JPS607317A - 距離検出装置 - 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】 本発明は距離検出装置、特に測距物体に光を投射し、そ
の反射光が受光素子に受光される位置から被写体距離検
知を行なう能動型距離検出装置に関する。

上記型式の距離検出装置としては例えば特開昭５７−１
８２１１２号明細書に示される様に半導体装置検出器を
用いて２つの信号電極からの信号比をめる方式等が提案
されている。該方式にあっては受光素子を多数必要とせ
ず受光回路が簡略化する利点がある一方、その比演算の
方式として２つの信号電極の夫々から出力される信号を
対数圧縮した後減算し、比の対数圧縮値を得ているため
、夫々の信号を圧縮処理するのに２つの個別の入力回路
を必要とし処理回路規模が増大する欠点があった。

又、更に上記方式では被写体距離信号としては比の対数
圧縮値を用いているため、被写体距離の移動による僅か
な比の変化に対して圧縮値の変化は更に僅かとなシ充分
な距離分解能が得られない問題、更には、核化の対数圧
縮値に基づいて撮影レンズを繰出し焦点合わせを行なう
場合、レンズの繰り出し量が線型に対応しない等の種々
な問題がある。

本発明は上述の事項を一掃せんがためになされたもので
、投光手段と、所定の基線長を隔てて配設され前記投光
手段の投光による被写体からの反射光を受光し、被写体
距離に応じてそれぞれの出力を相対的に変化させる２つ
の受光素子と、時系列で該受光素子の一方の単独出力を
検知し、次いで２つの受光素子の和出力を検知する検知
回路と、該検知回路にて検知された受光素子の単独出力
を記憶する記憶回路を含み該記憶回路にて記憶された受
光素子の単独出力を前記２つの受光素子の和出力にて除
し被写体距離情報を得る成算回路と葡設けることによシ
、入力回路の簡単化、史にはレンズ繰出し量に比例した
距離ＩＶｔ報の（↓出等を可能ならしめたものである。

以下図囲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１ｊの
原」里紫睨明する為の概１１６図で、第２図は第１図示
の受光素子の平面図である。

第１図あ・よび第２図においてＩＩ（ＥＤは投光素子で
、繊状の赤外光を投光レンズＬ＋を介して被写体ａｂ１
．　ｏｂｚ上に投射する。Ｌ２は測距されるぺさ被写体
Ｏｂｌ、　Ｏｂ２からの反射光を投光軸から所定比ｍｌ
！（以下このｌを基線長と称す）離れた２つの受光素子
５Ｐｃｉ、８ＰＣ２上に結像させる受光レンズである。

受光素子５ＰＣＩ。

５ＰＣ２上の被写体からの反射光によって形成される像
比Ｉ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）Ｊｌに沿って移動する。ここで
受光素子５ＰＣＩ、　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５ＰＣＩ、８ＰＣ２
の出力をそれぞれＡ、Ｂとすると、（Ａ十Ｂ）によシ正
規化された、例えばＡ／（Ａ十Ｅ）信号は被測距体の位
置を示す。尚該装置の出力により撮影レンズの移動量（
レンズの繰り出し量）を制御することによシオートフォ
ーカス装置が実現される。

第３図は本発明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５ＰＣＩ、５ＰＣ２の如き被測距物体距離に依存して
変化する第１．第２０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１１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、距離判屋手段
７を制御する制御手段で、この実施例は４気的スイツチ
により行うものであるが不図示の７ヤツターボタンの押
下げ操作に連動する部材によシ機械的なスイッチを切り
換えたり、或いは受光素子５ＰＣＩ、５ＰＣ２にマスク
を設は該マスク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工から発生する情報の種類
或いは時分割の七−ドに応じ信号処理回路３の出力を後
述の記憶手段５、演算手段６に伝えるスイッチ手段であ
る。

５は［Ｊ１４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の出力とを演纜４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、不図示の表示回路成因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ｌの第１の出力は信
号処理回ｊｓ　３に送られる。

制御手段２によシ制御されたスイッチ手段４によシ信号
処理回路３の出力は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１は第２の出
力を信号処理回路３に送る。制御手段２により切り換え
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５を経ずに演算手段６に送られ、同時に制御手段
２によシ記憶手段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然られる。

つぎに本発明を通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、■ＲＥＤ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。ＩＲＤＲはＩ　ＲＥＤを所属の光量で点滅させるＩ
ＲＥＩ）用駆動回路である。

