JP2000147367A - 測距装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単かつ低コストで高輝度下においても測距
可能であると共に測距精度が向上した測距装置を提供す
ること。 【解決手段】 被写体８に向けて光を投射し、この被写
体８からの反射光を受光してその被写体までの距離を求
める測距装置において、当該被写体８からの反射光を受
光する受光手段２と、この受光手段２に可変のバイアス
電圧を与えるバイアス供給手段４と、上記受光手段２の
出力に基づいて、観察視野内の輝度レベルを判定する高
輝度判定手段６と、この判定手段６の出力に応答して上
記バイアス手段に作用してバイアス電圧を制御する制御
手段５とをこの測距装置に備え、少なくともバイアス供
給手段４、判定手段６および制御手段５を共通の半導体
基板上に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カメラ等に利用で
きる測距装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ＩＲＥＤ（赤外発光ダイオー
ド）より発するパルス状の赤外光をレンズにて集光して
被写体に向けて投光し、このＩＲＥＤより一定の基線長
だけ離れて位置するＰＳＤ（半導体位置検出素子）にて
被写体からの反射光を受光し、その受光位置に応じた出
力電流に基づいて被写体の距離を測定するアクティブ三
角測距方式の測距装置が知られている。

【０００３】また、低コストな汎用ＣＭＯＳプロセスに
より、ＣＰＵおよび周辺回路から成るマイクロコンピュ
ータと同一半導体チップ上に構成された測距装置が特開
平６−３４７２６３号公報に開示されている。この特開
平６−３４７２６３号公報に開示されている測距装置に
おいては、上記のＰＳＤに固定値の定電圧を逆バイアス
電圧として印加して使用している。この様に逆バイアス
電圧を印加する理由は、輝度が高く背景光電流が大きい
場合にＰＳＤ内部の電極間抵抗で発生する電圧成分を吸
収して信号光電流成分を検出可能にするためである。ま
た、ここで定電圧としている理由は、カメラ内の電池電
圧やこの電池電圧を昇圧した電源電圧を上記ＰＳＤの逆
バイアス電圧として直接使用すると、ＩＲＥＤ発光時の
電圧変動が測距回路に対してノイズとして作用し誤測距
の原因となるためである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、被写体の輝
度が高くなるほどＰＳＤへの入射光量が増えて背景光電
流が増大するので、高輝度時は背景光電流で飽和してし
まい逆バイアス状態が維持できず、信号光電流を検出で
きなくなるという問題がある。従って、逆バイアス電圧
はできるだけ高い方が望ましいことがわかっている。し
かしながら、高い逆バイアス電圧を作成するためには電
源電圧を高くする必要があるが、電源電圧を高くすると
回路等の消費電流が増大して低コストなカメラには採用
できないという問題がある。また、高輝度時の飽和を防
止するために電極間抵抗の小さいＰＳＤを使用すると、
測距精度が低下するという問題がある。

【０００５】そこで本発明の目的は、上記問題点を解決
すべく、構造的に簡単でかつ低コスト化が図られ、高輝
度下においても測距可能であると共に測距精度が向上し
た測距装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決し目的
を達成するため、本発明では次の手段を講じている。被
写体に向けて光を投射しこの被写体からの反射光を受光
して該被写体までの距離を求める測距装置において、該
被写体からの反射光を受光する受光手段と、この受光手
段に可変のバイアス電圧を与えるバイアス手段と、上記
受光手段の出力に基づいて観察視野内の輝度レベルを判
定する判定手段と、この判定手段の出力に応答して上記
バイアス手段に作用しバイアス電圧を制御する制御手段
とを備えていることを１つの特徴とする測距装置を提案
する。

【０００７】上記判定手段により輝度レベルが所定レベ
ルよりも高いと判定されたとき、上記制御手段は、上述
したバイアス電圧をさらに高くなるように切り換えるこ
とを特徴とする測距装置を提案する。またこの測距装置
は、電源電圧を昇圧するための電圧可変の昇圧手段を更
に備え、上記制御手段は、上記バイアス電圧を初期設定
レベルよりも高く切り換えることに同期して上記昇圧手
段の出力電圧を高く切り換えることを特徴とする測距装
置を提案する。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１に本発明の測距装置の基本構
造を示して、この装置を機能的に説明する。本発明の測
距装置は、測距対象物８に向けて光束を投光する投光手
段１と、上記測距対象物８からの上記光束の反射光を受
光し上記測距対象物８の距離に応じた一対の信号電流を
発生する受光手段２とを有し、この受光手段２の出力に
基づいて上記測距対象物までの距離に関する信号を発生
する測距手段３と、上記受光手段２にバイアスを供給す
るバイアス供給手段４と、このバイアス供給手段４のバ
イアス電圧を制御する制御手段５と、被写体輝度が所定
値より高輝度か否か判定する高輝度判定手段６とを備え
ている。

【０００９】このように構成されて成る測距装置は、次
のような動作を行う。すなわち、高輝度判定手段６が高
輝度と判定すると、制御手段５はバイアス供給手段４の
バイアス電圧を通常より高く設定する。そして、このバ
イアス供給手段４は通常より高いバイアス電圧を受光手
段２に供給する。測距手段３は投光手段１を動作させ、
受光手段２の出力に基づいて測距を行う。

【００１０】（第１実施形態例）以下、図２〜図４を参
照して本発明の第１実施形態例について説明する。図２
には、ＣＭＯＳアナログ回路を使用したカメラコントロ
ーラＣＬであり、マイクロコンピュータとＣＭＯＳアナ
ログ回路をＣＭＯＳプロセスによる同一半導体基板上に
ワンチップ化して構成している。

【００１１】マイクロコンピュータ１０（以下マイコン
と略称）はＣＰＵ１１と、周辺回路であるＲＯＭ１２、
ＲＡＭ１３、タイマ回路１４、ＬＣＤドライバ１５、ク
ロック発振回路１６等から構成されている。ＣＭＯＳア
ナログ回路は測距回路２０、測光回路２１、リモコン回
路２２、昇圧回路２３、およびリセット回路２４等の回
路ブロックから構成されている。なお、測距回路２０と
周辺回路については後述する。

【００１２】測光回路２１には測光素子ＳＰＤ（シリコ
ンフォトダイオード）が接続され、ＳＰＤの光電流を計
測することにより、被写体の輝度を測定する。レジスタ
ＲＳ１，ＲＳ２はマイコン１０とＣＭＯＳアナログ回路
とのインターフェイスを構成し、マイコン１０とＣＭＯ
Ｓアナログ回路との信号の授受はレジスタＲＳ１，ＲＳ
２を介して実行される。レジスタＲＳ１，ＲＳ２はマイ
コン１０のバスラインに直接接続されており、マイコン
１０により制御される。

【００１３】このカメラの電源は電池ＢＡＴが使用され
ており、電池電圧ＶＣＣはさらにカメラコントローラ内
部の昇圧回路２３と外部の外付昇圧回路１０３とにより
所定の電圧に昇圧されてカメラコントローラＣＬに電源
ＶＤＤとして供給される。電源ＶＣＣはＩＲＥＤの投光
駆動や昇圧動作等の消費電流の大きいブロックで使用さ
れ、電源ＶＤＤは測距回路２０、測光回路２１等の微弱
信号を計測するブロックで使用される。そして、カメラ
コントローラＣＬの周辺にはＥＥＰＲＯＭ３０、ＬＣＤ
３１、ストロボ回路３２、スイッチ群３３等が接続され
ている。

