示の１８Ｃ２に示す様なジョンンンカ９ンタＪＣ
の出力端ＪＣ２からのパルスと同位相のパルスを発生し
てアナログスイッチ５ｉＮＶの開閉を開始する・ 従ってカウンタＢの内容が気３１に変ってアナログスイ
ッチ５ＤＳＣが前述の様に開成した後に、測距物体で反
射した投光素子ｉ　ＲＥＤからの光が受光素子５ＰＣＩ
に入射することによってアンプＰＡから入射光の強さに
応じた第６図（＆）の波形ＰＡに示す如き出力が発生し
、またインバータｉＮＶから第６図（ｂ）の波形ＩＮＶ
に示す如き出力が発生すると、アナログスイッチＳＰＡ
、　８ｉＮＶは第６図（ａ）において波形ＳＰＡ、　８
１ＮＶで示す様な開成動作をしているので、ミラー積分
器を形成するオペアンプｉＮＴの反転入力端には第６図
（ａ）のｉＮＴに示す様な常に負のレベルを持った信号
が与えられる。従ってコンデンサＣａはカウンタＢＣの
内容が％３＃から％６１の間の一定時間Ｔの間充電され
続け、その端子電圧は第５図の波形ｉＮＴで示す様に受
光素子５ＰＣＩへの入射光量に応じて上昇する。そして
一定時ＩＪＪ　Ｔが経過した時、コンデンサＣ３は測距
物体が近距離の時には高く、遠距離の時には低い電圧に
充電される。

その後カウンタＢＣの内容力に％６〃からが７〃に変化
し、デコーダＴＣＤの出力端ＴＣＤ４が第５図の波形Ｔ
ＣＤ４に示す様にＨレベルからＬレベルに変化すると、
まずＳＰＣ制御制御用ラッチ回路ＳＣ用力端８ＣＬ１　
、５ＣＬ２の夫々が第５図の波形ｓｃｔ、１゜５ＣＬ２
に示す様に反転してアナログスイッチＭＳｔを開成し、
アナログスイッチＭＳｚｉ閉成し、アンプＭＡの入力端
に受光素子５ＰＣＩ　、　５ＰＣ２を並列接続する。

また前述のデコーダＴＣＤの出力端ＴＣＤ４の出力変化
によυＳＰＣ制御用ラッチ回路の出力端５−ｃｔ、ａも
第５１示の波形５ＣＬａの様にＬレベルからＨレベルに
変化するので１ＲＥＤ制御回路ｌＣＣはジョンソンカウ
ンタＪＣの出力端ＪＣ３からのパルスの位相を１８０’
ずらせたパルスを１ＲＥＤ駆動回路１ＲＤＲに供給する
。更に前述のデコーダＴＣＤの出力端ＴＣＤ４の出力変
化に同期して、デコーダＴＣＤの他の出力端ＴＣＤ２が
第５図示の波形ＴＣＤ２の様にＨレベルからＬレベルに
変化するのて、該出力端ＴＣＤ２からの信号を受ける積
分スイッチ制御回路ｉｓｃの両出力端１ｓｃｔ　、　１
８ｃｚは共にＬレベルとなってアナログスイッチＳＰＡ
、　８１ＮＶ　ｆｐ成し、ミラー積分器による積分動作
を中断させ、受光素子５ＰＣ１，５ＰＣ２の切換えに伴
なって生じるアンプＭＡの過渡的変動による誤測距を失
〈す。

カウンタＢｅの内容が％７Ｉから％８１に変化し、デコ
ーダＴＣＤの出力端ＴＣＤ２の出力信号がＬレベルから
再度Ｈレベルに変化するアナログスイッチＳＰＡ、　５
ｉＮＶは再度積分スイッチ制御回路ｔＳＣの出力端ｔｓ
ｃｔ　、　１ｓｃｚからの出力信号（第５図の１ｓｃ１
　、１ｓｃ２参照）に応じて開閉動作を繰返すが、前述
した様に１ＲＥＤ制御回路ｌＣＣから出力されるパルス
の位相がカウンタＢＣの内容が％６Ｉから％７Ｎに切換
った時点で１８０°ずれたので、投光素子ｌ　ＲＥＤの
点灯時にアナログスイッチＳＰＡが開成し、投光素子Ｉ
ＲＫＤの消灯時にアナログスイッチ５ＩＮＶが開成する
ことになる（第６図（ｂ）参照）。