Ｍ　Ｓ　ｌ　、　Ｍ　Ｓ　２　ｉｆｆ：　ＭＯＳ−ＦＥ
Ｔ　’１？構成サレルアナログスイッチ、ＭＳＢＩ、Ｍ
ＳＨ２はＭＯＳ−ＦＥＴ、　ＭＳ　１．　ＭＳ　２　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４・＆成された受光素子ｓｉ’ｃｉ、５ＰＣ２
の出力成流’ｉ：ｍ圧に変換する高入力インピーダンス
のアンプで、抵抗ｌ（＋３〜１ｔ５、コンデンサＣ１か
ら構成される負帰還ｙ！５により直流抑圧機能を有して
いる。Ｐ　ＡはコンデンサＣ２、抵抗几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、ｉＮ
Ｖは−１倍のゲインをイ〕シ、プリアンプＰＡの出力信
号を反転するインバータ、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
を積分するオペアンプ、ＳＰＡ、８ＩＮＶ。

８Ｄ８Ｃはオン時に電圧降下の生じないアナログスイッ
チ、ａｌｌはオペアンプＩＮＶの反転入力端子に接続さ
れた抵抗、ＣＰＩ、ＣＦ２．ＣＦ２はコンパレータ、ｋ
Ｌ＋３．１も１４．几１５はコンパレータＣＰＩ、ＣＰ
２．ＣＰ３　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、また抵抗Ｒ１３の一端は接
地さｔ％抵抗几１５の一端は−■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％×段数に分周するとと
もに、■クロック幅を単位として位相のずれている分周
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、後述の測距光子判定およびラ
ッチ回路ＪＩ、Ｃからハイレベ）Ｌｌ（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
ジョンソンカウンタＪＣの分周出力を後述の分周回路Ｄ
　Ｉ　Ｖに送り、後述の測距光子判定およびラッチ回路
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ンカウンタＪＣか
らの分周出力葡後述の分周回路１）　Ｉ　Ｖに送ること
を禁止すゐアンドゲート、ＤＩＶは前記分周回路で、ク
ロック信号（Ｉｌ−区に分周し、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デコーダ
ＩＩＤに各段の出力信号を送るものである。１３ｃはフ
リップフロップで構成される４ビツトの２進カウ／りで
、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。尚本実施例の胱明では２進カウンタＢＣの内容を
１６進数で表わし、回路の動作を続開する。前記測距ゾ
ーン判定用デコーダＺＪＤは２進カウンクＨＣの信号と
後述の測距光子判定およびラッチ回路Ｊ　Ｌ　Ｃの測距
完了信号から被測距物体がどの距離ゾーンにあるかを検
出する。例えば測距動作が完了し、測距完了信号がｌ（
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７”あるいは８″であ
れば被測距物体は遠距離ゾーンにあり、′９”であれば
中距離ゾーン％　”Ａ”であれば近距離ゾーン、Ｂ”で
あれば至近距離ゾーンにあることを示す信号を出力する
。ＥＩＣ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
表示したり、ステイルカメラ、ビデ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。’Ｉ”ＣＤは
タイミング１０１」併用デコーダで、２進カウンタＢＣ
の信号に応じて第５図の’Ｊ、”Ｃｕｔ−ＴＣＤ５で示
す様な各神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Ｊ’ＬＣ。

後述の圧縮信号波形整形回路Ｃ８Ｃ，ＳＰＣ制御用ラッ
チ回路ＳＣＬ、ＩｌもＥＤ制御回路ＩＯＣ。

積分スイッチ制御回路ＩＳＯ，アナログスイッチ５ＤＳ
ＣＫ、送り、これらを制御する０Ｃ８Ｃ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、前述のミラー槓分器の出
力の上昇過程に於いてコンパレータＣＰＩが出力した最
初のＨレベルの信号を保持し、一方ｒａｉｌ記ミラー積
分器の出力の下降過程忙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。

ｉ　Ｉ　Ｉ）はイ♂（分物性圧縮用インターバルデコー
ダで、オペアンプＩＮＴ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ＡＮＤ　１謬照）ヲ、テ
コードして第９図の　Ｉ　Ｉ　Ｄ　ｌ’に示す様なパル
スを後述の積分スイッチ制御回路ＩＳＣに送り、積分特
性を圧縮する時における積分特性決疋用アナログスイッ
チＳＰＡ、　５ＩＮＶの１同イｌ１４Ｉ（Ａ　＠’を作
シ出す。

ＩＳＣは積分スイッチ制御回路であり、第５図、第７図
でｌ５ｃＩ、ｌＳＣ２としてボ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。

■ＣＣは１１（ＥＤ制御回路であり、２進カウンタＢＣ
の内容が０″あるいはパ１”であるという信号をタイミ
ング制御用デコーダ’１’ＣＤ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ＩＲＥＤをオフし、前記以外のと
きには後述のＳ　Ｌ）　Ｃ制俳用うンチ回路ＳＣＬの出
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り投光素子ＩＲ，ＢＤを点滅
させる。