【００１４】ここで、本発明の測距装置の制御について
説明する。まず図３に示すフローチャートを参照しなが
ら、上記カメラコントローラＣＬの動作を詳説する。
尚、このフローチャートはカメラコントローラＣＬ内の
マイコン１０により実行されるメインルーチンである。
最初に、電池が挿入されるとリセット回路２４によりリ
セットがかかり、クロック発振回路１６が発振を開始す
る。そしてＲＯＭ１２の内部に記憶されたシーケンスプ
ログラムに従ってＣＰＵ１１が所定動作を開始する。す
なわち、ステップＳ１０１では、ＣＰＵ１１はポート、
ＲＡＭ１３、レジスタＲＳ１，ＲＳ２およびＣＭＯＳア
ナログ回路等の初期化を行う（Ｓ１０１）。

【００１５】そしてステップＳ１０２では、ＣＰＵ１１
はバッテリーチェック回路２５により電池容量のチェッ
クを行い（Ｓ１０２）、電池容量が充分にある場合には
ステップＳ１０３に移行する。そして、ステップＳ１０
３では昇圧回路２３を動作させてカメラシステム全体の
動作電圧ＶＤＤを確保する（Ｓ１０３）。続いて、割り
込みの許可を行い、パワースイッチ等の操作スイッチの
入力を許可する（Ｓ１０４）。

【００１６】ステップＳ１０５においては、パワースイ
ッチの状態を判別し（Ｓ１０５）、このスイッチがオン
の場合はステップＳ１０６に移行し、一方、オフの場合
はＣＰＵ１１の原振であるクロック発振回路１６の発振
を停止させ、低消費電力モードであるストップモードに
入る。このストップモードではＣＰＵ１１が受け付ける
スイッチは割込み機能を有するポートに接続されたパワ
ースイッチ、後ブタスイッチ、巻戻しスイッチだけであ
り、それ以外のスイッチは受け付けない。

【００１７】ステップＳ１０６では、ＬＣＤ３１をオン
して表示させ（Ｓ１０６）、ステップ１０７で測距回路
２０をオンする（Ｓ１０７）。続いてステップＳ１０８
では、ストロボ充電を行い、ストロボ発光のためのエネ
ルギーをストロボ回路３２内のメインコンデンサに充電
する（Ｓ１０８）。

【００１８】ステップＳ１０９では、リモコンモードで
あるか否かを判定する。そしてリモコンモードである場
合は、リモコン回路２２を動作可能な状態にして「スタ
ンバイ状態」に入る（Ｓ１０９）。尚、このスタンバイ
状態は、ストップ状態とは異なり、原振であるクロック
発振回路１６は動作しているがＬＣＤ３１などの最低必
要な部分のみクロック信号を供給するモードである。リ
モコンモード中にカメラ外部からのリモコン送信装置の
リモコン信号を受信すると、所定のレリーズ動作を行
う。

【００１９】一方、リモコンモードではない場合には、
ステップＳ１１０にてタイマ回路１４のタイマカウント
をスタートした後（Ｓ１１０）、スタンバイモードに入
る。このスタンバイモードが解除されるのは操作スイッ
チが操作されるか、上記タイマがオーバーフローした場
合である。タイマがオーバーフローするとスタンバイモ
ードが解除され、ステップＳ１０５に進んで同様の処理
ステップを実行する。また、操作スイッチが操作された
場合は、スタンバイ状態が解除され、ステップＳ１１１
で操作されたスイッチに応じた処理が行われる（Ｓ１１
１）。その後はステップＳ１０５に移行し同様の処理ス
テップを繰り返し実行する。

【００２０】次に、図４に示すフローチャートを参照し
てレリーズスイッチが押された時、およびリモコン信号
を受信した時に実行するサブルーチン「レリーズ」のシ
ーケンスについて説明する。図４中のルーチン「レリー
ズ」では、最初にステップＳ２００にて測光回路２１に
対してレジスタＲＳ１を介して測光開始信号を出力す
る。そして測光回路２１は被写体の輝度を測定する測光
動作を行い、この結果得られた測光データをレジスタＲ
Ｓ２を介してマイコン１０に出力する。また、マイコン
１０では測光データをＲＡＭ１３に格納する。

【００２１】次にステップＳ２０１では、マイコン１０
は測距回路２０に対してレジスタＲＳ１を介して測距制
御信号を出力する。そして測距回路２０は測距動作を実
行し、その結果をレジスタＲＳ２を介してマイコン１０
と通信を行い、マイコン１０は測距データを受信しＲＡ
Ｍ１３に格納する（Ｓ２０１）。ステップＳ２０２で
は、セカンドレリーズがオンになるまで待機する（Ｓ２
０２）。セカンドレリーズスイッチ（２ＲＳＷ）がオン
になると、ステップＳ２０３では、上記測距データに基
づいてフォーカシングレンズを合焦位置まで駆動する
（Ｓ２０３）。そしてステップＳ２０４では、上記測光
動作による測光データに基づいてシャッタを制御しフィ
ルムに露光を行い（Ｓ２０４）、ステップＳ２０５でフ
ィルム巻上げを行った後、リターンする（Ｓ２０５）。
一方、上記ステップＳ２０２で、セカンドレリーズスイ
ッチがオンにされずにファーストレリーズスイッチ（１
ＲＳＷ）がオフとなった場合はリターンする（Ｓ２０
６）。

【００２２】図５には、カメラコントローラＣＬの構成
要素のうちで測距動作に係わるレジスタＲＳ１，ＲＳ２
および測距回路２０のブロック図を示している。マイコ
ン１０は測距動作を開始するとまず後述する背景光除去
動作を行う。そして高輝度と判定するとＰＳＤ４７に与
える逆バイアス電圧ＶRBを制御する。そして測距動作に
入ると、マイコン１０はレジスタＲＳ１を介して測距回
路２０に対して出力Ｔ１より発光信号を出力する。測距
回路２０では発光信号Ｔ１を入力すると投光回路４１を
動作させ、投光回路４１が外付けされたパワートランジ
スタ４２をオン、オフする。このパワートランジスタ４
２の動作によって、ＩＲＥＤ４３で発光されたパルス光
は投光レンズ４４により集光されて、被写体距離ａに位
置する被写体４５に照射される。

【００２３】この被写体４５で反射された反射光は、前
記投光レンズ４４から基線長Ｓを隔てて配置された受光
レンズ４６を介し、その焦点距離ｆＪの位置に配置され
た半導体位置検出素子（ＰＳＤ）４７上の受光面に結像
される。一対の増幅ＮＰＮトランジスタ４８，４８ａを
含むプリアンプ回路４９はＰＳＤ４７のそれぞれの端子
ＮＣＨ，ＦＣＨから出力された信号光電流を検出し、Ｉ
ＲＥＤ４３より投光されたパルス光による被写体からの
反射光を受光して信号パルス光電流成分を検出する。

【００２４】ＰＳＤの出力信号電流をそれぞれＩｎ、Ｉ
ｆとすると特開平６−３４７２６３号公報に開示されて
いるように以下の関係式が成立する。 Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｉｆ）〓１／ａ（ａは被写体距離） …（式１） 測距演算回路５０は前記検出された光電流成分信号から
上記（式１）の演算を行い、被写体の距離情報を求め
る。マイコン１０は、積分リセット・逆積分回路５１の
出力であるレジスタＲＳ２の出力Ｔ６を参照して測距デ
ータのＡＤ変換を行い測距データを得る。上記各回路は
マイコン１０によりレジスタＲＳ１を介して出力信号Ｔ
２〜Ｔ５により動作を制御される。マイコン１０はこの
測距データを内部のＲＡＭ１３に格納する。またＥＥＰ
ＲＯＭ３０はマイコン１０と通信することが可能で、測
距データ調整値、補正値等をカメラ毎に記憶させること
ができる。