このためミラー積分器のアンプＩＮＴの反転入力端には
カフ／りＢＣの内容が％８〃に移行した時点から第６図
（ｂ）の波形ＩＮＴで示す様な正方向の電圧が与えられ
る。

勿論オペアンプｉＮＴの反転入力端に与えられる正方向
の電圧は受光素子５ＰＣＩの出力と５ＰＣ２の出力との
和の出力に相応した電圧である。

カウンタＢＣの内容が一８〃に移行した後にオペアンプ
ｉＮＴに前述した様な正方向の電圧が次々に与えられる
と、オペアンプｉＮＴの出力レベルは入力信号のレベル
すなわち測距物体までの距離に応じて第５図の波形ｌＮ
Ｔで示す様に徐々に低下してゆく。尚第５図の波形１Ｎ
Ｔにおいて１ＮＴ−１は測距物体が近距離の場合、１Ｎ
Ｔ−２は測距物体が中距離の場合、１ＮＴ−３は測距物
体が遠距離の場合％　ＩＮＴ−４は測距物体が近距離で
、かつ高反射率の測距物体である場合、ＩＮＴ−５は測
距物体が極めて遠距離の場合のオペアンプｉＮＴの出力
特性の概略を夫々示している。

ここで、ます測距物体が近距離の場合であってオペアン
プｉＮＴの出力が１ＮＴ−１（第５図ｉＮＴ出力参照）
で示される様な出力特性を呈する場合の動作について説
明する。

オペアンプｉＮＴの出力がコンパレータＣＰａの閾値よ
り低下すると、コンパレータＣＰ３の出力端はＨレベル
からＬレベルに反転し、ラッチ回路ＪＬＣに測距完了信
号を与える。

この時タイミング制御用デーーダＴＣＤの出力端ＴＣＤ
ｓ　（第５図のＴＣＤ５参照社ｌ（レベルとなっている
のでラッチ回路ＪＬＣはコンパレータＣＰ３からの測距
完了信号に応答してＬレベルの出力信号（第５図のＪＩ
、Ｃ１参照）をｌ　ＲＥＤ制御回路ｉＣＣ，積分スイッ
チ制御回路ｌＳＣ、コンパレータＣＰｓ、アン１ノへ ドグ−）　ＡＮＤ並びに測距ヅーン判定デコーダＺＪＤ
の夫々に与える。このため投光素子Ｉ　ＲＥＤの投光は
停止され（第５図ＩＲＥＤ参照）１両アナログスイッチ
ＳＰＡ、　５ｉＮＶは開かれて（第５図１ｓｃ１　。

１８Ｃ２参照）ミラー積分器の積分動作は停止さｉ″Ｌ
、コンパレータＣＰａの作動も停止される。

またアンドゲートＡＮＤの出力もＨレベルからＬレベル
に反転してカウンタＪＣから分周回路ＤｉＶへのパルス
の伝達を阻止する。

従って２進カウンタＢＣは前述の測距完了信号がコンパ
レータＣＰ３よ多出力６された時点の数値％ＡＩを保持
し、また測距ヅーン判定デコーダＺＪＤにはカウンタＢ
Ｃの内１、容である数値−Ａ〃かり 与えられる。この時測距メーノ判定デコーダＺＪＤには
前述の様にコンパレータＣＰ３からの測距完了号が与え
られているので、測距ヅーン判定デコーダＺＪＤは２進
カウンタＢＣからの情報をもとに測距物体の距離情報を
外部インターフェース回路（この実施例においてはカメ
、う内の所定の回路）ソ へ伝達する。ここで該測距ツーノ判定テコーダＺＪＤの
演算について詳述する。

上昇方向の積分（積分時間Ｔ）時におけるミラー積分器
を構成するコンデンサＣ３の充電電圧と、下向方向の積
分（積分時間ｔ）時におけるコンデンサＣ３の降下電圧
は第５図のｉＮＴから明らかな様に等しい。

ヨッテａ−Ａ−Ｔ　＝　（Ｅ（Ａ＋Ｂ）　ｔ　１００．
、、（ｔ）０３＠Ｒ１１ｃａ・Ｒ１１ ここでＣ３・・・・・・コンデンサＣ３の容量、Ｒ１１
・・・入力抵抗Ｒ１１の抵抗値、Ａ・・・受光素子ＢＰ
Ｃｓの出力電流値、Ｂ・・・受光素子５ＰＣ２の出力電
流値、Ｔ・・・前述した上昇方向時の積分時間、ｔ・・
・前述した下降方向時の積分時間、α・・・オペアンプ
ＭＡの電流−電圧変換定数とオペアンプＰＡの増幅率と
の積並びに両アナログスイッチＳＰＡ、　５ｉＮＶの開
閉デユーティ比で定まる比例定数である。