ＳＣＬは第５図の８ＣＩ、１，５ＣＬ２で示すようなパ
ルスを出力する前記ＳＰＣ制鍔周鍔用ラッチ回路シ、上
昇積分時には受光素子ＳＰＣＩの出ど 力信号が下Ｉ４積分時には受光素子８ＰＣｚ、　ＢＰ　
Ｃ，Ｖ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Ｍ８Ｌ、Ｍ８２を制御する。

ＰＳＧは電源投入時に各回路をクリアするＰＯＣ３，＠
号を出力するｌ）　Ｕ　Ｃ信号発生回路である０ つぎに上記ツＩｑ成にかかる測距装置の動作について第
５区乃至第９図を用いて説明する。

カメラのレリーズボタン（不図示）が押下される吉、電
源回路Ｐ　Ｕから第４図示の如き電圧（Ｖ＋、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信号元生発生ＰＳＧからパワーアップクリ
ア信号ＰＵＣが発生し、ジョンン／カウンタＪＣ１分周
回路ＤＩＶ、２進カウンタＢＣ１ＳＰＣ市：」併用ラッ
チ回路ＳＣＬはクリアさｔ′Ｌ；６゜かかるクリア動作
が完了すると、ジョンソンカウンタＪＣは発振回路ＯＳ
　Ｃからのクロック仙骨をカウントし、該カラ／りＪＣ
の出力端ＪＣ３は該クロック信号音分周した出力信号を
発生する。この時、アントゲ−）ＡＮＤの一方の入力端
には測距完了判定およびラッチ回路ＪＬＣよシハイレベ
＃　（ＪＪ下ＩＩレベルと称す）の信号が与えられてい
るので、アンドゲートＡ　Ｎ　Ｉ）はジョンソンカウン
タＪＣがらの分周出力を分周回路ＤＩＶに供蛾し、該分
周回路１）ＩＶは該入力信号（第９図のＡＮＤＩ参照）
を虹に分周した後に、２進カウンタＢＣに入力信号とし
て供給する。その為、カウンタ１３　Ｃの内容はパワー
アップクリア動作後にＯ１１より順次上昇する０該カウ
ンタＢＣの内容をデコードするデコーダＴ　ＣＤ　ノ出
−力４　’ｌ’ｃ　Ｄ　ｌ　ｕ　ｄ’ｒ　５　図ノ’Ｉ
’　ＣＤ　Ｉで示される様にカウンタＥＣの内容がｏｌ
′から°１”の間はＬレベルであるので、１几ＥＤ制御
回路ＩＣＣの出力端もカウンタＢＣの内容がＯｎから“
１°′の間Ｌレベルを保持し、■几ＪＬＤ駆動回１Ｎｒ
ｉＲＤＩＬはこの間投光累子工几ＥＤを駆動せず、投光
は行われない。又タイミング制御用ｆ　：ｌ−タＴ　Ｃ
Ｄの出力４ＴＣＤ２はカウンタＢＣの内容が°０′”か
らＩ＋　２１１の間ＶζおいてはＬレベル（第５図のＴ
ＣＤ　２参照）を保持し、積分スイッチ匍」御回路ｉｓ
ｃの出力端ｌ５ＣＩ、ｌＳＣ２をＬレベルとするので、
アナログスイッチＳＰＡ。

５ＩＮＶ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デコーダＴＣ１
）の出力端ＴＣＤ　３はカウンタＢＣの内容が０”から
２”の間■（レベル（第５図のＴＣＤ　３　参照）であ
るのでアナログスイッチ５ＤＳＣはこの間オン状幅を保
持し、抵抗Ｒｘ２゜Ｒ１ｌ’ｉ介してコンパレータＣＰ
３の出力端をオペアンプＩＮＴの反転入力端に接続し、
　ＩＮＴ−ＣＦ２−８Ｄ８Ｃ−１も１２−１も１ｌ−Ｉ
Ｎ’Ｆからなる閉回路を形成する。該閉回路が形成され
た時、たとえばオペアンプＩＮＴの出力端の′電位■、
がＶｒ、　＋０１！’　２　（但しＶｒ２はコンパレー
タを形成するオペアンプＣＰ３０反転入力端の電位であ
り、０１”　２はオペアンプＣＰ”３のオフセット電圧
）より高い場合にはオペアンプＣＰ　３の出力端はトＩ
レベルとなりアナログスイッチ８ＤＳＣ、抵抗１（１２
，１（１１を介してコンデンサＣ３を充電するので、そ
′の充厄゛屯圧に応じてオペアンプＩ　Ｎ　Ｔの出力端
のｍ位Ｖ、は徐々に降下し、所定時間後にオペアンプＩ
ＮＴの反転入力端の電位■、とオペアンプＣＰ　３の出
力端の電位Ｖ、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ＩＪＩＪ　ＲＩ２オペアンプＩＮＴの出力端の電位
Ｖ。