【００２５】ＰＳＤ４７のコモン端子及びプリアンプ回
路４９の電源は定電圧回路１００の出力ＶRBに接続され
ている。マイコン１０からのレジスタＲＳ１を介した制
御信号Ｔ８により、定電圧回路１００の出力電圧ＶRBの
電圧値が制御されている。高輝度判定回路１０１はプリ
アンプ回路の出力とマイコン１０により制御されるＤＡ
コンバータＤＡＣ回路１２０の出力を比較して高輝度か
否か判定し、判定結果Ｔ７出力をレジスタＲＳ２を介し
てマイコン１０に出力する。

【００２６】次に、図６に示すプリアンプ回路４９につ
いて説明する。なお、ＰＳＤ４７のＮＣＨ端子、ＦＣＨ
端子に対応する各プリアンプ回路は全く同じ構成である
のでＮＣＨ側について説明する。プリアンプ回路４９の
電源およびＰＳＤ４７のコモン端子は、定電圧回路１０
０出力ＶRBに接続されている。

【００２７】このプリアンプ回路４９は、ＰＳＤ４７の
ＮＣＨ端子から出力される信号電流をベースに入力し、
それぞれのエミッタより電流増幅率β倍の信号増幅電流
を出力する一対の増幅用ＮＰＮトランジスタ４８と、オ
ペアンプ６４、ＰＭＯＳトランジスタ５２、電流源５
３、電圧源６３とから成り、ＰＳＤ４７出力端子ＮＣＨ
電圧と電圧源６３の出力電圧ＶS とを等しい電位にする
帰還部と、前記信号増幅電流をエミッタに流し込み、エ
ミッタより対数圧縮信号を得るＭＯＳ構造に形成された
信号圧縮用寄生ＰＮＰトランジスタ５５と、オペアンプ
５６と基準電位用ＰＮＰトランジスタ５７、電流源５４
と等しい電流値を有する電流源５８、ＮＭＯＳトランジ
スタ５９、ホールドコンデンサ６０、抵抗６１とから成
りＰＳＤ４７出力信号に含まれる背景光成分を除去する
背景光除去部とから構成されている。

【００２８】上記信号圧縮用寄生ＰＮＰトランジスタ５
５は、汎用のＣＭＯＳプロセスの構造において寄生的に
形成されるＰＮＰトランジスタを使用する。これは図１
６に示すようなＰ型シリコン基板上にＣＭＯＳ構造のト
ランジスタを形成した場合に、Ｐ+ 拡散層をエミッタ、
Ｎウェル領域をベース、Ｐ型シリコン基板をコレクタと
する縦型寄生バイポーラＰＮＰトランジスタである。

【００２９】次に、プリアンプ回路４９のＮＣＨ側につ
いてその動作を説明する。まず測距対象物に投光する前
に、背景光除去部による背景光除去動作を行う。レジス
タＲＳ１のＴ４端子の信号" Ｌ(Low)"によりオペアンプ
５６をオンして、信号圧縮用寄生ＰＮＰトランジスタ５
５が接続されたオペアンプ５６の非反転入力と、電流源
５８とＰＮＰトランジスタ５７により形成される基準電
位となる反転入力とが等しい電位になるように帰還ルー
プを構成する。これにより、信号圧縮用寄生ＰＮＰトラ
ンジスタ５５には電流源５４と等しい電流しか流れ込ま
ず、ＰＳＤ４７の出力端子の背景光成分の電流Ｉconst
をＮＭＯＳトランジスタ５９のドレインより吸い込み、
抵抗６１を介してＧＮＤに排出して背景光成分を除去す
る。

【００３０】例えば、オペアンプ５６の非反転入力端子
の電位が反転入力端子の電位よりも高いときには、オペ
アンプ５６の出力は上昇し、ＮＭＯＳトランジスタ５９
のドレインより、更に多くの電流を吸い込む。これによ
って電流増幅用トランジスタ４８のベースに流れ込む電
流は減少し、エミッタから流れ出す電流も減少するの
で、信号圧縮用ＰＮＰトランジスタ５５に流れる電流も
減少して、オペアンプ５６の非反転入力端子の電位は低
下する。オペアンプ５６の反転入力端子の電位が非反転
入力端子の電位よりも高いときには、全く逆の動作を行
う。従って、ＰＳＤ４７の逆バイアス電圧はＶRB−ＶS
が印加されている。オペアンプ５６（又５６ａ）の出力
（ＶＨＣ、ＶＨＣa ）は背景光が大きいほど高い電位を
示すので、後述する高輝度判定回路１０１によって、モ
ニタされ輝度レベルの判定に使用される。

【００３１】なお、電流増幅用ＮＰＮトランジスタ４８
のベース電流ＩＢとエミッタ電流ＩＥには以下の関係が
ある。すなわち、 ＩＥ 〓 β・ＩＢ …（式２） βは、電流増幅用トランジスタの電流増幅率で５０〜２
００程度の値をとる。

【００３２】背景光除去動作のときは電流増幅用ＮＰＮ
トランジスタ４８には電流源５３の電流ＩBIAS１が流れ
るので、この時の電流増幅用ＮＰＮトランジスタ４８の
ベース電流ＩＢは以下の式で表わされる。 ＩＢ ＝ ＩBIAS１／β …（式３） また、この時の信号圧縮用ＰＮＰトランジスタ５５のエ
ミッタ電位ＶＥは、電流源５４の電流値ＩBIAS２とする
と、以下のようになる。 ＶＥ ＝ ＶＴ・Ｌｎ（ＩBIAS２／Ｉｓ） …（式４） 但し、ＶＴ：熱電圧、 Ｉｓ：逆方向飽和電流。

【００３３】次に、レジスタＲＳ１はＴ４端子信号を"
Ｈ(High)" としてオペアンプ５６をオフし、測距対象物
に対してＩＲＥＤ４３より投光し、測距対象物からの反
射光をＰＳＤ４７で受光する信号検出動作を行う。オペ
アンプ５６のオフにより上記背景能除去の帰還ループは
遮断され、ＮＭＯＳトランジスタ５９のゲート電位はホ
ールドコンデンサ６０により保持されるため、ＮＭＯＳ
トランジスタ５９のドレインより吸い込む電流値に変化
はなく、背景光成分の電流Ｉconst を継続して吸い込
む。従ってＰＳＤ４７より出力される信号成分電流Ｉｓ
ｉｇは全て電流増幅ＮＰＮトランジスタ４８のベースに
流れ込む。

【００３４】これより、信号検出動作時の電流増幅用Ｎ
ＰＮトランジスタ４８のベース電流は信号成分電流Ｉsi
g 分だけ増加する。電流増幅用ＮＰＮトランジスタ４８
は信号成分電流Ｉsig を増幅するので、エミッタ電流は
β・Ｉsig 分だけ増加する。この増加分の電流β・Ｉsi
g はＰＭＯＳトランジスタ５２のソースに流れ込み、さ
らに信号圧縮用寄生ＰＮＰトランジスタ５５のエミッタ
に流れ込む。従って、信号圧縮用寄生ＰＮＰトランジス
タ５５のエミッタ電位ＶＥは信号成分電流β・Ｉsig を
対数圧縮した電位だけ上昇する。 ＶＥ ＝ ＶＴ・Ｌｎ（（β・Ｉsig ＋ＩBIAS２）／Ｉｓ） 〓 ＶＴ・Ｌｎ（（β・Ｉsig ＋Ｉｓ） （β・Ｉsig 》ＩBIAS２） …（式５） またＦＣＨ側に出力される信号電流をＩβa ・Ｉsig a
、とすると、ＦＣＨ側の信号圧縮用ＰＮＰトランジス
タ５５ａの出力ＶＥa は、 ＶＥa ＝ ＶＴ・Ｌｎ（（βa ・Ｉsig a ＋ＩBIAS２）／Ｉｓ） 〓 ＶＴ・Ｌｎ（（βa ・Ｉsig a ／Ｉｓ） （βa ・Ｉsig a 》ＩBIAS２） …（式６） ＮＣＨ側、ＦＣＨ側の信号圧縮用ＰＮＰトランジスタ５
５，５５a のエミッタ電位ＶＥ、ＶＥa は、バッファ６
２，６２a を介してＶＥ、ＶＥa と同電位のまま出力Ｖ
Ｂ、ＶＢa より測距演算回路５０に入力される。