上記ψ）式は積分時間Ｔが一定である時は、他の積分時
間ｔを測定することによＪ）　Ａ／Ａ＋Ｂ　、すな用し
て距離を演算するものである。

すなわち前述のようにしてカウンタＢＣより与えられた
数値ｓＡＩから積分時間ｔを算出し、既知の一定時間Ｔ
からＡ／Ａ十Ｂをめ、測距物体までの距離を算出し、前
述のように外部インターフェース回路に測距物体迄の距
離情報を出力する。

尚、測距物体が中距離にある時にはコンパレーン判定デ
コーダＺＪＤは測距物体が中距離にあることを示す信号
を出力する。

更に測距物体が遠距離にある時にはコンバレーのよりな
測距完了信号を発生するので測距ヅ〜７判定デ；−ダＺ
ＪＤは測距物体が遠距離にあることを示す信号を出力す
る。

次に測距物体が極めて遠距離にあって、ミラー積分器の
出力レベルが積分特性ＩＮＴ−５（５１％５図のＩＮＴ
参照）に示される様にカウンタＢＣの自答が％７１に移
行した時にもコンパレータＣＰ２の閾値ＣＰ２Ｔ　（第
５図の波形ｌＮＴ参照）を越えない場合に社、タイミン
グ制御デコーダＴＣＤの出力端ＴＣＤ４がＨレベルから
Ｌレベルに反転した際にラッチ回路ＪＬＣはこのレベル
の反転に同期してコンパレータＣＰ２から出力されてい
るＬレベルの信号をラッチする。この結果、ラッチ回路
ＪＬＣの出力は前記デコーダの出力端ＴＣＤ４の出力の
反転に応答して測距物体が前述の如き通常の範囲内に存
在した場合と同様にＨレベルからＬレベルに変化しく第
５図のＪＬＣＩ参照）、投光素子Ｉ　ＲＥＤの投光は停
止され、カウンタＢＣの内容は％７１に保持１ノ′ され、また測距ラーン判定デコーダＺＪＤはカウンタＢ
Ｃの内容％７〃並びにラッチ回路ＪＬＣの出力信号から
測距物体が極めて遠距離に存在することを示す信号を外
部インターフェース回路ＥＩＣに出力する。

最後に測距物体が近距離にあって、かつ高反射率のもの
である時の動作について説明する。

かかる場合はミラー積分器の出力電圧は第５図の積分特
性１ＮＴ−４に示される様に受光素子５ＰＣｔからの出
力電流に応じて積分開始後、急激に上昇する。そしてコ
ンパレータＣＰ１の閾値ＣＰＩＴ　（第・７図のｉＮＴ
参照）を越えるとコンパレータＣＰ１の出力（第８図の
ＣＰＩ参照）はＬレベルからＨレベルに反転し、圧縮信
号波形整形回路Ｃ８Ｃの出力は第８図の波形Ｃ８Ｃで示
される様にＨレベルからＬレベルに反転する。このため
積分スイッチ制御回路ｉｓｃの出力端１ｓｃｘ　、　ｌ
ＳＣ２からのパルスは積分インターバルデコーダ１１Ｄ
からのパルス（第９図の目Ｄ１参照）によって、第７図
の波形１ｓｃｘｔｉ　ＳＣ２に示される様に間引かれた
パルス列となる。

かかる間引かれたパルス列はアナログスイッチＳＰＡ、
　５ＩＮＶに供給され、アナログスイッチＳＰＡ。

５ＩＮＶは該パルス列に応答して開閉するので、ミラー
積分器を形成するオペアンプｉＮＴの出力電圧は第５図
に示される様に緩い傾斜をもって上昇する。

そしてカウンタＢＣの内容が％７１に移行すると、前述
の場合と同様にタイミング制御デコーダＴＣＤの出力端
ＴＣＤｇから出力されるＬレベルの（Ｎ号に応答してア
ナログスイッチＳＰＡ、５ｉＮＶが開成し、コンデンサ
Ｃ３の充電路を遮断するので、ミラー積分器の積分動作
は停止する。