が前記成立Ｖｒ２＋ＯＦ２より低い場合には前記オペア
ンプＣＰ３の出力端はＬレベルとなって抵抗１（１１，
１（１２並びにアナログスイッチ５ＤＳＣを介してコン
デンサＣ３に蓄積されていた電荷が放電するので、オペ
アンプＩＮＴの出力端の電位Ｖ２は上昇する。そして所
定時間後に前述のケースと同、腫にオペアンプＩＮＴの
反転入力端の一位ｖ１とオペアンプＣＰ３の出力端の電
位ｖ３とが同電位となると、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如 ブＩＮＴの出力端の′昶イ立ｖ２は次の翫くである。

即ちオペアンプＣＰａ０増１ｊｌｉｊ　＆　ｔｌ−αと
すると、各電圧の関係は Ｖｓ＝Ｖ２　＋ｒｔＣＶ、−Ｖｒ　２−０１’２）＝Ｖ
。

となる。

一般にオペアンプ（演算増幅器）の増幅器αはα）ｌと
おくことができるから、上式はＶ２　キＶ　ｒ２＋　Ｏ
Ｆ　２となり、オペアンプ■ＮＴの出力端の電位ｖ２は
オペアンプＣＰ３の閾値電圧（Ｖｒ２＋ＯＦ’　２　）
　にほぼ等しくなる。

この結果、コンデンサＣ３の端子′Ｋｃ圧は万ペアｙプ
Ｉ　Ｎ　’ｉ’　ｏ反転入力端電位Ｖ、　＝Ｖｒ、　−
ＯＦ　１とコンパレータＣＰ３の非反転入力端電位Ｖ、
＝Ｖｒ２＋ＯＦ２との差′は圧となるので、オペアンプ
ＩＮＴおよびコンパレータＣＰ３のオフセット電圧ＯＢ
″ｌ、ＯＦ’２が自動的に袖・眞できると共に、オペア
ンプＩＮＴ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盲グランドレベルであ
る）以下に設定される。尚該夫施例の如く、オペアンプ
ＩＮＴ（７）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）のみに振九る」易合には、前
述の昧にオペアンプＩＮ’ｌ”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トオペアンプＩＮＴ
の出力のダイナミックレンジが広がるので、Ｓ／Ｎ比が
向上する。

次いでパワーアップクリア後にカウンタＢｅの内容（第
５図、第７図、第８図のＢＣ参照）が２“になり、デコ
ーダＴＣＤの出力端ＴＣＤＩ（第５図Ｔ（Ｊ）１８照）
がＬレベルからＨレベルに反転すると、工几ＥＤ゛制御
回路ＩＣＣの出力端はジョンソンカウンタＪＣの出力ｙ
ＨＡ　Ｊ　Ｃ３からの出力信号に応答してＦｌレベル並
びにＬレベルを繰返すので、Ｉ几ＥＤ鹿動回路ＩＩＬＤ
ＩＬは投光素子ＩＲＥＤを間欠的に駆動し、投光素子Ｉ
ＲＥＤ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。ｑ′点灯開始直後においては、投
光素子ＩＲＥＤの内部１晶度は低い為に発光エネルギー
は高いが、連続的な点灯により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ｉ１ｉｇＤの内部温度が
投光系子の周囲温度より高くなり、投光素子内での発熱
量と同じ熱量を外界に放出するような所開熱平衡状態に
達すると投光素子１１３Ｊ）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２ｎから
°３”に変わると、デコーダＴＣＤの出力端’ｌ’ｃＤ
３（第５図の’ｒｃＩ）３参照）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は開成り
、てＩＮ’Ｌ”−ｃｐｓ−８ＤＳＣ−Ｒ１２−几ｔｌ−
ＩＮＴ　からなる閉回路は開き、ミラ−４Ｈ分器による
積分動作がｍｌ始さ九る。尚この時点では５ＰＣＩＩｉ
１」両用ラッチ回路ＳＣＬの出力端ＳＣＩ、１はＬレベ
ル、ＳＣＬ　２は■（レベルであって受光素子ＳＰＣＩ
のみがアンプＭＡの入力端に接続されている。