【００３５】つづいて、図７に示す測距演算回路５０に
ついて説明する。この測距演算回路５０は、差動ペアを
構成するＰＭＯＳトランジスタ７０，７１と、この差動
ペアをバイアスする電流源７２とを有し、ＰＭＯＳトラ
ンジスタ７０のドレイン電流に対してカレントミラーを
構成し、これと等しい測距演算電流出力ＩENをＮＭＯＳ
トランジスタ７４のドレイン電流として出力するＮＭＯ
Ｓトランジスタ７３，７４とを有する。ＮＭＯＳトラン
ジスタ７４のドレインはＭＯＳスイッチ７５を介して、
積分コンデンサ７６に接続されている。

【００３６】ここで、前述したＰＭＯＳトランジスタ７
０，７１の差動ペアはサブスレッショルド領域で動作す
るように設定するために、電流源７２の比較的微小な定
電流ＩＫでバイアスされている。サブスレッショルド領
域は、ＭＯＳトランジスタのゲート電圧をしきい値電圧
Ｖth以下の弱い反転状態でＭＯＳトランジスタを動作さ
せた時の動作領域であり、このときのＭＯＳトランジス
タのＶGS−ＩＤ特性は、ほぼバイポーラトランジスタの
ＶBE−ＩＣ特性に近い特性を示すことが知られている
（図８参照）。

【００３７】したがって、ゲート−ソース間電圧ＶGSと
ドレイン電流ＩDSの関係を簡略化して下式とする。 ＶGS ＝ ＶＴ・Ｌｎ（ＩDS） …（式７） 差動構成のＰＭＯＳトランジスタ７０，７１の各ゲート
には、前記プリアンプ回路４９のバッファ６２，６２a
の出力ＶＢ、ＶＢa がそれぞれ入力される。ＰＭＯＳト
ランジスタ７０，７１のゲート−ソース間電圧をそれぞ
れＶGS１、ＶGS２とすると、バッファの出力はそれぞれ
ＶＥ（＝ＶＢ）、ＶＥa （＝ＶＢa ）であるから下式が
成立する。

【００３８】 ＶGS１＋ＶＥa ＝ ＶGS２＋ＶＥ …（式８） この関係に基づいて、測距演算電流ＩENを求めると、 ＶＴ・Ｌｎ（ＩEN）＋ＶＴ・Ｌｎ（ＩＦ／ＩＳ）＝ ＶＴ・Ｌｎ（ＩＫ−ＩEN）＋ＶＴ・Ｌｎ（ＩＮ／ＩＳ） …（式９） （但し、ＩＮ ＝ β・Ｉsig ，ＩＦ ＝ βa ・Ｉsig a ） ＩEN ＝（ＩＮ／（ＩＮ＋ＩＦ））・ＩＫ …（式１０） そして、ＭＯＳスイッチ７５は投光時にオン、非投光時
にオフし、投光毎に前記測距演算電流ＩENが積分コンデ
ンサ７６に積分される。なお上記測距演算電流ＩENは、
被写体距離ａの逆数１／ａに関する特性を示すことは公
知である。

【００３９】次に図９には、積分リセット・逆積分回路
５１の構成を示して説明する。この積分リセット・逆積
分回路３１はオペアンプ７７と、バッファ７８と、定電
流ＩＲを有する逆積分回路７９と、逆積分の許容、禁止
を行うＭＯＳスイッチ８０と、基準電圧回路８１と、オ
ペアンプとコンパレータの切り換えを行うＭＯＳスイッ
チ８２とから構成されている。

【００４０】上記ＭＯＳスイッチ８０はマイコン１０の
制御端子Ｔ５によって制御され、一連の投光制御前には
制御端子Ｔ５の出力は" Ｌ(Low)"であって、ＭＯＳスイ
ッチ８０はオフ状態になる。またＭＯＳスイッチ８２
も、マイコン１０の制御端子Ｔ３によって制御されてオ
ン状態となり、オペアンプ７７とバッファ７８とから構
成されるいわゆる「ボルテージフォロワ」が負帰還で動
作を行う。従って、積分コンデンサ７６は基準電圧回路
６１の出力である定電圧ＶH に固定されてリセットされ
る。

【００４１】一連の投光動作が開始されると共にＴ３端
子は" Ｌ" になり、ＭＯＳトランジスタ８２はオフし、
前述の帰還ループが切断されるのでオペアンプ７７は判
定電圧をＶH とするコンパレータとして動作する。そし
て、一連の投光が終了し積分コンデンサ７６には測距演
算出力が積分されている状態となる。マイコン１０はＴ
５端子の信号を" Ｌ" から" Ｈ" に変更し、ＭＯＳスイ
ッチ８０をオンして定電流ＩR による逆積分が開始さ
れ、またマイコン１０はカウントを開始する。

【００４２】そして、逆積分開始からの時間経過と共
に、積分コンデンサ７６の電位は上昇し、オペアンプ７
７の非反転入力端子の電位ＶH を越え、その結果コンパ
レータとして動作しているオペアンプ７７の出力は"
Ｌ" に変化する。このオペアンプ７７の出力はマイコン
１０のＴ６端子の接続されており、マイコン１０は逆積
分開始からＴ６端子の電位が" Ｈ" から" Ｌ" に変化す
るまでの時間（逆積分時間）をカウントすることによ
り、前述した測距演算出力のＡＤ変換を実行し、被写体
距離ａの逆数１／ａに関連するデータを得る。

【００４３】ここで、逆積分時間をＴR 、投光（積分）
回数をＮ、１回の積分時間をＴｉとして、前述した測距
演算の積分電流ＩEN、逆積分電流ＩR より下式が成立す
る。 ＴR ＝ ＩEN・Ｎ・Ｔｉ／ＩR …（式１１）。

【００４４】次に、図１０に示す高輝度判定回路１０１
について説明する。この高輝度判定回路１０１は、レベ
ルシフト回路１１０とコンパレータ１１１，１１２、Ｏ
Ｒ回路１１３とから構成されている。前述のプリアンプ
回路４９内のオペアンプ５６（５６ａ）出力ＶHC（ＶHC
ａ）は、高輝度判定回路１０１に入力されると、レベル
シフト回路１１０によりレベルシフトされ、上記プリア
ンプ回路４９内のＮＭＯＳトランジスタ３９（３９ａ）
のゲート−ソース間電位ＶＧＳ分をキャンセルする。よ
って、レベルシフト回路１１０の出力ＶLS（ＶLSａ）
は、上記プリアンプ回路４９内の抵抗６１（６１ａ）の
両端の電位に相当し、背景光電流Ｉconst に比例する電
圧出力となる。