そして２進カウンクＢＣの内容が％８Ｉに移行すると、
タイミング制御デコーダＴＣＤの出力端ＴＣＤ２はＬレ
ベルから再びＨレベルに反転しく第５図の波形’ｌ’ｃ
Ｄ２参照）、積分スイッチ制御回路ｉｓｃの出力端ｌ５
ＣＩ　、　１ｓｃ２は再び第７図の１ｓｃｉ。

ｉ　ＳＣ２の様な間引かれたパルスをアナログスイッチ
ＳＰＡ、５ＩＮＶに供給するので、アナログスイッチＳ
ＰＡ、　５ｉＮＶは開閉し、再び積分動作は開始され、
積分器を形成するオペアンプｉＮＴの出力は受光素子５
ＰＣＩからの出力電流と８ＰＣ２からの出力電流の和の
電流に応じ、かつ期間Ｔｌ　（第５図ｉＮＴ参照）にお
ける積分特性の傾きをＫとすると−Ｋ　（Ａ＋Ｂ）の傾
きをもって第７図の波形ＩＮＴ或いは第５図の波形１Ｎ
Ｔ−４に示される様に徐々に降下する。８分器の出力が
更に降下してコンノくレータＣＰｓの閾値ＣＰＩＴ　（
第５図、第７図の波形ｉＮＴ参照）以下となると、コン
ノくレータＣＰ工の出力は１ルベルからＬレベルに反転
して圧縮信号波形整形回路２０の出力１ｔＬレベルから
Ｈレベルに反転させ（第８図の波形Ｃ８Ｃ参照）、積分
スイッチ制御回路ｔＳＣの出力端１ｓｃ１　、１ｓｃｚ
から出力されるパルスのデユーティ比を元に戻す。この
ため積分器の出力は第５図のＩＮＴ出力（波形ＩＮＴ−
４参照）に示される様に急激に降下する。そして該積分
器の出力、すなわちオペアンプＩＮＴの出力電圧がコン
パレータＣＰａの閾値以下となるとコンパレータＣＰｓ
の出力はＬレベルに反転して測距完了判定およびラッチ
回路ＪＬＣの出力を反転させ（第５図の波形ＪＬＣＩ参
照）、前述の場合と同様ラーン判定デコーダＺＪＤより
カウンタＥＣの内容（％ＢＩ）に応じた距離情報、すな
わち測距物体は至近距離にある事を示す情報を外部イン
ターフェース回路ＥＩＣに出力する。被写体が近距離に
あυ、該被写体による反射光が強い場合には以上の如く
オペアンプｉＮＴの出力の圧縮が行われる。

第１Ｏ図は本発明の第２の実施例の回路図である。

第１θ図におりては、第４図に示した第五の実施例の回
路と同じ素子については同じ符号を付し説明を省略する
。

オペアンプＩＮＴの反転入力端子に接続された抵抗Ｒ１
１Ａ　、　ＲＩＩＢならびにＲＩＩＡの両端に設けられ
たアナログスイッチＳＲＩによって圧縮信号が得られる
。

つぎに、第１０図に示す実施例の動作について説明する
。投光素子Ｉ　ＲＥＤから対象物に投光が行われ、反射
光を受光素子５ＰＣＩで検出し、オペアンプｌＮＴの出
力信号のレベルが上昇し、コンパレータＣＰＩがＬレベ
ルからＨレベルに反転し、圧縮信号波形整形回路Ｃ８Ｃ
からアナログスイッチ５Ｒ１１をオフにする信号が出力
され、オペアンプｉＮＴ、コンデンサＣａ　、抵抗ＲＩ
ＩＡ　、　ＲＩＩＢから構成されるミラー積分器の時定
数は大きくなシ、圧縮が行われる。

第１１図は、本発明の第３の実施例の回路図である。第
１１図において紘第４図に示した第２の実施例の回路と
同じ素子について紘同じ符号を付し、説明を省略する。

第１１図に示す実施例においては、第７図図示のオペア
ンプＰＡの帰遷ルーズの抵抗Ｒ７と直列に抵抗Ｒ７Ｂ、
抵抗ＲＩＢのｉｉ［ｉｉ端にアナログスイッチＳＲ７を
設けである。

測距動作が行われコンパレータＣＰ１の出力がＬレベル
のときには非圧縮時には圧縮伯号波形整形回Ｍ　Ｃ８Ｃ
はアナログスイッチＳＲ７はオフとし、オペアン７’Ｐ
Ａの利得は高い。コンパレータＣＰＩの出力がＬレベル
からＨレベルに反転するとアナログスイッチＳＲ７はオ
ンになり、オペアンプＰＡの利得は低くなり圧縮が行わ
れる。