ｌだ、カウンタＢＣの内容が３”に変った後に積分スイ
ッチ制御回路Ｉ８Ｃの出力端ｌ８Ｃ１は第５図のｌ５Ｃ
Ｉに示す様なジョンノンカウンタＪＣの出力端Ｊｃｌか
らのパルスとほぼ逆位相のパルスを発生してアナログス
イッチＳＰＡの開閉を開妬し、−に出力端１ｓｃｚは第
５図示のｌＳＣ２に示す様なジョンソンカウンタＪＣの
出力端ＪＣ２からのパルスとほぼ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Ｂｃの内容が３ｎ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ＩＲＥＤからの光が受光素子ＳＰＣＩ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（ａ）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（ａ）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
。

Ｓ　ＩＮＶは第６図（ａ）において波形ＳＰＡ、　５Ｉ
ＮＶ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Ｃ３はカウンタＢＣの内
容が３″から６”の間の一定時間Ｔの間充屯され続け、
その端子電圧は第５図の波形ＩＮＴで示す様に受光素子
５ＰＣ１への入射光量に応じて上昇する。そして一定時
間Ｔが経過した時、コンデンサＣ３は測距物体が近臣ｙ
ｊｌｌの時には高く、遠距離の時には低い電圧に充電さ
れる○ その後方ウンタＢＣの内容が６″から”７”に変化し、
デコーダＴＣＤの出力端ＴＣＤ　４が第５図の波形ＴＣ
Ｄ　４に示す様にＨレベルからＬレベルに変化すると、
まずＳＰＣ制御用ラッチ回路８ＣＬの出力端５ＣＬＩ、
５ＣＬ２の夫々が第５図の波形５ＣＬＩ、５ＣＬ２に示
す様に反転してアナログスイッチＭＳＩを開成し、アナ
ログスイッチＭＳ２を閉成し、アンプＭＡの入力端に受
光素子５ＰＣＩ、８ＰＣ２を並列接続する０また前述の
デコーダＴＣＤの出力端ＴＣＤ４の出力変化によりＳＰ
Ｃ制御用ラッチ回路の出力端５ＣＬ３も第５図示の波形
ＳＣＬ　３の様にＬレベルから１４レベルに変化するの
でＩ）ＬＬ；Ｄ制御回路ＩＯＣはジョンソンカウンタＪ
Ｃの出力端ＪＣ３からのパルスの位相を１８０°ずらせ
た・（ルスをＩＲＥＤ駆動回路１１（Ｄ几に供給する。

更に前述のデコーダ’ｒ　ｃ　ｌ）の出力端’ｌ’（Ｊ
）４の出力変化に同期して、デコーダＴＣＤの他の出力
端’Ｉｌ’ＣＤ２が第５図示の波形ＴＯＤ２　の様にＨ
レベルからＬレベルに変化するので、該出力端ＴＣＤ　
２からの信号を受ける積分スイッチ制御回路ＩＳＯの両
出力端ｌ５ＣＩ、ｌＳＣ２は共にＬレベルとなつてアナ
ログスイッチＳＰＡ、　５ＩＮＶを開成し、ミラー積分
器による積分動作を中Ｍさせ、受光素子５ＰＣＩ、８Ｊ
）Ｃ２の切換えに伴なって生じるアンプＭ　Ａの過渡的
変動による誤測距を失くす。

カウンタＢＣの内容が７”から８”に変化し、デコーダ
ＴＣＤの出力端ＴＣＤ　２の出力信号がＬレベルから再
度１−ルベルに変化すると、アナログスイッチＳＰＡ、
　５ＩＮＶは再度積分スイッチ制御回路ＩＳＣの出力端
ｌ５ＣＩ、ｌＳＣ２からの出力信−号（第５図のｌ５Ｃ
Ｉ、ｌ８Ｃ２参照）に応じて開閉動作を繰返すが、ｉσ
述した様に■ＲＥＤｉＩｊｌ制御回路ＩＣＣから出力さ
れるパルスの位相がカウンタＢＣの内容が６”から７”
に切換った時点で１８０　ずれたので、投光素子ｕｔｗ
Ｄの点灯時にアナログスイッチ８ＰＡが開成し、投光素
子Ｉ）ＬＪｊＤ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
カウンタ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′ｌｌＬ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５ＰＣ１の出力と５ＰＣ２の出力との
和の出力に相応した眼圧である０ カウンタＢｃの内容が”８”に移行した後にオペアンプ
ｉ　Ｎ　Ｔ　Ｋ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１　ｉ’Ｊ　Ｔで示す休に余々に低下してゆく。尚第
５図の波形ＩＮＴに２いて１ＮＴ−＋は測距物体が近距
離の場合、Ｉ　Ｎ　’１１’　−２は測距物体が中距離
の場合、ＩＮＴ−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ＩＮＴ−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ＣＰ３の閾値よ
シ低下すると、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コーダＴＣＤの
出力端ＴＣＤ５（第５図のＴＣＤ５参照）は■］レベル
となっているのでラッチ回路ＪＬＣはコンパレータＣＰ
ａ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ＪＬＣＩ参照）をＨＥＥＤ制御回路ＩＣＣ，４
責分スイッチ制御回路ＩＳＣ，コンパレータＣＰ３、ア
ンドゲートＡＮＤ並びに測距ゾーン判定デコーダＺＪＤ
の夫々に与える。このため投光素子ＩＲＥＤの投光は停
止され（第５図Ｉ　ｘｃＥＤ参照）、両アナログスイッ
チＳＰＡ。