【００４５】端子ＶDACBには、マイコン１０によりレジ
スタＲＳ１を介して制御されるＤＡＣ回路１２０の出力
が接続される。マイコン１０は予めＲＯＭ１２やＥＥＰ
ＲＯＭ３０に記憶させている所定の高輝度判定値を読み
出し、これに応じてＤＡＣ回路１２０にデータを設定し
高輝度判定電圧ＶDACBを作成する。コンパレータ１１
１，１１２により高輝度判定電圧ＶDACBとレベルシフト
回路１１０出力ＶLS（ＶLSa ）とが比較され、出力ＶL
S、ＶLSａの一方がＶDACBを越えるすなわち「より高輝
度」の場合に、ＯＲ回路１１３の出力（高輝度判定回路
出力）Ｔ７は" Ｈ" をマイコン１０に出力する。

【００４６】カメラ内で判定すべき高輝度判定値は、Ｐ
ＳＤ４７のサイズや受光レンズ４６のＦＮＯなどの要因
より変化するので、カメラの種類やカメラ１台毎に上記
ＥＥＰＲＯＭ３０に所望の値を書き込んで対応すること
ができる。あるいは、マルチＡＦを搭載して、複数の異
なるサイズのＰＳＤを有する場合にはＰＳＤ毎即ち測距
エリア毎に高輝度判定値を切換えることも可能である。

【００４７】以上の動作は測距回路２０の背景光除去動
作中に行われ、マイコン１０は高輝度判定回路１０１の
出力を参照し、" Ｈ" であれば所定の輝度より高い輝度
と判定する。そしてこの場合は、マイコン１０はレジス
タＲＳ１を介して制御信号Ｔ９を" Ｈ" から" Ｌ" と設
定して、ＰＳＤ４７の逆バイアス電圧、即ち定電圧回路
１００の出力ＶRBを大きい方の電圧ＶRB２に切り換え
る。

【００４８】ここで図１１に、上述の定電圧回路１００
の構成を例示する。この定電圧回路１００は、バンドギ
ャップ発生回路１２１、オペアンプ１２２、抵抗ＲRB
０、ＲRB１、ＲRB２、ＭＯＳスイッチＳＷRB１、ＳＷRB
２およびインバータ１２３とから構成されている。バン
ドギャップ発生部１２１については、特開平１０−１４
３２６４号公報に記述されているのでここでの説明は省
略するが、温度変化の無い安定な電圧ＶBGを発生する電
圧源である。

【００４９】オペアンプ１２２と抵抗ＲRB０、ＲRB１、
ＲRB２は非反転増幅回路を構成し、バンドギャップ電圧
ＶBGを帰還抵抗比で決まる所定値に増幅する。マイコン
１０からの制御信号Ｔ８によりＭＯＳスイッチＳＷRB
１，ＳＷRB２にオン／オフが制御され、上記帰還抵抗が
スイッチングされ、オペアンプ１２２の出力（定電圧回
路１００出力）を切り換える。

【００５０】制御信号Ｔ８が" Ｈ" のとき、ＭＯＳスイ
ッチＳＷRB１がオンされ、ＳＷRB２がオフされ、そし
て、オペアンプ１２２の出力電圧ＶRBをＶRB１とする
と、 ＶRB１ ＝ ＶBG・（ＲRB０＋ＲRB１）／ＲRB１ …（式１２） となる。

【００５１】制御信号Ｔ８が" Ｌ" のとき、ＭＯＳスイ
ッチＳＷRB１がオフされ、ＳＷRB２がオンされ、そし
て、オペアンプ１２２の出力電圧ＶRBをＶRB２とする
と、 ＶRB２ ＝ ＶBG・（ＲRB０＋ＲRB２）／ＲRB２ …（式１３） となる。ここで、ＲRB１＞ＲRB２の関係にあり、ＶRB１
＜ＶRB２となっている。

【００５２】次に昇圧回路２３について説明する。この
昇圧回路２３は、コントローラＣＬ内部のＣＭＯＳプロ
セスで構成された昇圧回路２３とコントローラＣＬ外部
の外付昇圧回路１０３のインダクタＬ、トランジスタＴ
ｒｄ、ダイオードＤ、コンデンサＣｄ１，Ｃｄ２、抵抗
Ｒｄから構成されている（図５参照）。

【００５３】昇圧回路２３は、マイコン１０によりレジ
スタＲＳ１を介して制御され、制御信号Ｔ９を" Ｈ"
／" Ｌ" でそれぞれ昇圧動作オン／オフとする。また、
制御信号Ｔ１０を" Ｈ" ／" Ｌ" で昇圧電圧ＶＤＤ２／
ＶＤＤ１に切り換える。なお、ここではＶＤＤ１＜ＶＤ
Ｄ２の関係となっている。

【００５４】マイコン１０は制御信号Ｔ９を" Ｌ" か
ら" Ｈ" に設定すると、昇圧回路２３動作を開始し、ト
ランジスタＴｒｄのベースに所定周波数でオン／オフ信
号を与える。トランジスタＴｒｄがオンすると、電池Ｂ
ＡＴ（ＶＣＣ）からインダクタＬに通電され電気エネル
ギーが蓄えられる。そしてトランジスタＴｒｄをオフす
るとインダクタＬへの通電が停止され、インダクタＬに
蓄えられたエネルギーはダイオードＤを介してコンデン
サＣｄ１や抵抗Ｒｄを介してコンデンサＣｄ２にフライ
バック電圧として印加されコンデンサＣｄ１，Ｃｄ２に
はそれぞれ昇圧充電が行われる。

【００５５】よって、電源電圧ＶＤＤの電位は徐々に上
昇していき、制御信号Ｔ１１で設定された昇圧電圧ＶＲ
１またはＶＲ２まで昇圧されると、昇圧回路１０３ａは
トランジスタＴｒｄのベースにオフ信号を与えて昇圧動
作を停止する。また、電源ＶＤＤよりカメラコントロー
ラＣＬ内部で電流消費されると、ＶＤＤの電位がＶＤＤ
１またＶＤＤ２から低下するので再び昇圧動作が開始さ
れ電源ＶＤＤの電位を常に一定（ＶＤＤ１またはＶＤＤ
２）に保持する。

【００５６】図１２に示すチャートは、マイコン１０や
測距回路２０等の動作を示すタイミングチャートであ
り、図１３に示すフローチャートは、上記タイミングチ
ャートを実現するマイコン１０の動作を示す。以下、そ
の動作をこれらタイミングチャート及びフローチャート
を参照しながら説明する。まずステップＳ１において
「初期設定」を実行する（Ｓ１）。例えば、各端子の初
期設定を行い、前述の信号Ｔ３、Ｔ９を" Ｈ" に設定す
ると共に、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ８を" Ｌ" に設
定する。この時、マイコン１０の端子Ｔ３の信号" Ｈ"
により積分コンデンサ７６のリセットが行われ、同時に
背景光除去動作が行われる。

【００５７】ステップＳ２では、マイコン１０は背景光
ホールド状態の所定のタイミングにおいて、高輝度判定
回路１０１の出力Ｔ７を参照し、" Ｈ" であるか否かを
判定する（Ｓ２）。もしＴ７が" Ｈ" でなければステッ
プＳ４に進む。一方、Ｔ７が" Ｈ" であれば高輝度であ
るので、ステップＳ３にて制御信号Ｔ８を" Ｌ" から"
Ｈ" に設定し、定電圧回路１００の出力ＶRB（ＰＳＤ逆
バイアス電圧）をＶRB２に変更する（Ｓ３）。