第１２図は、本発明の第４の実施例の回路図である。第
１２図においては、第４図に示した第１の実施例の回路
と同じ素子については同じ符号ケ付し、説明を省略する
。

第１２図に示す実施例では、第４図図示のコン測距動作
が行われ、コンパレータＣＰＩＯ出力がＬレベルのとき
には圧縮信号波形整形回路Ｃ８ＣはＩＮＴＯ出力信号の
レベルが上昇し、コンパレータＣＰＩがＬレベルからＨ
レベルに反転し、圧縮信号波形整形回路Ｃ８Ｃからアナ
ログスイッチ８０ａをオフにし、コンデンサｃａｎｔコ
ンデンサＣ３と並列に挿入し、ミラー積分器の時定数を
大きくシ、信号の圧縮が行われる。

本実施例におい又は、上昇積分時と下降積分時の切シ換
えを、投光素子Ｉ　ＲＥＤの発光信号の位相を上昇積分
時と下降積分時とで１８０°変えることにより行ったが
、積分スイッチ制御回路で積分スイッチＳＰＡ　、　８
１ＮＶの駆動信号をそれぞれ１８０’変えることによっ
てもできることは勿論である。

また、本実施例においては圧縮レベルｆｔ１つ設定した
が、複数の圧縮レベルを設けてそれぞれについて圧縮す
る割合を変えても同様の演算は可能である。オペアンプ
１ＮＴＯ出力をゲートに接続したＦＥＴを抵抗Ｒ１１の
代わりに用いて、　ＦＥＴのドレインソース間の抵抗を
ゲート電圧により制御することによル無段階に圧縮レベ
ルを連続的に変えることも可能である。

本実・施例においては受光手段として受光素子８ＰＣ１
，５ＰＣ２ｆ設け、第２図に示した形状としたが、他の
形状の受光素子であってもよいのは勿論、その他の半導
体装置検出素子ＰＳＤ等ケ用いてもよい。また受光手段
は２種類の信号を出力したが、投光手段の被測距体によ
る反射光の入射位置によシ相反する複数の信号を出力す
る受光手段であればよいことは勿論である。

また、本実施例においては、受光手段の２種類の信号は
時系列的に出力されたが、必ずしも時系列的でなくても
よい。

以上の如く、本発明に依れば従来大規模で複雑も２種類
の信号の比演算を規模の小さい簡単な回路構成で短時間
に行なうことが可能になル、カメラ等電池を電源とする
小型機器に本発明を適用すれば、昇圧回路を用いること
なく、電源電池の電圧で充分なダイナミックレンジが得
られ、精度の高い合焦動作が可能になった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した距離検出装置の原理図、第２
図は第１図に示した受光素子の平面図。 第３図は本発明を適用した距離検出装置の概略図、第４
図は本発明の第１の実施例の回路図、第５図、第６図（
ａ〕、第６図（ｂ）、第７図、第８図、第９図は第４図
図示の回路の各部の波形を水口 す←つである。第１０図は本発明の第２の実施例ハ の回路図、第１１図は本発明の第３の実施例の回路図、
第１２図は本発明の第４の実施例の回路図である。 １ＲＥＤ　・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・投光素子５ＰＣ１，５ＰＣ２・・・・・・・・・受光
素子ｌＮＴ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・オペアンプＣ３・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・コンデンサｃｐｌ　、　ＣＰａ　
・・・・・・・・・・・・コンパレータＣ８Ｃ・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・圧縮信号波
形整形回路ｉｓｃ・・・・・・・・・・・・・・・積分
スイッチ制御回路出願人　キャノン株式会社 代理人　丸　島　儀　」−９′、′凸Ｊｊ−２：：店 唸ｐ１．３ ％５・図 δｃｔｓ　−ｑｌ： 気乙図（’（２） 笑７図 ％Ｓ図 ％ｑ図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　投光手段と、被測距体からの反射光の入射角に
   対応して相応する少なくとも２種類の信号を出力する受
   光手段と、該受光手段の＃！１の出力を１９丁定時間積
   分し、第２の出力を逆積分する積分手段と、第２の出力
   の積分によル該積分手段の出力が初期値に達したことを
   検知する検知手段と、該検知手段の出力により第２の積
   分時間を検出するタイマ一手段と該タイマ一手段の出力
   によ勺距離情報を出力する距離情報出力手段とを具備し
   たことを特徴とする測距装置。