５ＩＮｖは開かれて（第５図■ＳＣ１，■ＳＣ２参照）
ミラー積分器の積分動作は停止され、コンパレータＣＰ
３の作動も停止される。

またアントゲ−）ＡＮＤの出力もＩ−ルベルからＬレベ
ルに反転してカラ／り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／りＢＣは前述の
測距完了信号がコンパレータＣＰａより出力された時点
の数値″Ａ”を保持し、また測距ゾーン判定デコーダＺ
ＪＤにはカウンタＢＣの内容である数値″Ａ”が与えら
れる。この時測距ゾーン判屋デコーダＺＪＤには前述の
様にコンパレータＣＰ３からの測距完了信号に応答して
ラッチ回路ＪＬＣよりＬレベルの信号が与えられている
ので、測距ゾーン判子デコーダＺＪＤは２進カウンタＢ
Ｃ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ラ内のＩ″
ＪＴ定の回路）へ１式達する。

ここで該測距ゾーン判定デコーダ７、ＪＤ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。

ここで０３・・・コンデンサＣ３の、＆ｔｌｔｌｌ・・
・入力抵抗Ｂｉｔの抵抗値、Ａ・・・受光素子５ＰＣＩ
の出力電流値、Ｂ・・・受光素子５ＰＣ２の出力電流値
、Ｔ・・・ｉσ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Ｍ
Ａ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。

８ＩＮＶの開閉デユーティ比でだまる比例定数である。

上記（２）式は積分時間Ｔが一定である時は他の積分時
間ｔ’４測定することによりＡｌＡ十Ｂ、すなわち測距
物体の距離を４−ＩＪ足できることを示している。測距
ゾーン判定テコーダＺＪＤはこの原理を利用して距離を
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”Ａ″から積分時間ｔ＝ｉ［出し、既・川の一定時
間ＴからＡ／Ａ−１１Ｊ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タＣＰ３が
カウンタＢｅの内容が９′の時に前述のよりな測距完了
信号を発生するので、測距ゾーン判定デコーダＺＪＤは
ｄｔｌｌ距物体が中距離にあることケ示す信号を出力す
る。史に測距物体が遠距離にある時にはコンパレータＣ
Ｐ３がカウンタＢＣの内容が′８′′の時に前述のよう
な測距完了信号を発生するので＋１７！Ｉ距ゾ一ン判定
デコーダＺＪＤ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Ｉ物体が極めて遠距離νこあって、ミラー積分
器の出力レベルが積分特性Ｉ　Ｎ　Ｔ　−５（第５図の
ＩＮ’ｌ’参照）に示される様にカウンタ１３　Ｃの内
容が７”に移行した時にもコンパレータＣＰ２の閾値Ｃ
Ｐ２Ｔ　（第５図の波形ＩＮＴ参照）を越えない場合に
は、タイミング制御デコーダＴＣＤの出力端ＴＣＤ　４
がＨレベルからＬレベルに反転した際にラッチ回路ＪＬ
Ｃ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ＴＣＤ　４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ＪＬＣ１参照）、投光索
子ｉｆ−ｔｇＤの投光は停止され、カウンタＢＣの内容
は′７”に保持され、また測距ゾーン判定デコーダＺＪ
Ｄはカラ／りＢＣ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他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ＷＩＧに出力す
る。