【００５８】ステップＳ４では、所定の安定待ち時間を
カウントして待期する（Ｓ４）。一方、高輝度判定回路
の出力Ｔ７が" Ｌ" であれば、出力信号Ｔ８を変更しな
いのでＰＳＤ逆バイアス電圧ＶRBはＶRB１のままで維持
される。つづいてステップＳ５で、マイコン１０は出力
Ｔ９を" Ｈ" から" Ｌ" に設定して昇圧回路２３の動作
を停止させる（Ｓ５）。これは、昇圧回路２３の動作時
に発生する電源電圧ＶＤＤのリップルがノイズとして測
距回路２０に影響して測距精度が低下するのを防止する
故である。

【００５９】次に、マイコン１０のＴ３端子出力を"
Ｈ" から" Ｌ" に設定して積分リセットを解除する（Ｓ
６）。これにより測距演算出力が積分コンデンサ７６に
積分可能となる。ステップＳ８においては、投光回数Ｎ
を１６に設定し（Ｓ７）、マイコン１０は出力Ｔ４の信
号を" Ｌ" から" Ｈ" にして背景光ホールド状態にする
（Ｓ８）。そしてマイコン１０は、出力Ｔ１の信号を"
Ｌ" から" Ｈ" に設定して、ＩＲＥＤ４３を発光させ
（Ｓ９）、所定時間（６０μsec ）だけ待機し（Ｓ１
０）、その後、出力Ｔ２の信号を" Ｌ" から" Ｈ" に設
定して積分状態にする（Ｓ１１）。この出力Ｔ２の信号
が" Ｈ" の間、所定時間（６０μsec ）だけ測距演算出
力ＩENが積分コンデンサ７６に積分される（Ｓ１２）。

【００６０】次に、前記出力Ｔ２の信号を" Ｈ" から"
Ｌ" にして積分を停止し（Ｓ１３）、出力Ｔ１を" Ｌ"
に設定して投光を停止し（Ｓ１４）、更に出力Ｔ４を"
Ｌ"に設定して、背景光ホールド解除する。これにより
背景光電流をバイパスするための帰還ループが形成さ
れ、背景光の変化に追従して背景光電流を除去し続ける
（Ｓ１５）。そして所定時間（１ｍsec ）待機し（Ｓ１
６）、その後、回数Ｎをデクリメントする（Ｓ１７）。
ここで、回数Ｎが０になったか否かを判定し（Ｓ１
８）、もし投光回数がＮ＝０でないならばステップＳ８
に戻る。もしＮ＝０ならば、ステップＳ１９に移行し
て、出力Ｔ５の信号を" Ｌ" から" Ｈ" に設定し、逆積
分を開始する（Ｓ１９）。同時にマイコン１０は内部の
カウンタのカウントをスタートさせる（Ｓ２０）。

【００６１】次にここで、出力Ｔ６の信号が" Ｌ" か否
かを判定し（Ｓ２１）、" Ｌ" でなければ、さらにカウ
ント値がカウントリミットを越えたか否か判定する（Ｓ
２２）。そして出力Ｔ６の電位が" Ｌ" または、カウン
ト値が所定リミットを超過した場合は、カウントをスト
ップする（Ｓ２３）。出力Ｔ５の信号を" Ｌ" に設定し
て、逆積分を停止し（Ｓ２４）、カウンタをストップさ
せ、ＲＡＭにそのカウンタの値を格納する（Ｓ２５）。
このようにして、一連の測距動作が終了し、ＲＡＭには
測距演算（比演算）結果が記憶される。

【００６２】（作用効果１）以上のように、マイコン１
０と測距回路２０を同一チップ上に構成した測距装置に
おいて、高輝度下ではＰＳＤの逆バイアス電圧を高くし
て測距動作を行うので、背景光電流の影響を受けること
なく、測距可能となり測距精度を維持することが可能と
なる。必要に応じて逆バイアス電圧を高くしているの
で、無駄に消費電流を増加させることを防止でき、ま
た、低コストなカメラに適用可能である。

【００６３】（変形例１）なお、本第１実施形態例で
は、ＰＳＤ４７の背景光電流に基づくプリアンプ回路４
９内の電位により高輝度の検出を行っているが、前述の
測光回路２１の測光データに基づいて判定しても同様の
効果が得られる。

【００６４】また、ＰＳＤ４７の逆バイアス（ＶRB−Ｖ
Ｓ）を増加させる方法としてプリアンプ回路４９の基準
電位ＶＳの電位を下げても同様な効果が得られる。そこ
で、このＰＳＤ４７の逆バイアスを増加させる方法とし
て、プリアンプ回路４９の基準電位ＶＳの電位を下げる
方法について説明する。すなわち、図１７には、プリア
ンプ回路４９の周辺部分を抜き出したブロック図を示す
が、ここでは図６と異なる部分のみ記述している。プリ
アンプ回路４９の非反転入力ＶＳと定電圧回路１００の
出力ＶＲＢの間には抵抗Ｒｓが接続されている。また、
プリアンプ回路４９の非反転入力ＶＳとＧＮＤ間には定
電流源Ｉｓ1 ，Ｉｓ2 が接続されている。定電流源Ｉｓ
2 はマイコンからの制御信号Ｔ１１によりオン／オフさ
れる。

【００６５】制御信号Ｔ１１が" Ｌ" の場合は、この定
電流源Ｉｓ2 はオフされ、このときのプリアンプ回路４
９の非反転入力電位ＶＳは下式のようになる。 ＶＳ１ ＝ ＶＲＢ ― Ｉｓ1 ・Ｒｓ （式１４） 従って、ＰＳＤ４７の逆バイアス電圧は、Ｉｓ1 ・Ｒｓ
である。

【００６６】一方、制御信号" Ｈ" の場合は、定電流源
Ｉｓ2 はオンされ、このときのプリアンプ回路４９の非
反転入力電位（基準電位ＶＳ）は以下のようになる。 ＶＳ１ ＝ ＶＲＢ ― （Ｉｓ1 ＋Ｉｓ2 ）・Ｒｓ （式１５） 従って、ＰＳＤ４７の逆バイアス電圧は、（Ｉｓ1 ＋Ｉ
ｓ2 ）・Ｒｓである。

【００６７】以上のようにＰＳＤ４７の逆バイアス電圧
を切り換えることが可能である。そしてこのような回路
構成の利点は次の点にある。プリアンプ回路４９の電源
である定電圧回路１００の出力ＶＲＢが、例えば電源電
圧ＶＤＤのノイズ等の影響を受けて変動した場合には、
基準電位ＶＳも同期して変動するので、ＶＲＢ〜ＮＣＨ
端子（ＶＳと同電位）間の電位差は変化しない、従っ
て、ＶＲＢ〜ＮＣＨ端子間の寄生容量Ｃｐａによる信号
光電流Ｉsig の変動（Ｉｎ）を防止することができる。

【００６８】さらに本第１実施形態例では、コントロー
ラＣＬをＣＭＯＳプロセスで構成した場合について述べ
たが、ＢｉＣＭＯＳ（バイシーモス）プロセスを使用
し、測距回路２０、定電圧回路１００、高輝度判定回路
１０１等をバイポーラで構成しても同様の効果が得られ
る。

【００６９】（第２実施形態例）次に、本発明に係わる
第２実施形態例の測距装置について説明する。より高い
ＰＳＤの逆バイアス電圧を維持するためには、より高い
電源電圧を作成する必要がある。測距回路２０の投光積
分動作中は昇圧回路２３の動作を停止させているので、
回路消費電流によりバックアップコンデンサＣｄの電荷
が消費され電源電圧ＶＤＤは時間経過と共に低下してい
く。従って予め電源電圧ＶＤＤを高い電圧値に設定して
おくか、測距動作途中に電源電圧ＶＤＤの低下を補うた
めに昇圧動作を行う必要がある。