最後に測距物体が近距離にあって、かつ高反射駆のもの
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ＩＮＴ−４に示される様に受光素子５ＰＣ１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
パレークＣＰＩの閾値ＣＰＩＴ（第７図のＩＮＴ５照）
を越えるとコンパレータＣＰｌ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１ルベルからＬレベルに反転する。このため積分ス
イッチｉＩ＋ｌＪ　ｎｌ回路ＳＯの出力端ｌ５ＣＩ、ｌ
８Ｃ２からのパルスは積分インターバルデコーダＩＩＤ
からのパルス（第９図のｌ１１）１参照）によって第７
図のイ皮形ｌ５Ｃ１゜ｌＳＣ２にボされる４））ミに間
引かれたパルス列となる０ かかる間引かれたパルス列はアナログスイッチＳｔ−’
Ａ、　５ＩＮＶに供給され、アナログスイッチ５ＬＪＡ
、　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の出力串：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７ｎ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ＴＣ
Ｄ　２から出力されるＬレベルの信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Ｑ そして２進カウンタＢＣの内容が８”に移行すると、タ
イミングｉ［ｌｌＪ　４１１１デコーダＴＣＤの出力端
ＴＣＤ２はＬレベルからｉｌＴびＨレベルに反転しく第
５図の波形ＴＣＤ　２参照）、積分スイッチ制御回路Ｉ
ＳＯの出力端ｌ５Ｃｔ、ｌＳＣ２は再び第７図のｌ５Ｃ
Ｉ、ｌ５Ｃｚ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ＳＰＡ、　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
ＳＰＣＩからの出力゛電流とＳＰＣ２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ｉ（Ａとすると−Ｋ（Ａ＋Ｂ　
）の傾きをもって第７図の波形Ｉ　Ｎ　’ＩＩ”或いは
第５図の波形ＩＮＴ−４に示される様に徐々に降下する
。積分器の出力が史に降下してコンパレータＣＰＩの閾
値ＣＰＩＴ（第５図、第７図の波形ＩＮＴ参照）以下と
なると、コンパレータＣＰｘの出力はＨレベルからＬレ
ベルに反転して圧縮信号波形形成回路２０の出方をＬレ
ベルから■（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ＩＳＣの出力端ｌ５ＣＩ。

ｌＳＣ２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
Ｉ■＼Ｔ−４参照）に示される様に急激に降下する。そ
して該積分器の出方、すなわちオペアンプＩＮＴの出力
′ｔＪｆ　圧がコンバレーｐｃＰ３の閾値以下となると
コンパレータＣＰ３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Ｊ’　Ｌ　Ｃの出方を反転させ
悌５図の波形ＪＬ（４参照）、前述の場合と同様に投光
累子ＩＲＥＤの投光を停止させると共に測距ゾーン判定
デコーダＺＪＤよりカウンタＢＣの内容（”　Ｂ”）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
。

以上の第１〜第９図にて述べた実施例は２つの受光素子
ｓｉ’ｃｉ、５ＰＣ２を用いた場合の例であるが、本発
明に適用する受光素子としては半導体装置検出器ＰＳＤ
−ｆ用いることも可能である。第１０．第１１図は第４
図実施例における受光素子としてＰＳＤを適用する場合
の入力回路部構成を例示する回路図である。

第１Ｏ図において、ＯＰは第４図示のアンプＭＡに相当
するオペアンプ、ＦＣは第３図示の抵抗馬〜曳、コンデ
ンサー〇１等に相当する負帰還回路網、ＰＳＤは半導体
装置検出器でａ、ｂは該検出器の信号電極を示し、又Ｃ
は共通電極を示している。ＳＷＡ、ＳＷＢは測距シーク
。

ス中に開閉制御されるスイッチで、該スイッチとしては
、第４図実〃山例のスイッチＭＳｌ、　ＭＳ　２と同様
に半導体スイッチやメカスイッチ等が使用される。Ｖｒ
ｅｆ、　、　Ｖｒｅｆ、はそれぞれ基準電位を示してい
る。

第１０図において、スイッチＳＷＡを開、ＳＷＢを閉と
すると、信号電極すに基準電位Ｖｒｅｆ、が印加される
。半導体装置検出器Ｐ、ＳＤは一方の信号電極にバイア
ス′電圧が印加されると他方の信号′電極から電極ａｂ
間における（ＰＳＤの表面における）被写体反射光入射
位置に相応した値の信号電流（第４図実施例における５
ＰＣｘの出力Ａに相応する。）を出力する。又スイッチ
８ＷＡを閉、ＳＷＢを開とすると半導体装置検出器１）
　Ｓ　Ｄの一方の電極か開放されるので、全受光出力（
’：ｔｔ極ａからのＡ出力と′電流すからのＢ出力の和
）が１ｑ＝ａから出力され、これにより第４図実施例に
おける５ＰＣ１と５ＰＣ２の出力の和仙骨Ａ十Ｂがｍら
れる。よって、第４１）２ｉ示のカウンターＢＣのカウ
ント値が６となるまで、スイッチＳνｖＡをｙｌ、ＳＷ
Ｂを閉とし、カウント値が７となった時にスイッチＳＷ
Ａを閉、ｓｗＢを開とする機制御すれば、第４図実施例
と全く同様にして被写体距離に応じたカウント値をカウ
ンターＢＣＫ得ることが出来る。

第１１図は第１Ｏ図実施例の変形例を示す回路図で第１
０図実施例と同一の構成部には同一記号を附しである。

第１１図１／Ｃめっては、第１０図のスイッチＳＷＡを
省略し、スイッチＳＷＢに相当するスイッチＳＷＣを設
け、ＳＷＣを閉となし出力Ａをイ尋て、次いでスイッチ
ＳＷＣを開となし出力Ａ十Ｂを得る様にした点が第１０
図実施例と異なる処である。