【００７０】図１５には、第２実施形態例のマイコン１
０や測距回路２０等の動作を示すタイミングチャートを
示し、図１４には、このタイミングチャートを実現する
マイコン１０の動作をフローチャートで示している。以
下、動作をタイミングチャートとフローチャートを参照
しながら説明する。

【００７１】まず、ステップＳ３１において各端子の
「初期設定」を実行する。例えば、Ｔ３、Ｔ９を" Ｈ"
に設定すると共に、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ８、Ｔ
１０を" Ｌ" に設定する。このときマイコン１０の端子
Ｔ３の信号" Ｈ" により積分コンデンサ７６のリセット
が行われ、同時に背景光除去動作が開始される（Ｓ３
１）。

【００７２】マイコン１０は背景光ホールド状態の所定
タイミングにおいて、高輝度判定回路１０１の出力Ｔ７
を参照し" Ｈ" であるか否かを判定する（Ｓ３２）。も
し"Ｈ" でなければ、ステップＳ３５に移行する。もし"
Ｈ" であれば、出力Ｔ８を" Ｌ" から" Ｈ" に設定し
てＰＳＤ逆バイアス電圧をＶRB１からＶRB３（＞ＶRB
２）に変更する（Ｓ３３）。

【００７３】さらに、出力信号Ｔ１０を" Ｌ" から"
Ｈ" として、昇圧回路２３の昇圧電圧をより高い電圧値
ＶＤＤ２に変更する（Ｓ３４）。これは、電源電圧ＶＤ
Ｄ１では定電圧回路１００がＰＳＤ４７の逆バイアス電
圧ＶRB３を保持し続けることができないため保持可能な
より高い電源電圧ＶＤＤ２にする。なお、ここでの逆バ
イアス電圧ＶRB３は、前述した第１実施形態例の定電圧
回路１００の抵抗ＲRB２をＲRB３に変更することにより
得られるので説明を省略する。このとき、昇圧回路２３
により昇圧動作が行われているので、電源電圧ＶＤＤは
電圧ＶＤＤ２まで上昇する。

【００７４】ステップＳ３５では、所定の安定待ち時間
をカウントして待機する（Ｓ３５）。一方、高輝度判定
回路の出力Ｔ７が" Ｌ" であれば出力信号Ｔ８、Ｔ９を
変更しない。そして、ステップＳ３６ではマイコン１０
は出力Ｔ９を" Ｈ" から" Ｌ" に設定して昇圧回路２３
の動作を停止させる（Ｓ３６）。これは、昇圧回路２３
の動作時に発生する電源電圧ＶＤＤのリップルがノイズ
として測距回路２０に影響して精度が低下しないように
する故である。

【００７５】次に、マイコン１０のＴ３端子を" Ｈ" か
ら" Ｌ" に設定して積分リセットを解除する（Ｓ３
７）。これにより測距演算出力が積分コンデンサ７６に
積分可能となる。ステップＳ３８では、全投光回数Ｎを
１６に設定する。そしてまた昇圧動作を行うタイミング
を設定するための投光回数Ｎ１を４に設定する（Ｓ３
８）。これは、４回投光する毎にその間の電源電圧ＶＤ
Ｄの低下を補うために昇圧回路２３を動作させて、測距
回路２０やＰＳＤ４７の定電圧回路１００出力ＶRBを保
証するためである。

【００７６】次にステップＳ３９において、マイコン１
０は出力Ｔ４の信号を" Ｌ" から"Ｈ" に設定して背景
光ホールド状態にする（Ｓ３９）。出力Ｔ１の信号を"
Ｌ" から" Ｈ" に設定してＩＲＥＤ４３を発光させ（Ｓ
４０）、所定時間（６０μsec ）待機し（Ｓ４１）、そ
の後、出力Ｔ２の信号を"Ｌ" から" Ｈ" にして積分状
態にする（Ｓ４２）。この出力Ｔ２の信号が" Ｈ"の間
（６０μsec ）だけ測距演算出力ＩENが積分コンデンサ
７６に積分される（Ｓ４３）。

【００７７】次に、前記出力Ｔ２の信号を" Ｈ" から"
Ｌ" にして積分を停止し（Ｓ４４）、出力Ｔ１を" Ｌ"
として投光を停止し（Ｓ４５）、さらに出力Ｔ４を"
Ｌ" にして、背景光ホールド解除する。これにより背景
光電流をバイパスするための帰還ループが形成され、背
景光の変化に追従して背景光電流を除去し続ける（Ｓ４
６）。そして、所定時間（１ｍsec ）待機（Ｓ４７）し
た後、回数ＮおよびＮ１をデクリメントする（Ｓ４
８）。

【００７８】次に、回数Ｎが０になったか否かを判定し
（Ｓ４９）、もしＮ＝０でないならば、ステップＳ５０
に戻ってＮ１＝０か否かを判別する。また、Ｎ＝０なら
ば全投光回数を終了したのでステップＳ５３に移行す
る。上記ステップＳ５０においてＮ１＝０ではない場合
は、ステップＳ３９に戻り上記動作を繰り返し行う。そ
してＮ１＝０ならば次のステップＳ５１に移行する。

【００７９】ステップＳ５１では、マイコン１０は出力
信号Ｔ９を" Ｌ" から" Ｈ" に設定して昇圧回路２３を
動作させる（Ｓ５１）。このとき、昇圧回路２３に対し
てはマイコン１０の出力信号Ｔ１０により昇圧電圧が既
に設定されている。前述のように高輝度であれば" Ｈ"
、即ち電源電圧ＶＤＤを昇圧電圧ＶＤＤ２に昇圧する
昇圧動作を行う。

【００８０】ステップＳ５２にて昇圧動作に必要な所定
時間待機し（Ｓ５２）、それが経過して昇圧動作が終了
するとステップＳ３６に戻り昇圧動作を停止する。ステ
ップＳ４９で全投光回数を終了するとステップＳ５３に
進み、出力Ｔ９を" Ｌ" から" Ｈ" に設定して昇圧回路
２３を動作させる（Ｓ５３）。そして、出力Ｔ５の信号
を" Ｌ" から" Ｈ" に設定して逆積分を開始し（Ｓ５
４）、同時にマイコン１０は内部のカウンタのカウント
をスタートさせる（Ｓ５５）。

【００８１】次に、出力Ｔ６の信号を" Ｌ" か否かを判
定し（Ｓ５６）、もし" Ｌ" でなければカウント値が所
定カウントリミットを超越したか否かの判定を行う（Ｓ
５７）。もし出力Ｔ６の電位が" Ｌ" を越えた場合、ま
たはカウント値がリミットを越えた場合は、ステップＳ
５８でカウントをストップする（Ｓ５８）。次に出力Ｔ
５の信号を" Ｌ" に設定して、逆積分を停止し（Ｓ５
９）、カウンタをストップさせ、カウント値をＲＡＭに
格納する（Ｓ６０）。以上のようにして、一連の測距動
作が終了し、ＲＡＭ内には測距演算（比演算）結果が記
憶される。

【００８２】（作用効果２）以上のように高輝度時に
は、ＰＳＤにより高い逆バイアス電圧を与えて測距可能
にすると共に、より高い逆バイアス電圧を保持するため
に、昇圧回路の昇圧電圧をより高い電圧値に変更して昇
圧動作を行う。従って高輝度下においても測距可能とな
り、さらに測距精度を低下させることもない。また、昇
圧回路の昇圧電圧を常時高い電圧値に設定せず、必要に
応じて変更しているので消費電流を無駄に増加させ、電
池の消耗を招くことも防止できる。