尚、第４図実施例において、２つの受光素子のうち８Ｐ
ＣＩの出力Ａｔｅ知してＡ／Ａ＋Ｂをめているが、　５
ＰＣＩの代わりにＳＰＣｚの出力Ｂを検知してＨ／Ａ＋
Ｂをめても良いことはもちろんであるが、遠路ＫＷの被
写体に対し出力が大となる方の受光素子−（以下遠距離
相当受光素子と称す。第４図実施例の場合は５ＰＣＩ）
の出力を検知することにより下記の利点がある。

（１）　被写体から反射されて受光系に入射する光量は
概略距離の逆２乗則に従う為、被写体が遠距離にあって
遠距離相当受光素子に入射する光量は被写体が近距離に
あって他方の受光素子（以下近距離相当受光素子と称す
。）に入射する光量に比してはるかに少なく遠距離相当
受光素子出力は近距離相当受光素子出力に比して信号の
ダイナミックレンジが狭い。

よって遠距離相当受光素子出力検知によれば信号処理回
路のダイナミックレンジが狭いとしても正確な信号処理
が可能である。

（１１）　受光素子の形状を第２図示の如くなした場合
近距離相当受光素子の出力は被写体が遠路配側にある時
において、かなり小さくなるため、近距離相当受光素子
出力検知にて無限相当距離判別を行なうと、実除には被
写体が無限距離に存在しない場合でも無限相当距離にあ
るとの判別がなされるおそれがある。よって遠距離相当
受光素子出力検知の方が無限距離判別に対する確度が高
い。

以上の利点（１）　（ｉｉ）は半導体装置検出器ＰＳＤ
を用いた場合において、被写体が遠距離にある場合大出
力を発生する信号電極側からの出力検知を行なった際に
も同様に発生する利点である。

以上の様に本発明によれば入力回路等の簡略化を計れる
と共にレンズの繰出し量に相応する被写体距離情報の算
出等が可能となる等距離検出装置において多大な効果を
奏するものである。

【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図示の受光素子の平面図、第３図は本発明
を適用した距離検出装置の概略図、 第４図は本発明を適用した距ｔｉｔｌｅ検出装置の詳細
回路図、 第５図、第６　図（ａ）　＋　第６図（ｂ）、１ｌｆｒ
Ｙ図、第８図、第９図は第４図示回路の各部の波形図。 第１０図は第４図実施例における受光回路部の他の実施
例を示す回路図。 第１１図は第１０図示の受光回路部の変形例を示す回路
図である。 図において、ＩＩ（、Ｅｌ）・・・発光素子、ＴＣＤ・
・・遅延回路を形成するタイミングｊＩＩＩＪ御用デコ
ーダ、ＢＣ，・・カウンタ、ＩＳＣ・・・積分スイッチ
制御回路、５ｉＪＡ、　５ＩＮＶ　、、・アナログスイ
ッチ、ＩＮ’ｌ’・・・オペアンプ、Ｃ３・・・コンデ
ンサ。 出願人　キャノン株式会社 第３謁 第ｑ図 ｃｏｔ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）投光手段と、所定の基線長を隔てて配設され前記
   投光手段の投光による被写体からの反射光を受光し、被
   写体距離に応じでそれぞれの出力を相対的に変イしさせ
   る２つの受光素子と、時系列で該受光素子の一方の単独
   出力を検知し、次いで２つの受光素子の和出力を検知す
   る検知回路と、該検知回路にて検知された受光素子の単
   独出力をｎ己憶する記憶回路を含み該記憶回路にて５己
   憶された受光素子の単独出力を前記２つの受光素子の和
   出力にて除し被写体距離１Ｈ報をイ（する演算回路とを
   具備することを特徴とする距離検出装置。
2. （２）投光手段と、所定の基線長を隔てて配設され前記
   投光手段の投光による被写体からの反射光を被写体距離
   に応じて受光面上の所定位置に受光する半導体装置検出
   器と、前記半導体装置検出器の第１の信号’＋ｊｉ極に
   接続された増巾器と、時系列で前記半導体装置検出器の
   第２の信号′電極にバイアスを印加し次いで第２の信号
   電極を開放とする制御回路と、前記第２の信号′ｔｄ極
   にバイアスが印加されている際の増巾弱出力を記憶する
   記憶回路を含み該記憶回路にての記憶値を第２の信号電
   極が開放となっている際の増巾弱出力にて除し被写体距
   離情報を得る演算回路とを具備することを特徴とする距
   離検出装置。