【００８３】（その他の変形例）このほかにも、本発明
の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施が可能であ
る。

【００８４】以上、複数実施形態例に基づいて説明して
きたが、本明細書中には次の発明が含まれている。 （１） 測距対象物に向けて光束を投射する投光手段
と、上記測距対象物からの反射光を受光し、上記測距対
象物までの距離に応じた一対の信号電流を出力する受光
手段と、上記受光手段の出力に基づいて上記測距対象物
までの距離に関する信号を出力する測距手段と、上記受
光手段にバイアス電圧を供給するバイアス供給手段と、
上記測距対象物を含む観察視野の輝度を測定し、所定輝
度よりも高いか否かを判定する高輝度判定手段と、上記
高輝度判定手段の出力に応答して上記バイアス電圧を制
御する制御手段とを具備したことを特徴とする測距装置
を提供できる。

【００８５】（２） 上記高輝度判定手段は、上記受光
手段の出力に基づいて高輝度判定することを特徴とする
（１）記載の測距装置を提供できる。 （３） 上記測距手段、バイアス供給手段、ならびに制
御手段に電源電圧を供給する昇圧手段を備え、上記制御
手段は、バイアス電圧の変更に伴って、上記昇圧手段の
昇圧電圧を変更することを特徴とする（１）記載の測距
装置を提供できる。 （４） 上記測距手段、バイアス供給手段、ならびに制
御手段を同一の半導体基板上に形成したことを特徴とす
る（１）記載の測距装置を提供できる。

【００８６】（５） 測距対象物に向けて光束を投射す
る投光手段と、この測距対象物からの反射光を受光し、
入射位置に応じた一対の信号を出力する受光手段と、こ
の受光手段の出力に基づいて上記測距対象物までの距離
を求める演算手段と、測距対象物が含まれる測定視野の
輝度を所定値と比較する輝度判定手段と、上記受光手段
にバイアス電圧を供給するバイアス電圧供給手段と、上
記輝度判定手段の判定結果に応じて上記バイアス電圧供
給手段のバイアス電圧を制御する制御手段とを具備し、
少なくとも上記受光手段、輝度判定手段、バイアス電圧
供給手段、および制御手段を共通の半導体基板上に形成
したことを特徴とする測距装置を提供できる。

【００８７】（６） 上記制御手段は、上記高輝度判定
手段の出力に基づき定常光電流（輝度）レベルを判定
し、この定常光電流が大きい高輝度の場合には、通常の
逆バイアス電圧より高い第２逆バイアス電圧に切り換え
るように上記バイアス電圧供給手段に指令し、この第２
逆バイアス電圧の状態で測距を行うことを特徴とする
（５）記載の測距装置を提供できる。 （７） 上記制御手段を含むコントローラは、マイクロ
コンピュータとＣＭＯＳアナログ回路をＣＭＯＳプロセ
スにより同一半導体基板上にワンチップ化して構成され
て成ることを特徴とする（５）記載の測距装置を提供で
きる。

【００８８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の測距装置に
よれば、例えばＣＭＯＳ構造のＩＣ基板上にマイクロコ
ンピュータと測距回路を構成し、高輝度時のみ受光手段
のバイアス電圧を高い電圧に切り換えるので、構造的に
簡単でかつ低消費電力による低コスト化が図られ、高輝
度下においても測距可能であると共に、測距精度が向上
した測距装置を提供することができるという顕著な効果
を発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の測距装置の基本的な構成を示
すブロック構成図。

【図２】図２は、本発明の測距装置の第１実施形態例と
して、ＣＭＯＳアナログ回路を用いたカメラコントロー
ラを示す構成図。

【図３】図３は、カメラコントローラＣＬの動作を示す
フローチャート。

【図４】図４は、サブルーチン「レリーズ」のシーケン
スを示すフローチャート。

【図５】図５は、カメラコントローラの構成要素のうち
で測距動作に係わるレジスタおよび測距回路を示すブロ
ック図。

【図６】図６は、プリアンプ回路を示す回路図。

【図７】図７は、測距演算回路を示す回路図。

【図８】図８は、ドレイン電流とゲート電圧を示すグラ
フ。

【図９】図９は、積分リセット・逆積分回路を示す回路
図。

【図１０】図１０は、高輝度判定回路を示す回路図。

【図１１】図１１は、定電圧回路を示す回路図。

【図１２】図１２は、マイコンや測距回路等の動作を示
すタイミングチャート。

【図１３】図１３は、図１２のタイミングチャートを実
現するマイコンの動作を示すフローチャート。

【図１４】図１４は、本発明の測距装置の第２実施形態
例のマイコンや測距回路等の動作を示すタイミングチャ
ート。

【図１５】図１５は、図１４のタイミングチャートを実
現するマイコンの動作を示すフローチャート。

【図１６】図１６は、Ｐ型シリコン基板上にＣＭＯＳ構
造のトランジスタを形成した場合の、縦型寄生バイポー
ラＰＮＰトランジスタを示す積層構造図。

【図１７】図１７は、プリアンプ回路の周辺部分を抜き
出して示すブロック図。

【符号の説明】

１…投光手段、 ２…受光手段、 ３…測距手段、 ４…バイアス供給手段、 ５…制御手段、 ６…高輝度判定手段、 １０…マイコン、 １１…ＣＰＵ、 １２…ＲＯＭ、 １３…ＲＡＭ、 １４…タイマ回路、 １５…ＬＣＤドライバ、 １６…クロック発振回路、 ２０…測距回路、 ２１…測光回路、 ２２…リモコン回路、 ２３…昇圧回路、 ２４…リセット回路、 ２５…バッテリチェック回路、 ３０…ＥＥＰＲＯＭ、 ３１…ＬＣＤ、 ３２…ストロボ回路、 ３３…スイッチ群、 ４１…投光回路、 ４９…プリアンプ回路、 ５０…測距演算回路、 ５１…積分リセット・逆積分回路、 １００…定電圧回路、 １０１…高輝度判定回路、 １０３…外付昇圧回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F112 AA06 BA06 CA02 DA32 EA05 FA03 FA21 FA25 FA45 2H011 AA01 BA14 BB02 BB04 DA01 2H051 BB20 CB23 CB24 CC03 CE08 DA22 EB01

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被写体に向けて光を投射し、この被写体
   からの反射光を受光して上記被写体までの距離を求める
   測距装置において、 上記被写体からの反射光を受光する受光手段と、 上記受光手段に可変のバイアス電圧を与えるバイアス手
   段と、 上記受光手段の出力に基づいて観察視野内の輝度レベル
   を判定する判定手段と、 この判定手段の出力に応答して、上記バイアス手段に作
   用してバイアス電圧を制御する制御手段と、を具備して
   いることを特徴とする測距装置。
2. 【請求項２】 上記判定手段により輝度レベルが所定レ
   ベルよりも高いと判定されたとき、上記制御手段は、上
   記バイアス電圧をより高くなるように切り換えることを
   特徴とする、請求項１に記載の測距装置。
3. 【請求項３】 上記測距装置は電源電圧を昇圧するため
   の電圧可変の昇圧手段を更に備え、 上記制御手段は、上記バイアス電圧を初期設定レベルよ
   りも高く切り換えることに同期して上記昇圧手段の出力
   電圧を高く切り換えることを特徴とする、請求項１に記
   載の測距装置。